專利名稱：一種甲醇裝置聯(lián)產(chǎn)二甲醚的裝置及方法
技術領域：
本發(fā)明涉及甲醇和二甲醚的制備技術領域，尤其是一種利用甲醇裝置聯(lián)產(chǎn)二甲醚的裝置及方法。
背景技術：
國內(nèi)的甲醇裝置很多，二甲醚裝置也很多，但大多數(shù)甲醇廠都是采取在甲醇裝置旁邊新建一套甲醇制二甲醚裝置來生產(chǎn)二甲醚，這樣不僅增加裝置占地和設備投資，還需要增加配套的公用工程。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種利用甲醇裝置聯(lián)產(chǎn)二甲醚的工藝新裝置，將三塔甲醇精 餾工藝與甲醇氣相脫水制二甲醚工藝進行有效溶合，不需要另上一套甲醇制二甲醚裝置，只在甲醇精餾工藝中增加幾臺關鍵設備，從而達到既能生產(chǎn)精甲醇也能生產(chǎn)二甲醚的目的，同時充分考慮物料的溫差，加強內(nèi)部換熱，降低裝置能耗，使整個裝置占地小、設備投資低，裝置能耗低，流程簡單，操作穩(wěn)定。為了實現(xiàn)上述發(fā)明目的，本發(fā)明采用的技術方案如下
一種甲醇裝置聯(lián)產(chǎn)二甲醚的裝置，由甲醇三塔精餾工藝部件和二甲醚聯(lián)產(chǎn)部件組成，其中二甲醚聯(lián)產(chǎn)部件設置于甲醇三塔精餾工藝部件的預蒸餾塔(Tl)與加壓塔(T2)之間。具體而言，本發(fā)明的甲醇三塔精餾工藝的部件包括有粗甲醇預熱器(E1)、預蒸餾塔(Tl)、兩級冷凝(E2和E3)、預塔回流槽(VI)、加壓塔預熱器(E4)、加壓塔再沸器(E5)、力口壓塔(T2)、加壓塔回流槽(V2)、常壓塔(T3)、常壓塔回流槽(V3)、常壓塔再沸器(E7)、常壓塔冷凝器(ES )、常壓塔產(chǎn)品冷卻器(E9 )、加壓塔產(chǎn)品冷卻器(E6 )。二甲醚聯(lián)產(chǎn)部件包括有二甲醚反應器(R)、汽化器再沸器(E10)，二甲醚換熱器(E11)，二甲醚冷凝器(E12)，甲醇汽化器(V4)。作為優(yōu)選，本發(fā)明中的二甲醚聯(lián)產(chǎn)部件設置于加壓塔預熱器(E4)與加壓塔(T2)之間。進一步的，常壓塔(T3)還設置有常壓塔再沸器(E13)。在本發(fā)明中，預蒸餾塔冷凝器和常壓塔冷凝器可以采用空冷器。采用本發(fā)明的上述裝置，可以實現(xiàn)甲醇聯(lián)產(chǎn)二甲醚，具體工藝如下
生產(chǎn)甲醇時，采用的甲醇三塔精餾工藝，包括如下工藝步驟
1)粗甲醇通過粗甲醇泵與經(jīng)堿液泵來的一定量的堿液中和后一起進入粗甲醇預熱器(El )，粗甲醇用加壓塔產(chǎn)品進行預熱，預熱后進入預蒸餾塔(Tl);
