本發(fā)明涉及洗滌設備,其通過水洗滌將甲醇與氣體、特別地與合成的工藝廢氣分離,并且進一步處理甲醇。此外,本發(fā)明包括利用該洗滌設備通過水洗滌從氣體分離及回收甲醇的方法。
背景技術(shù):
通過含氫和碳氧化物的合成氣的催化轉(zhuǎn)化來生產(chǎn)甲醇的方法早已為本領(lǐng)域技術(shù)人員所知。例如,在“ullmann'sencyclopediaofindustrialchemistry”(第六版,1998electronicrelease)中的章節(jié)“methanol”的副章節(jié)5.2“synthesis”中,描述了用于生產(chǎn)甲醇的各種基本工藝。
例如根據(jù)ep0790226b1已知一種更加先進的用于生產(chǎn)甲醇的兩級工藝。在循環(huán)過程中生產(chǎn)甲醇,在該循環(huán)過程中,首先新鮮的以及部分反應過的合成氣體的混合物被供應到水冷反應器,然后被供應到氣冷反應器,在水冷反應器和氣冷反應器中的每個反應器中,利用銅基的催化劑將合成氣體轉(zhuǎn)化成甲醇。在該過程中生產(chǎn)的甲醇與將要再循環(huán)的合成氣體分離,接著該甲醇作為冷卻劑被反向引導通過氣冷反應器,并且被預熱到220到280℃的溫度,然后被引入到第一合成反應器。用于再循環(huán)的合成氣體的一部分從該過程作為吹掃氣流(所謂的吹掃物)被移除,以便防止惰性成分、雜質(zhì)或副產(chǎn)物在合成回路內(nèi)堆積,合成氣體的該部分與系統(tǒng)中存在的氣體存量相比是小的。該措施也在未審查的德國專利申請de2934332a1中以及歐洲專利申請ep1016643a1中教導。
從該合成回路排出的吹掃氣體流仍然載有大部分的甲醇。這同樣適用于在甲醇合成和原料產(chǎn)品的加工中獲得的其它廢氣流,諸如,來自甲醇膨脹罐的廢氣或來自用于粗甲醇、甲醇-水混合物或純甲醇的儲存罐的廢氣。粗甲醇被理解成直接源于甲醇合成、在蒸餾處理以得到純甲醇之前的初級產(chǎn)物。
甲醇儲存罐通常被設計成固定頂蓋罐,其中為了使未填充甲醇的內(nèi)體積惰性化(inertization),經(jīng)常用氮氣沖洗或填充該甲醇儲存罐。因此,氮氣氣氛含有飽和的甲醇。當加載罐時或由于罐呼吸,例如由于太陽輻射,載有甲醇的氮氣從罐排出,以避免罐中的超壓。
由于在環(huán)境壓力下甲醇具有65℃的低沸點,該廢氣的甲醇餾分是相當顯著的,這是因為廢氣通常在相應溫度下含有飽和的甲醇蒸汽。例如,在飽和狀態(tài)下,溫度為42℃的廢氣流中的甲醇濃度是大約33vol-%。
鑒于這些甲醇含量,從廢氣中回收甲醇對甲醇合成過程的經(jīng)濟性提供重要貢獻似乎是合理的。另一方面,針對甲醇的高毒性的背景,出于環(huán)境保護的原因,在沒有后處理的情況下將具有如此高甲醇含量的廢氣排放到環(huán)境中是不合理的。最后,廢氣中的高甲醇含量在其進一步的處理中也產(chǎn)生問題,因為甲醇會冷凝出來,因此例如損壞氣體燃燒器。
由于甲醇的高水溶性,利用水作為洗滌劑來洗滌廢氣已經(jīng)證明了其作為分離方法的價值。已公開的歐洲專利申請ep2168938a1例如教導了通過在逆流塔中水洗滌以從粗甲醇蒸餾的廢氣中回收甲醇。歐洲專利說明書ep0802893b1也描述了通過水洗滌從粗甲醇蒸餾的廢氣中分離和回收甲醇。
美國專利5,346,593a描述了一種用于獲得粗甲醇的蒸餾塔,該蒸餾塔在其頭部配備有水洗滌級,并且用于從離開塔的廢氣流中分離甲醇殘余物。
