本发明属于一种甲醇精馏过程中热能梯级利用装置及其利用方法;包括加压精馏塔、系统粗醇进料泵管道依次通过一级粗醇预热器管程和二级粗醇预热器管程与预精馏塔的中部进口相连、预精馏塔下段通过预塔再沸器管程与预精馏塔的塔底相连,低压蒸汽管道和中压蒸汽管道分别与蒸汽缓冲罐相连,蒸汽缓冲罐的出口分别与预塔再沸器上段的壳程进口和加压塔再沸器的壳程进口相连通,加压塔再沸器的壳程出口通过管道与预塔后甲醇预热器的管程进口相连,预塔再沸器上段的壳程出口与加压塔再沸器的壳程出口和预塔后甲醇预热器的管程进口之间的管道相连,预塔后甲醇预热器的管程出口通过预塔再沸器下段的壳程与冷凝液槽相连;具有投资少和运行成本低的优点。
1.一种甲醇精馏过程中热能梯级利用装置,包括加压精馏塔(8)、系统粗醇进料泵管道(18)依次通过一级粗醇预热器(12)管程和二级粗醇预热器(13)管程与预精馏塔(10)的中部进口相连、预精馏塔(10)下段通过预塔再沸器(1)管程与预精馏塔(10)的塔底相连,其特征在于:低压蒸汽管道(16)和中压蒸汽管道(17)分别与蒸汽缓冲罐(3)相连,蒸汽缓冲罐(3)的出口分别与预塔再沸器(1)上段的壳程进口和加压塔再沸器(2)的壳程进口相连通,加压塔再沸器(2)的壳程出口通过管道与预塔后甲醇预热器(4)的管程进口相连,预塔再沸器(1)上段的壳程出口与加压塔再沸器(2)的壳程出口和预塔后甲醇预热器(4)的管程进口之间的管道相连,预塔后甲醇预热器(4)的管程出口通过预塔再沸器(1)下段的壳程与冷凝液槽(5)相连,所述冷凝液槽(5)底部的出口通过冷凝液泵(11)与一级粗醇预热器(12)壳程相连,一级粗醇预热器(12)壳程通过管道与补水冷却器(6)的壳程相连,补水冷却器(6)的壳程通过管道与蒸发冷(7)相连,所述一级粗醇预热器(12)壳程与补水冷却器(6)的壳程之间的管道上设有三通,三通的第一端与一级粗醇预热器(12)壳程相连,三通的第二端与补水冷却器(6)的壳程相连,三通的第三端与外送管道(9)相连;所述预塔再沸器(1)上段的壳程与预塔再沸器(1)下段的壳程之间设有隔板(14),所述预塔再沸器(1)上段与预塔再沸器(1)下段的管程相连通。
2.根据权利要求1所述的甲醇精馏过程中热能梯级利用装置,其特征在于:所述外送管道(9)与脱盐水岗位(15)相连。
3.根据权利要求1所述的一种甲醇精馏过程中热能梯级利用装置的利用方法,其特征在于:包括如下步骤:一、低压蒸汽和中压蒸汽分别通过低压蒸汽管道(16)和中压蒸汽管道(17)进入蒸汽缓冲罐(3)内进行混合,制成混合蒸汽;二、使步骤一中所述的混合蒸汽分别进入预塔再沸器(1)上段的壳程和加压塔再沸器(2)的壳程进行换热,换热后预塔再沸器(1)管程内的甲醇温度是70~75°C,加压塔再沸器(2)管程内的甲醇温度是125~130°C,换热后混合蒸汽成为冷凝液,预塔再沸器(1)上段的壳程出口的冷凝液温度为72°C,加压塔再沸器(2)的壳程出口的冷凝液温度为125°C;三、将步骤二中所述的预塔再沸器(1)上段的壳程出口的冷凝液与加压塔再沸器(2)的壳程出口的冷凝液在管道内混合,混合后的冷凝液温度为112°C;四、使步骤三中温度为112°C的冷凝液进入预塔后甲醇预热器(4)的管程,并与预塔后甲醇预热器(4)的壳程进行换热,换热后的冷凝液温度为95°C;五、使步骤四中温度为95°C的冷凝液进入预塔再沸器(1)下段的壳程与预塔再沸器(1)管程内的甲醇进行换热,换热后的冷凝液温度为82°C;六、使步骤五中温度为82°C的冷凝液通过冷凝液槽(5)和冷凝液泵(11)进入一级粗醇预热器(12)壳程,并与一级粗醇预热器(12)管程内的粗甲醇换热,换热后的一级粗醇预热器(12)管程内粗甲醇的温度为45°C;一级粗醇预热器(12)壳程出口处的冷凝液温度为60°C;七、使步骤六中一部分温度为60°C的冷凝液通过补水冷却器(6)的壳程进行换热,换热后的冷凝液作为高品质补水进入蒸发冷(7)内;所述换热后的冷凝液的温度为20~30°C;八、使步骤六中另一部分温度为60°C的冷凝液通过三通和外送管道(9)进入脱盐水岗位(15)。技术领域