2)在預蒸餾塔除去甲醇中的不凝氣體(H2、C0、C02)，為了脫除輕組分同時盡量減少甲醇損失，塔頂采用兩級冷凝，未被冷凝下來的氣體中含輕組分、不凝氣體及少量的甲醇，送往燃料氣管網(wǎng)，冷凝下來的甲醇液體都進入預塔回流槽(VI)，再經(jīng)預塔回流泵(Pl)打回預蒸餾塔作為回流；3)除掉輕組分的粗甲醇，通過預后甲醇泵(P2)送入加壓塔預熱器(E4)，預熱后進入加壓塔(T2)，在加壓塔內(nèi)經(jīng)過分離，將塔頂?shù)募状颊魵庾鳛闊嵩催M入常壓塔再沸器(E7)加熱常壓塔釜液，冷凝后的甲醇進入到加壓塔回流槽(V2)，一部分通過加壓塔回流泵(P3)打回加壓塔(T2)作為回流，另一部分經(jīng)過粗甲醇預熱器(El)預熱粗甲醇后進加壓塔產(chǎn)品冷卻器(E6)冷卻作產(chǎn)品精甲醇；
4)加壓塔再沸器(E5)用蒸汽加熱，塔底的甲醇溶液進入加壓塔預熱器(E4)預熱加壓塔進料，然后在壓差作用下進入常壓塔(T3)繼續(xù)分離，甲醇溶液在常壓塔內(nèi)經(jīng)過分離，塔頂?shù)募状颊羝M入常壓塔冷凝器(ES)冷凝，冷凝后的甲醇進入常壓塔回流槽(V3)，再經(jīng)常壓塔回流泵(P4)，一部分打回塔頂作為回流，另一部分采出經(jīng)常壓塔產(chǎn)品冷卻器(E9)冷卻后作產(chǎn)品；
5)從常壓塔的中部或下部定期采出雜醇，經(jīng)雜醇冷卻器冷卻后送往雜醇貯槽，常壓塔釜液為含少量甲醇的水，經(jīng)釜液泵送往污水處理系統(tǒng)。
需要生產(chǎn)二甲醚時，采用如下的工藝步驟
1)粗甲醇與堿液混合后經(jīng)粗甲醇預熱器(El)用常壓塔釜液預熱后進入預精餾塔(Tl)進行不凝氣分離，不凝氣送燃料管網(wǎng)；
2)預后甲醇經(jīng)預后甲醇泵(P2)加壓后進入加壓塔預熱器(E4)，用二甲醚反應氣預熱后送入甲醇汽化器(V4)，汽化器再沸器(ElO)用蒸汽加熱，汽化后的甲醇蒸汽直接送入二甲醚換熱器(E11)，換熱后進入二甲醚反應器(R)，反應器出口反應氣進入二甲醚換熱器與甲醇蒸汽換熱，換熱后的反應氣進入加壓塔預熱器(E4)預熱甲醇；
3)加壓塔預熱器(E4)出來的反應氣可以進入常壓塔再沸器(E7)作再沸器熱源，然后直接進入加壓塔(T2)分離二甲醚，也可以直接進入加壓塔(T2)，塔頂?shù)亩酌颜羝M入二甲醚冷凝器(E12)冷凝后進入加壓塔回流槽(V2)，經(jīng)加壓塔回流泵(P3)加壓后一部分進入加壓塔作回流，另一部分作為產(chǎn)品二甲醚送去罐區(qū)；
4)加壓塔(T2)釜液直接減壓進入常壓塔(T3)，在常壓塔分離后塔頂?shù)募状颊羝?jīng)常壓塔冷凝器(ES)冷凝后進入常壓塔回流槽(V3)，經(jīng)常壓塔回流泵(P4)加壓后一部分作回流，一部分經(jīng)常壓塔產(chǎn)品冷卻器(E9)冷卻后返回系統(tǒng)循環(huán)使用；
5)常壓塔再沸器(E13)用蒸汽加熱，常壓塔釜液為分離的生產(chǎn)廢水，送粗甲醇預熱器(El)預熱粗甲醇后再送污水處理系統(tǒng)。作為優(yōu)選，粗甲醇預熱器(El)中預熱溫度為50_70°C，更優(yōu)選65°C。進一步的，生產(chǎn)甲醇時，加壓塔中操作壓力O. 5-0. 8 1^&，更優(yōu)選0.7 MPa，加熱塔中回流比為 2. 2。生產(chǎn)二甲醚時，甲醇汽化器操作壓力為O. 7-1. I MPa，更優(yōu)選O. 9MPa ;甲醇蒸汽經(jīng)二甲醚換熱器換熱到240-300°C，優(yōu)選260°C，然后進入二甲醚反應器，二甲醚器出口的反應氣溫度為350-400°C，優(yōu)選370°C ;加壓塔操作壓力O. 7-1. O MPa,更優(yōu)選O. 8MPa，加壓塔操作回流比為2。本發(fā)明的有益效果是