最后,歐洲專利說明書ep0009385b1公開了通過水洗滌從合成回路排出的吹掃氣流分離甲醇并通過蒸餾回收分離的甲醇。
當在從氣體分離甲醇中將水用作洗滌劑時,有利的是甲醇容易溶解在水中。然而,在甲醇的冷凝和吸收期間釋放的熱量損害了甲醇在水中的溶解度,由此降低了分離效率。因此,存在對于考慮到該事實的洗滌設備的需要。
技術(shù)實現(xiàn)要素:
在該背景下,本發(fā)明的目的是提供一種洗滌設備以及其應用方法,其中且由此確保了從氣體、特別地從甲醇的合成、儲存和進一步處理的工藝廢氣中有效回收甲醇。
該目的通過具有權(quán)利要求1的特征的方法以及具有權(quán)利要求4的特征的設備來解決。將在各從屬權(quán)利要求中發(fā)現(xiàn)本發(fā)明的進一步方面。
根據(jù)本發(fā)明的洗滌設備:
一種用于通過水洗滌將甲醇與氣體分離的洗滌設備,包括以下部件和組件:
(a)洗滌塔,所述洗滌塔包括護套,所述護套基于洗滌塔的適當布置狀態(tài)沿著與豎直方向平行地延伸的縱向軸線延伸,并且圍起所述洗滌塔的內(nèi)部空間,其中,所述內(nèi)部空間被劃分成上區(qū)域和下區(qū)域,所述上區(qū)域和所述下區(qū)域中各自包括至少一個傳質(zhì)區(qū)域,并且所述上區(qū)域和所述下區(qū)域借助于分離盤、特別地煙道盤而彼此分離,其中,所述盤對于從下傳質(zhì)區(qū)域向上傳質(zhì)區(qū)域引導的氣體流是可滲透的,但是對于從所述上傳質(zhì)區(qū)域向所述下傳質(zhì)區(qū)域引導的液體流是不可滲透的,并且適于暫時儲存從所述上傳質(zhì)區(qū)域流出的限定體積的洗滌劑,其中所述上傳質(zhì)區(qū)域和所述下傳質(zhì)區(qū)域配備有傳質(zhì)裝置,優(yōu)選地分離盤、篩盤、泡罩盤、浮閥塔盤、規(guī)整填料或填充床或這些傳質(zhì)裝置的組合,
(b)第一熱交換器、用于將水作為洗滌劑供應到所述第一熱交換器的管道、用于將洗滌劑的冷卻流從所述第一熱交換器排出并且用于將洗滌劑的該冷卻流供應到所述洗滌塔的所述上區(qū)域中的管道,其中,加入點被布置在所述上傳質(zhì)區(qū)域的上方,并且被設計成液體分配器,
(c)第二熱交換器、用于將部分地載有甲醇的洗滌劑流從所述分離盤排出并且用于將部分地載有甲醇的該洗滌劑流供應到所述第二熱交換器的管道、用于將部分地載有甲醇的洗滌劑的冷卻流從所述第二熱交換器排出并且用于將所述部分地載有甲醇的洗滌劑的該冷卻流供應到所述洗滌塔的所述下區(qū)域中的管道,其中,加入點被布置在所述煙道盤的下方且在所述下傳質(zhì)區(qū)域的上方,并且被設計成液體分配器,
(d)用于將載有甲醇的洗滌劑流作為所述洗滌塔的底部產(chǎn)物從所述洗滌塔的所述下區(qū)域排出的管道,其中,被加載的洗滌劑流的排出點被布置在所述下傳質(zhì)區(qū)域的下方,
(e)用于將載有甲醇的氣體流供應到所述洗滌塔的所述下區(qū)域中的管道,其中,加入點被布置在所述下傳質(zhì)區(qū)域的下方,
(f)用于將甲醇載有量減少的氣體流作為所述洗滌塔的頂部產(chǎn)物從所述洗滌塔的所述上區(qū)域排出的管道,其中,該氣體流的排出點被布置在所述上傳質(zhì)區(qū)域的上方。
根據(jù)本發(fā)明的方法:
一種通過水洗滌從氣體分離并回收甲醇的方法,包括以下步驟:
(a)提供洗滌塔,所述洗滌塔包括護套,所述護套基于所述洗滌塔的適當布置狀態(tài)沿著與豎直方向平行地延伸的縱向軸線延伸,并且圍起所述洗滌塔的內(nèi)部空間,其中,所述內(nèi)部空間被劃分成上區(qū)域和下區(qū)域,所述上區(qū)域和所述下區(qū)域各自包括至少一個傳質(zhì)區(qū)域,并且所述上區(qū)域和所述下區(qū)域借助于盤、特別地煙道盤彼此分離,其中,所述盤對于從所述下傳質(zhì)區(qū)域向所述上傳質(zhì)區(qū)域引導的氣體流是可滲透的,但是對于從所述上傳質(zhì)區(qū)域向所述下傳質(zhì)區(qū)域引導的液體流是不可滲透的,并且適于暫時地儲存從所述上傳質(zhì)區(qū)域流出的限定體積的洗滌劑,其中,所述上傳質(zhì)區(qū)域和所述下傳質(zhì)區(qū)域配備有傳質(zhì)裝置,優(yōu)選地分離盤、篩盤、泡罩盤、浮閥塔盤、規(guī)整填料或填充床或這些傳質(zhì)裝置的組合,
(b)將水作為洗滌劑供應到第一熱交換器,在所述第一熱交換器中冷卻洗滌劑,將洗滌劑的冷卻流從所述第一熱交換器排出,并且將所述洗滌劑的冷卻流供應到所述洗滌塔的所述上區(qū)域中,其中,加入點被布置在所述上傳質(zhì)區(qū)域的上方,并且被設計成液體分配器,
(c)將部分地載有甲醇的洗滌劑流從所述分離盤排出并且將所述部分地載有甲醇的洗滌劑流供應到第二熱交換器,將部分地載有甲醇的洗滌劑的冷卻流從所述第二熱交換器排出并且將所述部分地載有甲醇的洗滌劑的冷卻流供應到所述洗滌塔的所述下區(qū)域中,其中,加入點被布置在所述煙道盤的下方且在所述下傳質(zhì)區(qū)域的上方,并且被設計成液體分配器,
(d)將載有甲醇的洗滌劑流作為洗滌塔的底部產(chǎn)物從所述洗滌塔的所述下區(qū)域排出,其中,被加載的洗滌劑流的排出點被布置在所述下傳質(zhì)區(qū)域的下方,
(e)將載有甲醇的氣體流供應到所述洗滌塔的所述下區(qū)域中,其中,加入點被布置在所述下傳質(zhì)區(qū)域的下方,
(f)將甲醇載有量減少的氣體流作為洗滌塔的頂部產(chǎn)物從所述洗滌塔的所述上區(qū)域排出,其中,該氣體流的排出點被布置在所述上傳質(zhì)區(qū)域的上方。
用作洗滌劑的水主要是軟化水。然而,其它水質(zhì),特別是更高純度的水,例如高純度水或蒸餾水,也能夠用作洗滌劑。當現(xiàn)有的伴隨物質(zhì)在下游工藝步驟中不產(chǎn)生問題時,較低純度的水能夠被用作洗滌劑。當在工廠內(nèi)使用根據(jù)本發(fā)明的洗滌設備來合成粗甲醇并將其純化為純甲醇時,當仍然遵守純甲醇產(chǎn)物的產(chǎn)物規(guī)格時,也能夠使用已經(jīng)部分地載有甲醇的水流作為洗滌劑。
本發(fā)明的優(yōu)選方面
在本發(fā)明的優(yōu)選方面,洗滌設備進一步包括用于將洗滌塔的底部產(chǎn)物的至少一部分再循環(huán)到第二熱交換器的管道,其中洗滌塔的底部產(chǎn)物的再循環(huán)部分與部分地載有甲醇的洗滌劑流組合。由此,增大了在洗滌塔的下區(qū)域中的冷卻的洗滌劑的通過量,以及由此增大了甲醇分離率。
在本發(fā)明的另一優(yōu)選方面,洗滌設備進一步包括冷凝設備,該冷凝設備布置在內(nèi)部空間的上區(qū)域中,在上傳質(zhì)區(qū)域的上方和上液體分配器的上方,優(yōu)選回流冷凝器。由此,再次提高了洗滌設備中的甲醇的總分離率。
在根據(jù)本發(fā)明的方法的優(yōu)選方面中,洗滌塔的底部產(chǎn)物的至少一部分被再循環(huán)到第二熱交換器,并且與部分地載有甲醇的洗滌劑流組合。由此,增大了在洗滌塔的下區(qū)域中的洗滌劑的通過量,以及由此增大了甲醇的分離率。