本发明属于甲醇精馏过程中的热能利用技术领域,具体涉及一种甲醇精馏过程中热能梯级利用装置及其利用方法。
背景技术
三塔精馏过程中需要利用中低压蒸汽对预塔和加压塔底的粗醇加热使其沸腾变为气体再返回塔内进行精馏,三塔精馏过程中主要能耗是蒸汽的消耗,蒸汽加热过塔底液体之后变为蒸汽冷凝液,蒸汽冷凝液混合后温度为112°C,经过预塔后甲醇预热器加热加压塔进料甲醇之后温度降为95°C进入冷凝液槽,冷凝液通过冷凝液泵送到脱盐水岗位软水箱。上述情况有两个弊端:一是其热量没有充分回收利用,热损失较大;另一方面也造成脱盐水岗位软水箱温度高。与此同时,该系统存在三方面的问题:一是预塔粗醇进料温度低;二是预塔再沸器的塔底液态甲醇温度一般在70~75°C之间,用蒸汽进行加热;三是系统蒸发冷用水品质差,造成设备腐蚀。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术中的缺陷,而提供一种能够充分利用甲醇精馏系统中冷凝换热产生的大量热能,降低蒸汽用量,而且可以产生品质较高的低温冷却水作为系统蒸发冷的换热介质,避免造成设备腐蚀的甲醇精馏过程中热能梯级利用装置及其利用方法。本发明的目的是这样实现的:包括加压精馏塔、系统粗醇进料泵管道依次通过一级粗醇预热器管程和二级粗醇预热器管程与预精馏塔的中部进口相连、预精馏塔下段通过预塔再沸器管程与预精馏塔的塔底相连,低压蒸汽管道和中压蒸汽管道分别与蒸汽缓冲罐相连,蒸汽缓冲罐的出口分别与预塔再沸器上段的壳程进口和加压塔再沸器的壳程进口相连通,加压塔再沸器的壳程出口通过管道与预塔后甲醇预热器的管程进口相连,预塔再沸器上段的壳程出口与加压塔再沸器的壳程出口和预塔后甲醇预热器的管程进口之间的管道相连,预塔后甲醇预热器的管程出口通过预塔再沸器下段的壳程与冷凝液槽相连,所述冷凝液槽底部的出口通过冷凝液泵与一级粗醇预热器壳程相连,一级粗醇预热器壳程通过管道与补水冷却器的壳程相连,补水冷却器的壳程通过管道与蒸发冷相连,所述一级粗醇预热器壳程与补水冷却器的壳程之间的管道上设有三通,三通的第一端与一级粗醇预热器壳程相连,三通的第二端与补水冷却器的壳程相连,三通的第三端与外送管道相连;所述预塔再沸器上段的壳程与预塔再沸器下段的壳程之间设有隔板,所述预塔再沸器上段与预塔再沸器下段的管程相连通。所述外送管道与脱盐水岗位相连。一种甲醇精馏过程中热能梯级利用装置的利用方法,包括如下步骤:一、低压蒸汽和中压蒸汽分别通过低压蒸汽管道和中压蒸汽管道进入蒸汽缓冲罐内进行混合,制成混合蒸汽;二、使步骤一中所述的混合蒸汽分别进入预塔再沸器上段的壳程和加压塔再沸器的壳程进行换热,换热后预塔再沸器管程内的甲醇温度是70~75°C,加压塔再沸器管程内的甲醇温度是125~130°C,换热后混合蒸汽成为冷凝液,预塔再沸器上段的壳程出口的冷凝液温度为72°C,加压塔再沸器的壳程出口的冷凝液温度为125°C;三、将步骤二中所述的预塔再沸器上段的壳程出口的冷凝液与加压塔再沸器的壳程出口的冷凝液在管道内混合,混合后的冷凝液温度为112°C;四、使步骤三中温度为112°C的冷凝液进入预塔后甲醇预热器的管程,并与预塔后甲醇预热器的壳程进行换热,换热后的冷凝液温度为95°C;五、使步骤四中温度为95°C的冷凝液进入预塔再沸器下段的壳程与预塔再沸器管程内的甲醇进行换热,换热后的冷凝液温度为82°C;六、使步骤五中温度为82°C的冷凝液通过冷凝液槽和冷凝液泵进入一级粗醇预热器壳程,并与一级粗醇预热器管程内的粗甲醇换热,换热后的一级粗醇预热器管程内粗甲醇的温度为45°C;一级粗醇预热器壳程出口处的冷凝液温度为60°C;七、使步骤六中一部分温度为60°C的冷凝液通过补水冷却器的壳程进行换热,换热后的冷凝液作为高品质补水进入蒸发冷内;所述换热后的冷凝液的温度为20~30°C;八、使步骤六中另一部分温度为60°C的冷凝液通过三通和外送管道进入脱盐水岗位。