(I)本工藝具備生產(chǎn)甲醇和生產(chǎn)二甲醚的能力，并且可以方便地進行產(chǎn)品轉(zhuǎn)換，工廠更能根據(jù)市場調(diào)整產(chǎn)品結(jié)構。⑵相對于其它生產(chǎn)甲醇和二甲醚的裝置來說，工藝設備明顯減少，裝置投資減少，占地減少，裝置能耗降低。⑶本發(fā)明中不同溫度的物料相互換熱，充分利用二甲醚反應氣的熱量，降低生產(chǎn)能耗。


圖I是本發(fā)明方法中的粗甲醇制備精甲醇的三塔流程示意圖，Tl是預精餾塔，T2是加壓塔，T3是常壓塔，El是粗甲醇預熱器，E2是預塔一級冷凝器，E3是預塔二級冷凝器，E4是加壓塔預熱器，E5是加壓塔再沸器，E6是加壓塔產(chǎn)品冷卻器，E7是常壓塔再沸器，ES是常壓塔冷凝器，E9是常壓塔產(chǎn)品冷卻器，Pl是預塔回流泵，P2是預后甲醇泵，P3是加壓塔回流泵，P4是常壓塔回流泵，Vl是預塔回流槽，V2是加壓塔回流槽，V3是常壓塔回流槽；
圖2是本發(fā)明方法中粗甲醇制備二甲醚的流程示意圖，圖2中增加的設備代號如下ElO是汽化器再沸器，Ell是二甲醚換熱器，E12是二甲醚冷凝器，E13是常壓塔再沸器，R是二甲醚反應器，V4是甲醇汽化器。
具體實施例方式下面結(jié)合具體實施方式
對本發(fā)明作進一步的詳細描述。但不應將此理解為本發(fā)明上述主題的范圍僅限于下述實施例。實施例I
本實施例為年產(chǎn)10萬噸甲醇或年產(chǎn)7萬噸二甲醚的流程見圖I和圖2 :
粗甲醇流量 14780kg/h，其中CH3OH :87. 6%, H2O :10. 6%，不凝性氣體1. 3%，其它雜質(zhì)
O.5%。粗甲醇與堿液混合后進入粗甲醇預熱器(E1)，用加壓塔產(chǎn)品精甲醇預熱到65°C左右進入預精餾塔(Tl)，預精餾塔為常壓操作，塔頂采用二級冷凝器(E2和E3)，冷凝下來的粗甲醇進入預后回流槽(VI)，無法冷凝的不凝性氣體 155 Nm3/h送去燃料管網(wǎng)。預后甲醇經(jīng)預后甲醇泵(P2)加壓后進入加壓塔預熱器(E4)用加壓塔釜液預熱，再進入加壓塔(T2 )分離。加壓塔操作壓力約O. 7MPa，加壓塔塔頂蒸汽送去常壓塔再沸器一(E7 )作熱源，冷凝后進入加壓塔回流槽(V2)。加壓塔回流比 2. 2，采出甲醇6190 kg/h，加壓塔釜液預熱加壓塔原料后進入常壓塔(T3)，常壓塔回流比 2.0，采出甲醇6507 kg/h，常壓塔釜液經(jīng)釜液泵送去污水處理，裝置共生產(chǎn)精甲醇12. 697t/h。