在根據(jù)本發(fā)明的方法的另一優(yōu)選方面中,在將洗滌塔的底部產(chǎn)物與部分地載有甲醇的洗滌劑流組合之前,將其供應到第二熱交換器。通過冷卻洗滌劑的組合流,再次增大了甲醇的分離率。
在根據(jù)本發(fā)明的方法的進一步方面中,通過冷凝設備進行從離開上傳質(zhì)區(qū)域的氣體流冷凝出液體,該冷凝設備布置在內(nèi)部空間的上區(qū)域中、在上傳質(zhì)區(qū)域的上方并且在上液體分配器的上方,優(yōu)選地回流冷凝器。由此,再次提高了洗滌設備中的甲醇的總分離率。
優(yōu)選地,根據(jù)本發(fā)明的方法用于從甲醇儲存罐的廢氣或從甲醇膨脹罐的廢氣或從甲醇合成的吹掃氣體或從這些廢氣的組合分離并回收甲醇。所有所述的廢氣均包含大量蒸汽形式的甲醇,使得該物質(zhì)的分離和回收由于經(jīng)濟和生態(tài)原因是有利的。
在根據(jù)本發(fā)明的方法的優(yōu)選方面中,軟化水被用作洗滌劑。在綜合生產(chǎn)設備中,軟化水能夠作為操作材料,并且對甲醇具有特別好的吸收性能。
優(yōu)選將作為洗滌塔的底部產(chǎn)物獲得的甲醇-水混合物供應到甲醇膨脹罐、甲醇儲存罐或用于獲得純甲醇的蒸餾設備。
示例性實施例和數(shù)值實例
本發(fā)明的其它特征、優(yōu)點和可能的應用還可以從以下對示例性實施例和數(shù)值示例的描述以及附圖中獲得。所描述和/或示出的特征本身或以各種組合形成本發(fā)明的主題,而與其包括在權(quán)利要求中或其反向引用無關(guān)。
附圖說明
在圖中:
圖1示出在第一方面中的根據(jù)本發(fā)明的方法以及根據(jù)本發(fā)明的洗滌設備的示意圖,
圖2示出在第二方面中的根據(jù)本發(fā)明的方法以及根據(jù)本發(fā)明的洗滌設備的示意圖,
圖3示出在第三方面中的根據(jù)本發(fā)明的方法以及根據(jù)本發(fā)明的洗滌設備的示意圖,
圖4示出根據(jù)本發(fā)明的洗滌設備在用于處理和儲存來自甲醇合成的粗甲醇的流程圖中的整合,
圖5示出在另一方面根據(jù)本發(fā)明的洗滌設備在用于處理和儲存來自甲醇合成的粗甲醇的流程圖中的整合。
具體實施方式
在圖1中解釋根據(jù)第一方面的本發(fā)明的方法以及本發(fā)明的洗滌設備。經(jīng)由管道1,軟化水作為洗滌劑被引導到熱交換器2,并且由此通過與冷卻水的間接熱交換而被冷卻。經(jīng)由管道3,冷卻的洗滌劑被引導到洗滌塔4,并且通過在圖中示意性地示出的分配裝置填充到該洗滌塔4。借助于重力,洗滌劑然后流過作為填充床的上傳質(zhì)區(qū)域6。在上傳質(zhì)區(qū)域6中,由于填充床的高比表面,實現(xiàn)了洗滌劑和將要被純化的載有甲醇的氣體流之間的密集接觸。在洗滌劑中吸收甲醇期間,溶解焓被釋放,洗滌劑被相應地加熱。
在離開上傳質(zhì)區(qū)域6之后,現(xiàn)在部分地載有甲醇的洗滌劑到達設計為煙道盤的分離盤7。分離盤對于從塔內(nèi)部的下區(qū)域到上區(qū)域通過的氣體流是可滲透的,但是對于從上傳質(zhì)區(qū)域流出的洗滌劑是不可滲透的,由此洗滌劑積聚在分離盤上。在分離盤上的洗滌劑的水平由煙道的高度來決定。
