一種用于粗甲醇精制的裝置制造方法
【專利摘要】本實用新型提供一種用于粗甲醇精制的裝置：包括穩(wěn)定塔以及多效蒸發(fā)器，前一效蒸發(fā)器的蒸汽出口與后一效蒸發(fā)器的冷凝管路入口相連，前一效蒸發(fā)器的料液出口與下一效蒸發(fā)器的料液入口相連，第一效蒸發(fā)器的料液入口與穩(wěn)定塔的塔釜相連，末效蒸發(fā)器的蒸汽出口與穩(wěn)定塔再沸器的冷凝管路入口相連，穩(wěn)定塔再沸器的冷凝管路出口以及除第一效蒸發(fā)器外的其他蒸發(fā)器的冷凝管路出口分別與甲醇輸出管路的入口相連，本實用新型利用穩(wěn)定塔在低壓下除去粗甲醇中的輕組分，確保MTO級甲醇質(zhì)量指標(biāo)合格，降低蒸汽消耗，針對MTO級甲醇對水含量要求不高的特點，采用多效蒸發(fā)器精制粗甲醇，可獲得合格產(chǎn)品，同時能耗顯著降低。
【專利說明】—種用于粗甲醇精制的裝置

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及甲醇制烯烴的原料(ΜΤ0級甲醇)，特別涉及一種用于粗甲醇精制的裝置。

【背景技術(shù)】
[0002]甲醇是極為重要的有機化工原料，在世界經(jīng)濟中起著十分重要的作用。尤其是近年來，隨著甲醇制烯烴(ΜΤ0或MTP)技術(shù)工業(yè)化的成功應(yīng)用，甲醇裝置規(guī)模迅速增大。對于甲醇制烯烴項目而言，不同的制烯烴技術(shù)對甲醇的質(zhì)量指標(biāo)要求各有不同，其原因主要源于催化劑的不同。
[0003]現(xiàn)有甲醇制烯烴技術(shù)(ΜΤ0技術(shù))對甲醇含水量無特殊要求，而對總金屬、堿金屬等離子含量卻要求很嚴格，指標(biāo)已達到甚至超過美國AA級和我國優(yōu)等品甲醇級別。為了滿足MTO級甲醇雜質(zhì)痕量(PPM級)要求，結(jié)合現(xiàn)有甲醇精制技術(shù)，對粗甲醇所含重組分及金屬離子的脫除，一般是通過甲醇精餾的技術(shù)來實現(xiàn)。
[0004]常規(guī)甲醇精餾主要有雙塔流程和三塔流程，兩種流程的目的都是除去甲醇中各類雜質(zhì)，例如除去難揮發(fā)性的無機、有機類雜質(zhì)，同時也將水一并除去。對于MTO級甲醇而言，上述流程能滿足MTO級甲醇的質(zhì)量要求，但水分的過度脫除卻是多余的，會白白消耗大量的加熱水蒸氣，造成了高能耗，在甲醇制烯烴中還需要增加水的配給。
實用新型內(nèi)容
[0005]本實用新型的目的在于提供一種用于粗甲醇精制的裝置。
[0006]為達到上述目的，本實用新型采用了以下技術(shù)方案:
[0007]該裝置包括穩(wěn)定塔以及多效蒸發(fā)器，前一效蒸發(fā)器的蒸汽出口與后一效蒸發(fā)器的冷凝管路入口相連，前一效蒸發(fā)器的料液出口與后一效蒸發(fā)器的料液入口相連，第一效蒸發(fā)器的料液入口與穩(wěn)定塔的塔釜相連，末效蒸發(fā)器的蒸汽出口與穩(wěn)定塔再沸器的冷凝管路入口相連，穩(wěn)定塔再沸器的冷凝管路出口以及除第一效蒸發(fā)器外的其他蒸發(fā)器的冷凝管路出口分別與甲醇輸出管路的入口相連。
[0008]所述甲醇輸出管路的出口設(shè)置有用于冷卻甲醇的第一換熱器。
[0009]所述末效蒸發(fā)器的料液出口與濃縮廢液排出管路相連。
[0010]所述第一效蒸發(fā)器的冷凝管路入口與外界蒸汽源相連。