本发明通过改变预塔再沸器的结构使其可以同时使用蒸汽和冷凝水进行换热,换热后的冷凝液继续为预塔进料粗甲醇进行加热,提高了预塔进料温度,达到接近泡点进料精馏,上述加热可有效降低蒸汽用量;并且本发明充分利用冷凝液的低位热能,经循环水冷却后的冷凝液成为高品质的蒸发冷补水,减少了设备的腐蚀;具有投资少、工艺简单、运行成本低,在降低蒸汽损耗的同时保证系统正常的生产运行和降低甲醇精馏过程的生产成本等优点。
附图说明
图1为本发明的结构示意图。
具体实施方式
如图1所示,本发明包括加压精馏塔8、系统粗醇进料泵管道18依次通过一级粗醇预热器12管程和二级粗醇预热器13管程与预精馏塔10的中部进口相连、预精馏塔10下段通过预塔再沸器1管程与预精馏塔10的塔底相连,低压蒸汽管道16和中压蒸汽管道17分别与蒸汽缓冲罐3相连,蒸汽缓冲罐3的出口分别与预塔再沸器1上段的壳程进口和加压塔再沸器2的壳程进口相连通,加压塔再沸器2的壳程出口通过管道与预塔后甲醇预热器4的管程进口相连,预塔再沸器1上段的壳程出口与加压塔再沸器2的壳程出口和预塔后甲醇预热器4的管程进口之间的管道相连,预塔后甲醇预热器4的管程出口通过预塔再沸器1下段的壳程与冷凝液槽5相连,所述冷凝液槽5底部的出口通过冷凝液泵11与一级粗醇预热器12壳程相连,一级粗醇预热器12壳程通过管道与补水冷却器6的壳程相连,补水冷却器6的壳程通过管道与蒸发冷7相连,所述一级粗醇预热器12壳程与补水冷却器6的壳程之间的管道上设有三通,三通的第一端与一级粗醇预热器12壳程相连,三通的第二端与补水冷却器6的壳程相连,三通的第三端与外送管道9相连;所述预塔再沸器1上段的壳程与预塔再沸器1下段的壳程之间设有隔板14,所述预塔再沸器1上段与预塔再沸器1下段的管程相连通。所述外送管道9与脱盐水岗位15相连。一种甲醇精馏过程中热能梯级利用装置的利用方法,包括如下步骤:一、低压蒸汽和中压蒸汽分别通过低压蒸汽管道16和中压蒸汽管道17进入蒸汽缓冲罐3内进行混合,制成混合蒸汽;二、使步骤一中所述的混合蒸汽分别进入预塔再沸器1上段的壳程和加压塔再沸器2的壳程进行换热,换热后预塔再沸器1管程内的甲醇温度是70~75°C,加压塔再沸器2管程内的甲醇温度是125~130°C,换热后混合蒸汽成为冷凝液,预塔再沸器1上段的壳程出口的冷凝液温度为72°C,加压塔再沸器2的壳程出口的冷凝液温度为125°C;三、将步骤二中所述的预塔再沸器1上段的壳程出口的冷凝液与加压塔再沸器2的壳程出口的冷凝液在管道内混合,混合后的冷凝液温度为112°C;四、使步骤三中温度为112°C的冷凝液进入预塔后甲醇预热器4的管程,并与预塔后甲醇预热器4的壳程进行换热,换热后的冷凝液温度为95°C;五、使步骤四中温度为95°C的冷凝液进入预塔再沸器1下段的壳程与预塔再沸器1管程内的甲醇进行换热,换热后的冷凝液温度为82°C;六、使步骤五中温度为82°C的冷凝液通过冷凝液槽5和冷凝液泵11进入一级粗醇预热器12壳程,并与一级粗醇预热器12管程内的粗甲醇换热,换热后的一级粗醇预热器12管程内粗甲醇的温度为45°C;一级粗醇预热器12壳程出口处的冷凝液温度为60°C;七、使步骤六中一部分温度为60°C的冷凝液通过补水冷却器6的壳程进行换热,换热后的冷凝液作为高品质补水进入蒸发冷7内;所述换热后的冷凝液的温度为20~30°C;八、使步骤六中另一部分温度为60°C的冷凝液通过三通和外送管道9进入脱盐水岗位15。