借助于管道8,已經(jīng)積聚在分離盤7上的、部分地載有甲醇的洗滌劑的一部分借助于未示出的運送裝置被連續(xù)地從洗滌塔排出,被引導到熱交換器9,并且由此通過與冷卻水的間接熱交換而被冷卻。之前在甲醇的吸收期間被傳遞到洗滌劑的溶解焓此時再次至少部分地從洗滌劑消耗掉。
由于經(jīng)由管道8從洗滌塔排出的洗滌劑流必須與從上傳質(zhì)區(qū)域流出的洗滌劑流對應,以確保分離盤上的液體水平恒定,熱交換器9必須關(guān)于其熱交換表面和/或使用的冷卻劑溫度來設計,以便實現(xiàn)洗滌劑的期望溫度降低。
當管道8和10、熱交換器9和分配裝置中的壓力損失允許時,還能夠在沒有傳動裝置的情況下僅通過重力實施從洗滌塔排出已經(jīng)積聚在分離盤7上的、部分地載有甲醇的洗滌劑。在該情形中,應設置相應的控制裝置,例如控制閥。
經(jīng)由管道10,冷卻的洗滌劑被引導回到洗滌塔4,并通過圖中示意性地示出的分配裝置被填充到洗滌塔4中。借助于重力,洗滌劑然后流過下傳質(zhì)區(qū)域11,下傳質(zhì)區(qū)域11也是填充床。在下傳質(zhì)區(qū)域11中,由于填充床的高比表面,實現(xiàn)了在洗滌劑和待純化的載有甲醇的氣體流之間的密集接觸,并且由此進一步的甲醇被吸收在洗滌劑中。
從本發(fā)明的意義而言,其它傳質(zhì)裝置,優(yōu)選地分離盤、篩盤、泡罩盤、浮閥塔盤或規(guī)整填料也能夠用在上傳質(zhì)區(qū)域6中以及下傳質(zhì)區(qū)域11中。所述傳質(zhì)裝置的組合也是可能的,其中傳質(zhì)區(qū)域則被劃分成相應部分,每個部分配備有所述傳質(zhì)裝置中的一個。
載有甲醇的洗滌劑在作為塔池的、洗滌塔的下區(qū)域中積聚。載有甲醇的洗滌劑經(jīng)由管道12和13、泵14和管道15從洗滌塔排出,并被供應到儲存、處理或一些其它用途。
經(jīng)由管道16,待純化的氣體流在塔池和下傳質(zhì)區(qū)域之間在洗滌塔4的下端處被填充到洗滌塔4。在與洗滌劑的逆流中,其首先流過下傳質(zhì)區(qū)域,在該下傳質(zhì)區(qū)域中,通過在洗滌劑中的吸收實現(xiàn)甲醇的預分離。隨后,待純化的氣體流流過分離盤和上傳質(zhì)區(qū)域,在該上傳質(zhì)區(qū)域中,剩余的甲醇的精細分離達到痕量?,F(xiàn)在純化的氣體流經(jīng)由管道5被排出并且被釋放到環(huán)境中,或供應到進一步的處理。
在當前的實例中,待純化的氣體流是來自甲醇儲存罐的廢氣流。惰性氣體(通常是氮氣)在其中用作吹掃氣體或覆蓋氣體,以便避免儲存的甲醇的空氣接觸。因此,惰性氣體富含大量的甲醇。
根據(jù)本發(fā)明的洗滌設備或者根據(jù)本發(fā)明的分離方法同樣能夠用于從甲醇膨脹罐的廢氣或從甲醇合成的吹掃氣體或從前述廢氣的組合中分離甲醇。
在如圖2所示的根據(jù)本發(fā)明的方法或者根據(jù)本發(fā)明的洗滌設備的第二方面中,除了圖1中示出的實施例之外,從塔池排出的載有甲醇的洗滌劑的一部分經(jīng)由管道17、泵18和管道19再循環(huán)到熱交換器9,并且與經(jīng)由管道8從洗滌塔4排出的洗滌劑一起被填充到所述熱交換器。以該方式,增大了洗滌塔的下區(qū)域中的洗滌劑的通過量,并且由此增大了甲醇的分離率。通過冷卻來自管道8和19的洗滌劑的組合流,甲醇分離率甚至進一步增大。