裝置生產(chǎn)二甲醚時，預精餾塔(Tl)的操作與生產(chǎn)甲醇時一致，粗甲醇在粗甲醇預熱器(El)中用常壓塔釜液預熱后進入預精餾塔(Tl)，預精餾塔為常壓操作，塔頂采用二級冷凝器(E2和E3)，冷凝下來的粗甲醇進入預后回流槽(VI)，無法冷凝的不凝性氣體 155NmVh送去燃料管網(wǎng)。預后甲醇經(jīng)預后甲醇泵(P2)加壓后送入加壓塔預熱器(E4)，用二甲醚反應氣預熱，預熱后進入甲醇汽化器(V4)，甲醇汽化器操作壓力約O. 9MPa，甲醇汽化器頂部出來的甲醇蒸汽直接進入二甲醚換熱器，換熱到260°C進入二甲醚反應器，從反應器出來的反應氣溫度在370°C，經(jīng)與甲醇蒸汽換熱后進入加壓塔預熱器(E4)預熱粗甲醇，出來的二甲醚反應氣直接進入加壓塔(T2)，加壓塔操作壓力 O. 8MPa，塔頂二甲醚蒸汽經(jīng)二甲醚冷凝器(E12)冷凝后進入加壓塔回流槽(V2)，經(jīng)加壓塔回流泵(P3)加壓后一部分送入加壓塔作回流，一部分作二甲醚產(chǎn)品送產(chǎn)品罐區(qū)，加壓塔操作回流比為2，塔頂采出二甲醚8. 95t/h。加壓塔塔頂不凝氣直接送燃料管網(wǎng)，加壓塔塔釜液減壓后進入常壓塔(T3)，塔頂回收甲醇返回系統(tǒng)循環(huán)使用，常壓塔塔釜廢水送粗甲醇預熱器(El)預熱預塔進料后再送污水處理系統(tǒng)。常壓塔再沸器二(Ε13)用蒸汽加熱。本實施例中預塔一級冷凝器(Ε2)和常壓塔冷凝器(ES)采用空冷器。實施例2
本實施例為年產(chǎn)8萬噸甲醇或年產(chǎn)5. 6萬噸二甲醚的流程見圖I和圖2 粗甲醇流量 10774kg/h，其中CH3OH :95. 66%，H2O :3. 86%，不凝性氣體0. 08%，其它雜質(zhì):0. 04%ο粗甲醇與堿液混合后進入粗甲醇預熱器，預熱到65°C左右進入預精餾塔，塔頂采用二級冷凝器，冷凝下來的粗甲醇進入預后回流槽，無法冷凝的不凝性氣體 22. 5 NmVh送去燃料管網(wǎng)。預后甲醇經(jīng)預后甲醇泵加壓后進入加壓塔預熱器預熱，再進入加壓塔分離。加壓塔操作壓力約O. 7MPa，加壓塔塔頂蒸汽送去常壓塔再沸器作熱源，冷凝后進入加壓塔回流槽。加壓塔回流比 2. 2，采出甲醇5030 kg/h，加壓塔釜液預熱加壓塔原料后進入常壓塔，常壓塔回流比 2. 0，采出甲醇4978kg/h，常壓塔釜液經(jīng)釜液泵送去污水處理，裝置共生產(chǎn)精甲醇10. 008t/h。裝置生產(chǎn)二甲醚時，預精餾塔的操作與生產(chǎn)甲醇時一致，預后甲醇預熱后進入甲醇汽化器，甲醇汽化器操作壓力約O. 85MPa，出來的甲醇蒸汽直接進入二甲醚換熱器，換熱到270°C進入二甲醚反應器，從反應器出來的反應氣溫度在370°C，經(jīng)與甲醇蒸汽換熱后進入加壓塔預熱器(E4)換熱，再直接進入加壓塔，加壓塔操作壓力 O. 75MPa，操作回流比為
I.3，塔頂采出二甲醚7. 05t/h。加壓塔的釜液進入常壓塔再沸器二作熱源，換熱后進入常壓塔，常壓塔塔頂回收甲醇返回系統(tǒng)循環(huán)使用，常壓塔塔釜廢水送粗甲醇預熱器預熱預塔進料后再送污水處理系統(tǒng)。