[0011]所述多效蒸發(fā)器由第一效蒸發(fā)器、第二效蒸發(fā)器和第三效蒸發(fā)器組成，穩(wěn)定塔的塔釜與第一效蒸發(fā)器的料液入口相連，第一效蒸發(fā)器的料液出口與第二效蒸發(fā)器的料液入口相連，第一效蒸發(fā)器的蒸汽出口與第二效蒸發(fā)器的冷凝管路入口相連，第二效蒸發(fā)器的料液出口與第三效蒸發(fā)器的料液入口相連，第二效蒸發(fā)器的冷凝管路出口與所述甲醇輸出管路的入口相連，第二效蒸發(fā)器的蒸汽出口與第三效蒸發(fā)器的冷凝管路入口相連，第三效蒸發(fā)器的冷凝管路出口與所述甲醇輸出管路的入口相連，第三效蒸發(fā)器的蒸汽出口與穩(wěn)定塔再沸器的冷凝管路入口相連，穩(wěn)定塔再沸器的冷凝管路出口與所述甲醇輸出管路的入口相連。
[0012]所述穩(wěn)定塔為板式塔，各效蒸發(fā)器均為釜式重沸器。
[0013]所述裝置還包括與穩(wěn)定塔塔頂相連的穩(wěn)定塔回流罐。
[0014]本實用新型的有益效果體現(xiàn)在:
[0015]本實用新型利用粗甲醇體系中輕組分在低壓下易揮發(fā)的特點，利用穩(wěn)定塔在低壓下除去粗甲醇中的輕組分雜質(zhì)，并利用多級蒸發(fā)分離粗甲醇中的重組分雜質(zhì)，既確保MTO級甲醇質(zhì)量指標(biāo)合格，又避免過度去除水分，降低了蒸汽消耗；本實用新型針對MTO級甲醇對水含量要求不高的特點，采用多效蒸發(fā)器精制粗甲醇，可獲得合格產(chǎn)品，同時能耗顯著降低。
[0016]進一步的，本實用新型可以通過對三效蒸發(fā)器各效之間壓力的選擇，既可實現(xiàn)能量的全部利用(甲醇-水體系蒸汽潛熱)，又可實現(xiàn)粗甲醇精制的高收率，使裝置成本與收益達到更優(yōu)。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0017]圖1為本實用新型所述用于粗甲醇精制的裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0018]圖中:1為穩(wěn)定塔，2為穩(wěn)定塔再沸器，3為穩(wěn)定塔回流罐，4為第一效蒸發(fā)器，5為第二效蒸發(fā)器，6為第三效蒸發(fā)器，7為甲醇輸出管路，8為輸送泵，9為穩(wěn)定塔回流泵，10為第一換熱器，11為第二換熱器，12為濃縮廢液排出管路，SI為料液入口，S2為料液出口，E為蒸汽出口，Cl為冷凝管路入口，C2為冷凝管路出口，CWR為循環(huán)水供水，CffS為循環(huán)水回水，LP為低壓蒸汽，LC為低壓蒸汽凝液。

【具體實施方式】
[0019]下面結(jié)合附圖和實施例對本實用新型做詳細說明。
[0020]參見圖1，本實用新型所述用于粗甲醇精制的裝置包括穩(wěn)定塔I以及多效蒸發(fā)器，所述穩(wěn)定塔I為板式塔，各效蒸發(fā)器均為釜式重沸器，前一效蒸發(fā)器的蒸汽出口與后一效蒸發(fā)器的冷凝管路入口相連，前一效蒸發(fā)器的料液出口與后一效蒸發(fā)器的料液入口相連，第一效蒸發(fā)器的冷凝管路入口與外界蒸汽源相連，第一效蒸發(fā)器的料液入口與穩(wěn)定塔的塔釜相連，末效蒸發(fā)器的料液出口與濃縮廢液排出管路12相連，末效蒸發(fā)器的蒸汽出口與穩(wěn)定塔再沸器2的冷凝管路入口相連，穩(wěn)定塔再沸器2的冷凝管路出口以及除第一效蒸發(fā)器外的其他蒸發(fā)器的冷凝管路出口分別與甲醇輸出管路7的入口相連。所述甲醇輸出管路7的出口設(shè)置有用于冷卻甲醇的第一換熱器10。所述裝置還包括與穩(wěn)定塔塔頂相連的穩(wěn)定塔回流罐3。
[0021]本實用新型的工作原理如下:
[0022]首先以三效串聯(lián)蒸發(fā)器為例說明蒸發(fā)器的連接關(guān)系，每效蒸發(fā)器為獨立單元，每效蒸發(fā)器的蒸汽和濃縮液采用管道連接，具體描述如下:所述多效蒸發(fā)器由第一效蒸發(fā)器4、第二效蒸發(fā)器5和第三效蒸發(fā)器6組成，穩(wěn)定塔I的塔釜與第一效蒸發(fā)器4的料液入口相連，第一效蒸發(fā)器4的料液出口與第二效蒸發(fā)器5的料液入口相連，第一效蒸發(fā)器4的蒸汽出口與第二效蒸發(fā)器5的冷凝管路入口相連，第二效蒸發(fā)器5的料液出口與第三效蒸發(fā)器6的料液入口相連，第二效蒸發(fā)器5的冷凝管路出口與所述甲醇輸出管路7的入口相連，第二效蒸發(fā)器5的蒸汽出口與第三效蒸發(fā)器6的冷凝管路入口相連，第三效蒸發(fā)器6的冷凝管路出口與所述甲醇輸出管路7的入口相連，第三效蒸發(fā)器6的蒸汽出口與穩(wěn)定塔再沸器2的冷凝管路入口相連，穩(wěn)定塔再沸器2的冷凝管路出口與所述甲醇輸出管路7的入口相連。
[0023]粗甲醇送至穩(wěn)定塔1，在穩(wěn)定塔內(nèi)通過減壓精餾除去輕組分(輕組分由塔頂采出送至界外)，塔釜全物料送至一套三效蒸發(fā)器，經(jīng)三效蒸發(fā)器逐級對粗甲醇進行蒸發(fā)、濃縮，各效蒸發(fā)氣體(二次蒸汽)經(jīng)冷凝后獲得合格的MTO級甲醇產(chǎn)品，濃縮液體(富含雜質(zhì))由第三效蒸發(fā)器抽出送出界外。
[0024]所述穩(wěn)定塔為板式塔，塔頂操作壓力0.15?0.18MPa (a)，操作溫度為73?76°C，塔釜操作壓力0.18?0.22MPa(a)，操作溫度為81?86°C。
[0025]所述輕組分由塔頂采出，采出的該股輕組分因富含甲醇蒸汽，經(jīng)水冷凝(在第二換熱器11處)后自流至穩(wěn)定塔回流罐3 (回收甲醇)，再由穩(wěn)定塔回流泵9送至穩(wěn)定塔塔頂，未冷凝輕組分(包含氣相甲醇)被送出界外。一般控制甲醇回流量為采出輕組分的10?12倍,保障MTO級甲醇的收率。
[0026]所述三效串聯(lián)蒸發(fā)器均為釜式重沸器(BKU)，效間換熱物料(蒸汽和濃縮液體)依靠壓差由第一效(首效)順流至第三效(末效)，換熱物料流向相同。
[0027]所述三效串聯(lián)蒸發(fā)器均包含蒸發(fā)、冷凝步驟。其中:
[0028]第一效(首效)蒸發(fā)器熱源由界外低壓蒸汽提供(由冷凝管路入口輸入第一效蒸發(fā)器)，待蒸發(fā)濃縮液(由料液入口輸入第一效蒸發(fā)器)來自穩(wěn)定塔塔釜；
[0029]第二效蒸發(fā)器熱源來自第一效蒸發(fā)器所產(chǎn)二次蒸汽(由第一效蒸發(fā)器的蒸汽出口輸出)的潛熱，待蒸發(fā)濃縮液(通過料液入口輸入第二效蒸發(fā)器)來自第一效未蒸發(fā)濃縮液(第一效蒸發(fā)器的料液出口輸出)；
[0030]第三效蒸發(fā)器熱源來自第二效蒸發(fā)器所產(chǎn)二次蒸汽(由第二效蒸發(fā)器的蒸汽出口輸出)的潛熱，待蒸發(fā)濃縮液(通過料液入口輸入第三效蒸發(fā)器)來自第二效蒸發(fā)器未蒸發(fā)濃縮液(第二效蒸發(fā)器的料液出口輸出)。
[0031]所述第三效蒸發(fā)器所產(chǎn)二次蒸汽(由第三效蒸發(fā)器的蒸汽出口輸出)送至穩(wěn)定塔再沸器，為穩(wěn)定塔精餾提供熱源，未蒸發(fā)濃縮液由第三效蒸發(fā)器(由料液出口)抽出，作為濃縮廢液(富含雜質(zhì))送出界外。