在如圖3中所示的根據(jù)本發(fā)明的方法和根據(jù)本發(fā)明的洗滌設備的第三方面中,作為圖2中示出的實施例的補充,洗滌塔4配備有額外的冷凝設備,優(yōu)選地是回流冷凝器,該冷凝設備在布置在內(nèi)部空間的上區(qū)域中,在上傳質(zhì)區(qū)域的上方且在上液體分配器的上方。因此,洗滌設備中的甲醇的總分離率再次提高,并且經(jīng)由管道5排出的氣體流釋放出最后的甲醇殘留物。冷凝設備的使用在圖1中示出的本發(fā)明的方面中也是可能的,即沒有經(jīng)由管道19再循環(huán)加載的洗滌劑。甲醇的總分離率略低于圖3中示出的方面。
圖4示出根據(jù)本發(fā)明的洗滌裝置在用于處理和儲存來自甲醇合成的粗甲醇的流程圖中的整合。
經(jīng)由管道101,由氫氣和碳氧化物構(gòu)成的合成氣體被引入甲醇合成反應器102中,該甲醇合成反應器102在這里僅示意性地示出,并且不詳細地解釋,其中合成氣體在甲醇合成條件下部分地轉(zhuǎn)化成甲醇。在該過程中產(chǎn)生的粗甲醇經(jīng)由管道10從甲醇合成反應器排出。
在甲醇合成期間未轉(zhuǎn)化的合成氣體的絕大部分經(jīng)由未示出的合成氣體回路被再循環(huán)到甲醇合成反應器的入口。經(jīng)由管道103,未轉(zhuǎn)化的合成氣體的剩余部分作為吹掃氣體或沖洗氣體從甲醇合成反應器排出,并且被引導到吹掃氣體洗滌設備104。這是本身已知的洗滌塔,該洗滌塔可配備有盤、填充床或規(guī)整填料,以便增強氣體和液體之間的傳質(zhì)。吹掃氣體流在吹掃氣體洗滌設備的底部側(cè)處被填充到吹掃氣體洗滌設備,并且與經(jīng)由管道105作為洗滌劑供應的水流逆流接觸,由此,減小其中的甲醇蒸汽含量。在本示例性實施例和下面描述的那些實施例中,軟化水被用作洗滌劑,除非另外說明。
貧甲醇的吹掃氣體經(jīng)由管道106離開吹掃氣體洗滌設備。然后,吹掃氣體能夠任選地通過在熱交換器107中與作為加熱介質(zhì)的低壓蒸汽的間接熱交換被加熱,和經(jīng)由管道108從該過程中排出,并被引導到未示出的氫回收系統(tǒng)。
在吹掃氣體洗滌設備中的載有甲醇的水經(jīng)由管道109從吹掃氣體洗滌設備排出,并且與經(jīng)由管道110供應的粗甲醇一起經(jīng)由管道111被引導到膨脹罐112。粗甲醇和水的混合物在所述膨脹罐中從7.0mpa,g向0.5mpa,g減壓(,g表示在超壓下相應的壓力單位)。在與膨脹罐在結(jié)構(gòu)上連接且流體連接的膨脹氣體洗滌設備113中,在減壓期間釋放的氣體或蒸汽與經(jīng)由管道114作為洗滌劑供應的水流接觸,由此,其中的甲醇蒸汽含量降低。膨脹氣體洗滌設備也是本身已知的洗滌塔,該洗滌塔可配備有盤、填充床或規(guī)整填料,以便增強氣體和液體之間的傳質(zhì)。貧甲醇的膨脹氣體流經(jīng)由管道115離開膨脹氣體洗滌設備。
粗甲醇和水的減壓混合物經(jīng)由管道116從膨脹罐112排出。經(jīng)由管道117,該混合物能夠全部或部分地被引導到未示出的蒸餾設備,在該蒸餾設備中,通過蒸餾分離水,將粗甲醇進一步加工成純甲醇。
經(jīng)由管道118,未被引導到蒸餾設備的、粗甲醇和水的混合物的部分被引導到罐119并且被引入該罐119。隨后,粗甲醇能夠從罐排出,并且被供應到蒸餾處理。罐119是固定頂罐,在該固定頂罐中,罐的自由內(nèi)部容積由通過未示出的管道供應的氮氣填充,由此被惰性化。由此,氮氣氣氛含有飽和的甲醇。當加載罐時或由于罐的呼吸,例如由于太陽輻射,載有甲醇的氮氣經(jīng)由管道120從罐排出,以便避免罐中的超壓。載有甲醇蒸汽的惰性氣體流被引導到氣體洗滌設備4,在氣體洗滌設備4的底部側(cè)被填充到氣體洗滌設備4中,并且與經(jīng)由管道1作為洗滌劑供應的水流逆流地接觸,由此,其中的甲醇蒸汽含量降低。