權利要求
1.一種甲醇裝置聯(lián)產(chǎn)二甲醚的裝置，由甲醇三塔精餾工藝部件和二甲醚聯(lián)產(chǎn)部件組成，其中二甲醚聯(lián)產(chǎn)部件設置于甲醇三塔精餾工藝部件的預蒸餾塔(Tl)與加壓塔(T2)之間。
2.如權利要求I所述的裝置，其中甲醇三塔精餾工藝部件包括粗甲醇預熱器(E1)、預蒸餾塔(Tl)、兩級冷凝器(E2和E3)、預塔回流槽(VI)、加壓塔預熱器(E4)、加壓塔再沸器(E5)、加壓塔(T2)、加壓塔回流槽(V2)、常壓塔(T3)、常壓塔回流槽(V3)、常壓塔再沸器(E7)、常壓塔冷凝器(ES)、常壓塔產(chǎn)品冷卻器(E9)、加壓塔產(chǎn)品冷卻器(E6)。
3.如權利要求I或2所述的裝置，其中二甲醚聯(lián)產(chǎn)部件包括二甲醚反應器(R)、汽化器再沸器(E10)，二甲醚換熱器(E11)，二甲醚冷凝器(E12)，甲醇汽化器(V4)。
4.如權利要求1-3任一項所述的裝置，其中二甲醚聯(lián)產(chǎn)部件設置于加壓塔預熱器(E4)與加壓塔(T2)之間。
5.如權利要求1-4任一項所述的裝置，其中常壓塔(T3)還設置有常壓塔再沸器(E13)，預塔冷凝器和常壓塔冷凝器可以為空冷器。
6.一種采用權利要求1-5任一項所述裝置生產(chǎn)甲醇的方法，包括如下工藝步驟1)粗甲醇通過粗甲醇泵與經(jīng)堿液泵來的一定量的堿液中和后一起進入粗甲醇預熱器(E1)，粗甲醇用加壓塔產(chǎn)品進行預熱，預熱后進入預蒸餾塔(Tl)； 2)在預蒸餾塔除去甲醇中的不凝氣體(H2、C0、C02)，為了脫除輕組分同時盡量減少甲醇損失，塔頂采用兩級冷凝，未被冷凝下來的氣體中含輕組分、不凝氣體及少量的甲醇，送往燃料氣管網(wǎng)，冷凝下來的甲醇液體都進入預塔回流槽(VI)，再經(jīng)預塔回流泵(Pl)打回預蒸餾塔作為回流； 3)除掉輕組分的粗甲醇，通過預后甲醇泵(P2)送入加壓塔預熱器(E4)，預熱后進入加壓塔(T2)，在加壓塔內(nèi)經(jīng)過分離，將塔頂?shù)募状颊魵庾鳛闊嵩催M入常壓塔再沸器(E7)加熱常壓塔釜液，冷凝后的甲醇進入到加壓塔回流槽(V2)，一部分通過加壓塔回流泵(P3)打回加壓塔(T2)作為回流，另一部分經(jīng)過粗甲醇預熱器(El)預熱粗甲醇后進加壓塔產(chǎn)品冷卻器(E6)冷卻作產(chǎn)品精甲醇； 4)加壓塔再沸器(E5)用蒸汽加熱，塔底的甲醇溶液進入加壓塔預熱器(E4)預熱加壓塔進料，然后在壓差作用下進入常壓塔(T3)繼續(xù)分離，甲醇溶液在常壓塔內(nèi)經(jīng)過分離，塔頂?shù)募状颊羝M入常壓塔冷凝器(ES)冷凝，冷凝后的甲醇進入常壓塔回流槽(V3)，再經(jīng)常壓塔回流泵(P4)，一部分打回塔頂作為回流，另一部分采出經(jīng)常壓塔產(chǎn)品冷卻器(E9)冷卻后作產(chǎn)品； 5)從常壓塔的中部或下部定期采出雜醇，經(jīng)雜醇冷卻器冷卻后送往雜醇貯槽，常壓塔釜液為含少量甲醇的水，經(jīng)釜液泵送往污水處理系統(tǒng)。
