[发明专利]一种甲醇热泵精馏方法及装置

说明书

本发明涉及一种甲醇热泵精馏方法及装置，属于化工精馏技术领域。该方法及装置中涉及高压塔和低压塔，其中，高压塔精馏段和低压塔精馏段获得的精甲醇蒸汽经压缩机加压升温后分别进入高压塔再沸器和低压塔再沸器的热侧，以用作二者的热源。相较传统甲醇双效精馏，该方法及装置不再使用生蒸汽供热，低压塔精馏段获得的精甲醇蒸汽也参与到供热当中，降低低压塔精甲醇蒸汽的冷凝负荷，节省循环冷却水，实现高压塔和低压塔双塔热泵精馏，替代传统双效精馏，将高压塔和低压塔精甲醇蒸汽的低品位热能转化为高品位热能，合理利用热量，节能减排效果显著。

技术领域

本发明属于化工精馏技术领域，涉及一种甲醇热泵精馏方法及装置。

背景技术

甲醇是一种重要的有机化工原料、工业溶剂和新型能源燃料，在化工、轻工和清洁能源领域具有广泛的应用。现有合成工艺合成的粗甲醇中含有较多杂质，需作精制处理，精馏是当前粗甲醇精制的主要方法。随着煤化工行业的蓬勃发展，甲醇精馏的规模也越来越大，甲醇精馏过程的节能问题已成为企业生存和提高竞争力的关键。

现有甲醇精馏技术主要包括双塔精馏、三塔双效精馏和四塔双效精馏，双塔精馏已逐渐淘汰，三塔双效精馏包括预精馏塔、加压塔和常压塔，在三塔双效精馏的基础上增加回收塔进一步回收甲醇即形成了四塔双效精馏，四塔双效精馏已广泛应用。在三塔或者四塔双效精馏中，预精馏塔的塔顶脱除粗甲醇中的轻组分，塔底出料经加压塔和常压塔精馏后，在加压塔的塔顶和常压塔的塔顶出料分别获得精甲醇。加压塔的塔顶蒸汽作为常压塔再沸器的热源，形成双效精馏，具有一定节能效果，但加压塔再沸器要使用生蒸汽加热，常压塔的塔顶蒸汽需大量循环冷却水进行冷却，仍存在能耗较高的问题。而且，近年来，国内甲醇产量过剩，供大于求，对甲醇精馏装置的新建需求小。在此背景下，迫切需要对现有高耗能的甲醇精馏装置进行节能改造。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种甲醇热泵精馏方法及装置，适用于对现有甲醇三塔或者四塔双效精馏装置的节能改造，利用双塔热泵精馏替代双效精馏，解决现有甲醇三塔或者四塔双效精馏装置面临的节能减排问题。

为达到上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种甲醇热泵精馏方法，包括以下步骤：

脱除轻组分后的初始甲醇水溶液进入高压塔，从高压塔精馏段获得精甲醇蒸汽，与来自低压塔精馏段并经一级压缩机加压的精甲醇蒸汽一起进入二级压缩机加压，经二级压缩机加压的精甲醇蒸汽一部分作为热源进入高压塔再沸器热侧，一部分作为热源进入低压塔再沸器热侧，精甲醇蒸汽换热后冷凝形成精甲醇液，一部分作为高压塔精馏段回流液返回高压塔，一部分作为低压塔精馏段回流液返回低压塔，一部分作为精甲醇产品采出；从高压塔提馏段获得甲醇水溶液，一部分进入高压塔再沸器冷侧，换热后形成蒸汽返回高压塔，一部分进入低压塔；从低压塔精馏段获得精甲醇蒸汽，精甲醇蒸汽进入一级压缩机，加压后与来自高压塔的精甲醇蒸汽一起进入二级压缩机；从低压塔提馏段获得甲醇水溶液，一部分进入低压塔再沸器冷侧，换热后形成蒸汽返回低压塔，一部分采出进入后继工序。

需要说明的是，高压塔的压力高于低压塔，此处高压塔的“高压”和低压塔的“低压”是相对而言的，低压塔在实际应用场景中可以是常压塔。

进一步，从低压塔精馏段获得的精甲醇蒸汽分成两部分，一部分进入一级压缩机，加压后与来自高压塔精馏段的精甲醇蒸汽一起进入二级压缩机，一部分经冷凝后形成精甲醇液，作为精馏段回流液返回低压塔。

进一步，从低压塔提馏段侧线采出杂醇油。

进一步，还包括预精馏塔初步精馏步骤：将粗甲醇原料经粗甲醇预热器预热后通入预精馏塔，从预精馏塔精馏段获得轻组分并进行冷凝与分离处理，将冷凝后形成的溶液作为精馏段回流液返回预精馏塔，将未冷凝的不凝气分离并采出；从预精馏塔提馏段获得甲醇水溶液分成两股，一股进入预精馏塔再沸器冷侧，换热后形成蒸汽返回预精馏塔，另一股进入高压塔；在向预精馏塔通入粗甲醇原料的同时从预精馏塔精馏段通入萃取水。