[0032]所述第一效蒸發(fā)器的蒸發(fā)壓力為1.3?1.5MPa(a)。
[0033]所述三效串聯(lián)蒸發(fā)器的效間壓差為Λ 1-2 = 0.55MPa，Δ 2-3 = 0.45MPa。
[0034]合格的MTO級甲醇是由前效所產(chǎn)二次蒸氣經(jīng)后效或穩(wěn)定塔再沸器冷凝后所得液體混合物(ΜΤ0級甲醇產(chǎn)品)。
[0035]實施例
[0036]粗甲醇精制生產(chǎn)MTO級甲醇的裝置，包括穩(wěn)定塔減壓精餾單元、三效蒸發(fā)單元，具體設(shè)備包括:穩(wěn)定塔1、穩(wěn)定塔再沸器2、穩(wěn)定塔回流罐3，第一效蒸發(fā)器4、第二效蒸發(fā)器5、第三效蒸發(fā)器6，其中穩(wěn)定塔再沸器2既是第三效蒸發(fā)器的冷凝器，又是穩(wěn)定塔的再沸器。
[0037]原料(指粗甲醇，組成為甲醇、水以及雜質(zhì)，其中，雜質(zhì)質(zhì)量組成為:①輕組分0.43%，包含甲烷、一氧化碳、二氧化碳、氮氣重組分0.1%，包含金屬離子、重碳烴類、雜醇；水為7.93% )首先進入穩(wěn)定塔I，操作壓力為0.15MPa(a)(塔頂)?0.18MPa(a)(塔釜)，操作溫度為73.3°C (塔頂)?81.8°C (塔釜)，塔頂采出富含甲醇的輕組分，經(jīng)水冷回收甲醇后，輕組分送去界外，冷凝甲醇自流至穩(wěn)定塔回流罐3，再由泵送至穩(wěn)定塔I塔頂；穩(wěn)定塔I塔釜出料泵入第一效蒸發(fā)器4蒸發(fā)濃縮，操作壓力1.42MPa(a)，操作溫度為153°C，第一效蒸發(fā)器4由界外低壓蒸汽提供熱源(低壓蒸汽壓力1.0MPa(g)，溫度250°C )，第一效蒸發(fā)器4所產(chǎn)二次蒸汽送至第二效蒸發(fā)器5提供熱源，凝液為MTO級甲醇產(chǎn)品，未蒸發(fā)濃縮液靠效間壓差自流至第二效蒸發(fā)器5繼續(xù)蒸發(fā)、濃縮；第二效蒸發(fā)器5所產(chǎn)二次蒸汽送至第三效蒸發(fā)器6提供熱源，凝液為MTO級甲醇產(chǎn)品，未蒸發(fā)濃縮液靠效間壓差自流至第三效蒸發(fā)器6繼續(xù)蒸發(fā)、濃縮；第三效蒸發(fā)器6所產(chǎn)二次蒸汽送至穩(wěn)定塔再沸器2提供熱源，凝液為MTO級甲醇產(chǎn)品，未蒸發(fā)濃縮液作為最終濃縮廢液送去界外；三效串聯(lián)蒸發(fā)器效間壓差為Ap2 = 0.55MPa，Δ2_3 = 0.45MPa，操作溫度為各效甲醇一水體系的飽和溫度。
[0038]利用上述裝置，每生產(chǎn)I噸MTO級甲醇，消耗0.664噸低壓蒸汽，如采用三塔精餾制備MTO級甲醇，噸甲醇蒸汽消耗為1.1噸(二塔精餾蒸汽消耗更高)，因此本裝置可節(jié)約蒸汽用量約39.6%，按照低壓蒸汽每噸70元計算，對于180萬t/a甲醇裝置而言，每年可節(jié)約蒸汽折合人民幣約為5500萬元。
[0039]本實用新型的特點概括如下:
[0040](I)利用粗甲醇體系中輕組分在低壓下易揮發(fā)的特點，先在低壓下除去粗甲醇中的輕組分，確保MTO級甲醇質(zhì)量指標(biāo)合格，降低蒸汽消耗。
[0041](2)根據(jù)粗甲醇所含金屬離子等雜質(zhì)的不揮發(fā)性，利用三效蒸發(fā)技術(shù)，通過各效所產(chǎn)二次蒸汽作為二次熱源，對粗甲醇進行多次蒸發(fā)、濃縮，不僅可保證MTO級甲醇的質(zhì)量，同時更加節(jié)約能耗。相比現(xiàn)有“三塔流程”生產(chǎn)MTO級甲醇，能耗降低39.6% (指蒸汽消耗，三塔流程蒸汽消耗為1.lt/t甲醇)。