經(jīng)由管道15,載有甲醇的洗滌劑從惰性氣體洗滌設備排出,并經(jīng)由管道111被引導到膨脹罐12。如果在管道15和111中存在明顯不同的壓力,則載有甲醇的洗滌劑還可以與管道111分開地被引導到膨脹罐。
圖5示出在另一方面中的根據(jù)本發(fā)明的洗滌裝置在用于處理和儲存來自甲醇合成的粗甲醇的流程圖中的整合。
根據(jù)本發(fā)明的方法以及根據(jù)本發(fā)明的設備對應于圖4所示方面直至設備部件120。然而,現(xiàn)在添加了管道131,利用該管道131,經(jīng)由管道15將從洗滌設備排出的洗滌劑的至少一部分經(jīng)由管道114引導到膨脹氣體洗滌設備113。由于如圖5所示的本發(fā)明的方面,在膨脹氣體洗滌設備中的用作洗滌劑的軟化水的特別大部分能夠由來自洗滌設備4的載有甲醇的水流代替。
在圖4和5中,各洗滌設備僅示意性地示出。因此應該注意,在其整合到用于處理和儲存來自甲醇合成的粗甲醇的流程中時,能夠使用洗滌設備的各種構(gòu)造,特別是還可以使用圖1、圖2和圖3中示出的構(gòu)造。
數(shù)值實例
在以下數(shù)值實例中,考慮從甲醇罐庫的惰性廢氣中分離甲醇?;诘亩栊詺怏w在42℃下含有飽和的甲醇。廢氣的體積流量均為100000scfh,對應于2831.68m3/h。惰性廢氣的成分如下:
氮氣:66.75,水:0.008vol-%,甲醇:33.17vol-%,甲基乙基酮(mek):2.4vol-ppm,乙醇:1.2vol-ppm,2-丙醇:0.3vol-ppm
在下述所有情形中,使用質(zhì)量流量為2900kg/h和溫度為40℃的軟化水作為新鮮的洗滌劑。所用的洗滌塔各自具有相同數(shù)目的理論盤,并且配備有煙道盤以作為分離盤。作為冷卻介質(zhì),均使用具有25wt-%的單乙二醇的軟化水作為防凍劑,其中正向流溫度均為5℃,并且返回流溫度均為15℃。
在下表中,針對圖1、圖2和圖3中示出的本發(fā)明的方面列出數(shù)值實例。
如能夠從表中得到的,在本發(fā)明的所有三個方面中,總的甲醇分離度大于99%。根據(jù)圖3的方面具有99.98%量的最高總甲醇分離度。與根據(jù)圖2的方面相比,冷卻劑的總消耗甚至稍微降低。
工業(yè)適用性
通過本發(fā)明,提出了用于從載有甲醇的廢氣中有效地分離和回收甲醇的洗滌設備和方法,其中本發(fā)明還能夠被用在甲醇的生產(chǎn)和處理的綜合流程中。從廢氣分離的甲醇餾分在已經(jīng)存在的粗甲醇向純甲醇的蒸餾處理中回收,使得不需要單獨的設備來用于從加載的洗滌器廢水回收甲醇。有價值的物質(zhì)甲醇被回收,降低了對環(huán)境的影響。通過本發(fā)明的具體方面,能夠根據(jù)當?shù)剡m用的排放限值來調(diào)整總的甲醇分離度。
附圖標記列表
1管道
2熱交換器
3管道
4洗滌塔
5管道
6上傳質(zhì)區(qū)域
7分離盤
8管道
9熱交換器
10管道
11下傳質(zhì)區(qū)域
12管道
13管道
14泵
15管道
16管道
17管道
18泵
19管道
20冷凝設備
101管道
102甲醇合成反應器
103管道
104吹掃氣體洗滌設備
105管道
106管道
107熱交換器
108管道
109管道
110管道
111管道
112膨脹罐
113膨脹氣體洗滌設備
114管道
115管道
116管道
117管道
118管道
119罐
120管道
131管道