[实用新型]四塔三效甲醇精馏节能工艺装置

说明书

本实用新型涉及一种四塔三效甲醇精馏节能工艺装置，它是从粗甲醇中通过精馏过程生产甲醇的节能装置。整个装置至少包括脱轻塔（T201）、第一精馏塔（T202）、第二精馏塔（T203）、第三精馏塔（T204）等四台塔及其配套设备。本实用新型采用了多塔多效热集成工艺方法，可以克服现有技术的缺陷，降低操作能耗30%以上，具有显著的实用性及经济效益，应用前景广阔。

技术领域

本实用新型涉及一种甲醇精馏的节能工艺装置，它是一种采用四塔三效热集成装置从粗甲醇中通过精馏过程生产甲醇的节能工艺方法和装置。

背景技术

甲醇是一种重要的有机化工原料和新型能源燃料，在化工、轻工和清洁能源领域具有广泛的用途。在合成甲醇工业化生产过程中，粗甲醇的精制过程的能耗是影响甲醇生产成本的关键因素之一。随着石油、煤炭、天然气等能源资源的紧缺、环境污染和温室效应等问题的日益严重，甲醇等行业的节能、降耗已成为企业生存和提高竞争力的关键，越来越受到各方面的重视。

图1是一种目前广泛采用的四塔（三塔加一塔）甲醇精馏工艺方法，即采用预塔T101、加压塔T102、常压塔T103等三台塔再增加一台回收塔T104，生产国标优等品或美标AA级甲醇产品。由预塔塔顶脱除轻组分，预后粗甲醇10经加压塔和常压塔精馏后，在加压塔塔顶出料24和常压塔塔顶出料14分别获得甲醇产品，常压塔侧线抽出杂醇42。加压塔塔顶物料气相21给常压塔塔釜加热。精馏塔侧线杂醇42和常压塔釜液15进回收塔，由回收塔塔顶得到回收甲醇产品29，回收塔侧线抽出杂醇油30，回收塔塔釜排放废水33。这种方法虽然技术成熟，但是生产能耗较高，并且随着装置规模日益增大，其设备规模显得较为庞大。对日益大型化甲醇生产装置的建设、经济稳定运行不利。

中国专利CN 200610014321.2公开了一种“高纯度甲醇的精馏工艺及制备”的工艺方法，CN 200610013269.9公开了一种“甲醇双效精馏节能节水系统及工艺”，两者的核心内容都是在目前广泛采用的四塔精馏过程的基础上，利用加热蒸汽的凝液热量、或是系统内部冷热液体的换热，达到节能的目的。显然这种物料之间的显热传递，对于降低整个精馏系统的操作能耗，作用非常有限。

CN 200710067196.6公开了“一种具有热集成的合成甲醇精制方法”，其特征是在目前广泛采用的四塔精馏过程的基础上，将加压塔塔顶气相分为两股，分别给预塔和第一精馏塔提供热量。相对CN 200610014321.2和CN 200610013269.9，此工艺方法具有较高的节能效果。但是，由于系统内预塔塔顶不产出甲醇产品，加压塔为预塔提供的能量属于单效甲醇精馏过程。系统内加压塔、第一精馏塔塔顶都产出甲醇产品，仅加压塔为第一精馏塔提供的能量属于双效甲醇精馏过程，因此，此工艺方法虽然具有一定的改进节能效果，但节能效果并不理想。

CN 200710146369.3公开了“一种粗甲醇精制的减压逆流双效精馏方法及设备”，它对目前广泛采用的四塔精馏过程中的加压塔和第一精馏塔的操作条件和精馏顺序进行了优化，经过预塔脱除轻组分后的粗甲醇，先进入减压精馏塔，减压精馏塔釜液再进入微加压精馏塔，由两塔的塔顶获得甲醇产品。微加压精馏塔塔顶气相给减压精馏塔塔釜再沸器加热。虽然减压精馏塔对于提高分离系统相对挥发度、获得较高甲醇产品纯度有利。但是由于甲醇沸点较低，减压操作会导致塔顶温度很低，塔顶冷凝器换热温差显著减小，不仅冷凝器面积庞大，同时由于真空系统可能造成甲醇的损耗加大。众所周知，这种减压操作过程必然会导致相应塔器规模的显著增大。对于目前日益大型化的甲醇装置，此工艺会导致塔器及换热设备规模的非常庞大。此工艺的实质仍属于传统三塔精馏的双效精馏过程，因此未能在进一步降低能耗方面取得实质性突破。其操作能耗不计预塔和回收塔就已经达到0.916吨蒸汽/吨甲醇产品，如果计入预塔和回收塔能耗，操作能耗必将大于1吨蒸汽/吨甲醇产品。

发明内容

本实用新型的目的在于提供一种四塔三效甲醇精馏节能工艺装置，它是从粗甲醇中通过精馏过程生产甲醇的节能工艺方法，可以克服现有技术的缺陷，降低操作能耗30%以上，具有显著的实用性及经济效益，应用前景广阔。