[0042](3)三效蒸發(fā)各效之間壓力的選擇若恰到好處，既可實現(xiàn)能量的全部利用(甲醇-水體系蒸汽潛熱)，又可實現(xiàn)粗甲醇精制的高收率，精制甲醇的收率不小于98%。
【權(quán)利要求】
1.一種用于粗甲醇精制的裝置，其特征在于:該裝置包括穩(wěn)定塔(I)以及多效蒸發(fā)器，前一效蒸發(fā)器的蒸汽出口與后一效蒸發(fā)器的冷凝管路入口相連，前一效蒸發(fā)器的料液出口與后一效蒸發(fā)器的料液入口相連，第一效蒸發(fā)器的料液入口與穩(wěn)定塔的塔釜相連，末效蒸發(fā)器的蒸汽出口與穩(wěn)定塔再沸器(2)的冷凝管路入口相連，穩(wěn)定塔再沸器(2)的冷凝管路出口以及除第一效蒸發(fā)器外的其他蒸發(fā)器的冷凝管路出口分別與甲醇輸出管路(7)的入口相連。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種用于粗甲醇精制的裝置，其特征在于:所述甲醇輸出管路(7)的出口設(shè)置有用于冷卻甲醇的第一換熱器(10)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種用于粗甲醇精制的裝置，其特征在于:所述末效蒸發(fā)器的料液出口與濃縮廢液排出管路(12)相連。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種用于粗甲醇精制的裝置，其特征在于:所述第一效蒸發(fā)器的冷凝管路入口與外界蒸汽源相連。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種用于粗甲醇精制的裝置，其特征在于:所述多效蒸發(fā)器由第一效蒸發(fā)器(4)、第二效蒸發(fā)器(5)和第三效蒸發(fā)器(6)組成,穩(wěn)定塔(I)的塔爸與第一效蒸發(fā)器(4)的料液入口相連，第一效蒸發(fā)器(4)的料液出口與第二效蒸發(fā)器(5)的料液入口相連，第一效蒸發(fā)器(4)的蒸汽出口與第二效蒸發(fā)器(5)的冷凝管路入口相連，第二效蒸發(fā)器(5)的料液出口與第三效蒸發(fā)器￠)的料液入口相連，第二效蒸發(fā)器(5)的冷凝管路出口與所述甲醇輸出管路(7)的入口相連，第二效蒸發(fā)器(5)的蒸汽出口與第三效蒸發(fā)器(6)的冷凝管路入口相連，第三效蒸發(fā)器￠)的冷凝管路出口與所述甲醇輸出管路(7)的入口相連，第三效蒸發(fā)器(6)的蒸汽出口與穩(wěn)定塔再沸器(2)的冷凝管路入口相連，穩(wěn)定塔再沸器(2)的冷凝管路出口與所述甲醇輸出管路(7)的入口相連。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種用于粗甲醇精制的裝置，其特征在于:所述穩(wěn)定塔(I)為板式塔，各效蒸發(fā)器均為釜式重沸器。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種用于粗甲醇精制的裝置，其特征在于:所述裝置還包括與穩(wěn)定塔塔頂相連的穩(wěn)定塔回流罐(3)。
【文檔編號】C07C31/02GK204224492SQ201420575903
【公開日】2015年3月25日 申請日期:2014年9月30日 優(yōu)先權(quán)日:2014年9月30日
【發(fā)明者】董林英, 呂春成, 郗小明, 陳琪, 徐斌, 趙引師, 鄭小勛, 楊士超 申請人:陜西延長中煤榆林能源化工有限公司