7.一種采用權利要求1-5任一項所述裝置生產(chǎn)二甲醚的方法，包括如下工藝步驟 1)粗甲醇與堿液混合后經(jīng)粗甲醇預熱器(El)用常壓塔釜液預熱后進入預精餾塔(Tl)進行不凝氣分離，不凝氣送燃料管網(wǎng)； 2)預后甲醇經(jīng)預后甲醇泵(P2)加壓后進入加壓塔預熱器(E4)，用二甲醚反應氣預熱后送入甲醇汽化器(V4)，汽化器再沸器(ElO)用蒸汽加熱，汽化后的甲醇蒸汽直接送入二甲醚換熱器(E11)，換熱后進入二甲醚反應器(R)，反應器出口反應氣進入二甲醚換熱器與甲醇蒸汽換熱，換熱后的反應氣進入加壓塔預熱器(E4)預熱甲醇；3)加壓塔預熱器(E4)出來的反應氣可以進入常壓塔再沸器(E7)作再沸器熱源，然后直接進入加壓塔(T2)分離二甲醚，也可以直接進入加壓塔(T2)，塔頂?shù)亩酌颜羝M入二甲醚冷凝器(E12)冷凝后進入加壓塔回流槽(V2)，經(jīng)加壓塔回流泵(P3)加壓后一部分進入加壓塔作回流，另一部分作為產(chǎn)品二甲醚送去罐區(qū)； 4)加壓塔(T2)釜液直接減壓進入常壓塔(T3)，在常壓塔分離后塔頂?shù)募状颊羝?jīng)常壓塔冷凝器(ES)冷凝后進入常壓塔回流槽(V3)，經(jīng)常壓塔回流泵(P4)加壓后一部分作回流，一部分經(jīng)常壓塔產(chǎn)品冷卻器(E9)冷卻后返回系統(tǒng)循環(huán)使用； 5)常壓塔再沸器(E13)用蒸汽加熱，常壓塔釜液為分離的生產(chǎn)廢水，送粗甲醇預熱器(El)預熱粗甲醇后再送污水處理系統(tǒng)。
8.如權利要求5或6所述的方法，其中粗甲醇預熱器(El)中預熱溫度為50-70°C，更優(yōu)選65°C。
9.如權利要求5所述的方法，其中加壓塔中操作壓力為O.5-0.8 MPa，更優(yōu)選O. 7 MPa,加熱塔中回流比為 2. 2。
10.如權利要求6所述的方法，其中甲醇汽化器操作壓力為O.7-1. I MPa，更優(yōu)選O.9MPa ;甲醇蒸汽經(jīng)二甲醚換熱器換熱到240-300°C，優(yōu)選260°C，然后進入二甲醚反應器，二甲醚器出口的反應氣溫度為350-400°C，優(yōu)選370°C ;加壓塔操作壓力O. 7-1. O MPa，更優(yōu)選O. 8MPa，加壓塔操作回流比為2。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種甲醇裝置聯(lián)產(chǎn)二甲醚的裝置及方法，主要是指通過將甲醇精餾工藝與甲醇氣相脫水制二甲醚工藝有效溶合，只在三塔甲醇精餾工藝中增加甲醇汽化器、二甲醚反應器等少量設備，從而使裝置具備既可以生產(chǎn)精甲醇也可以生產(chǎn)二甲醚的能力。
文檔編號C07C41/09GK102757315SQ20121023473
公開日2012年10月31日 申請日期2012年7月9日 優(yōu)先權日2012年7月9日
發(fā)明者嚴芳, 孫炳, 楊松, 王小勤, 蹇守華 申請人:四川天一科技股份有限公司