所述步骤二中混合蒸汽进入预塔再沸器1上段的壳程和所述步骤五中温度为95°C的冷凝液进入预塔再沸器1下段的壳程进行换热均是为保证换热后预塔再沸器1管程内的甲醇温度能够达到70~75°C。本发明为甲醇精馏过程中热能梯级利用装置及其利用方法,现结合具体实施例对本发明进行进一步说明。具体的实施方式如下:实施例一一种甲醇精馏过程中热能梯级利用装置的利用方法,包括如下步骤:一、低压蒸汽和中压蒸汽分别通过低压蒸汽管道16和中压蒸汽管道17进入蒸汽缓冲罐3内进行混合,制成混合蒸汽;二、使步骤一中所述的混合蒸汽分别进入预塔再沸器1上段的壳程和加压塔再沸器2的壳程进行换热,换热后预塔再沸器1管程内的甲醇温度是70°C,加压塔再沸器2管程内的甲醇温度是125°C,换热后混合蒸汽成为冷凝液,预塔再沸器1上段的壳程出口的冷凝液温度为72°C,加压塔再沸器2的壳程出口的冷凝液温度为125°C;三、将步骤二中所述的预塔再沸器1上段的壳程出口的冷凝液与加压塔再沸器2的壳程出口的冷凝液在管道内混合,混合后的冷凝液温度为112°C;四、使步骤三中温度为112°C的冷凝液进入预塔后甲醇预热器4的管程,并与预塔后甲醇预热器4的壳程进行换热,换热后的冷凝液温度为95°C;五、使步骤四中温度为95°C的冷凝液进入预塔再沸器1下段的壳程与预塔再沸器1管程内的甲醇进行换热,换热后的冷凝液温度为82°C;六、使步骤五中温度为82°C的冷凝液通过冷凝液槽5和冷凝液泵11进入一级粗醇预热器12壳程,并与一级粗醇预热器12管程内的粗甲醇换热,换热后的一级粗醇预热器12管程内粗甲醇的温度为45°C;一级粗醇预热器12壳程出口处的冷凝液温度为60°C;七、使步骤六中一部分温度为60°C的冷凝液通过补水冷却器6的壳程进行换热,换热后的冷凝液作为高品质补水进入蒸发冷7内;所述换热后的冷凝液的温度为20°C;八、使步骤六中另一部分温度为60°C的冷凝液通过三通和外送管道9进入脱盐水岗位15。实施例二一种甲醇精馏过程中热能梯级利用装置的利用方法,包括如下步骤:一、低压蒸汽和中压蒸汽分别通过低压蒸汽管道16和中压蒸汽管道17进入蒸汽缓冲罐3内进行混合,制成混合蒸汽;二、使步骤一中所述的混合蒸汽分别进入预塔再沸器1上段的壳程和加压塔再沸器2的壳程进行换热,换热后预塔再沸器1管程内的甲醇温度是72.5°C,加压塔再沸器2管程内的甲醇温度是127.5°C,换热后混合蒸汽成为冷凝液,预塔再沸器1上段的壳程出口的冷凝液温度为72°C,加压塔再沸器2的壳程出口的冷凝液温度为125°C;三、将步骤二中所述的预塔再沸器1上段的壳程出口的冷凝液与加压塔再沸器2的壳程出口的冷凝液在管道内混合,混合后的冷凝液温度为112°C;四、使步骤三中温度为112°C的冷凝液进入预塔后甲醇预热器4的管程,并与预塔后甲醇预热器4的壳程进行换热,换热后的冷凝液温度为95°C;五、使步骤四中温度为95°C的冷凝液进入预塔再沸器1下段的壳程与预塔再沸器1管程内的甲醇进行换热,换热后的冷凝液温度为82°C;六、使步骤五中温度为82°C的冷凝液通过冷凝液槽5和冷凝液泵11进入一级粗醇预热器12壳程,并与一级粗醇预热器12管程内的粗甲醇换热,换热后的一级粗醇预热器12管程内粗甲醇的温度为45°C;一级粗醇预热器12壳程出口处的冷凝液温度为60°C;七、使步骤六中一部分温度为60°C的冷凝液通过补水冷却器6的壳程进行换热,换热后的冷凝液作为高品质补水进入蒸发冷7内;所述换热后的冷凝液的温度为25°C;八、使步骤六中另一部分温度为60°C的冷凝液通过三通和外送管道9进入脱盐水岗位15。实施例三一种甲醇精馏过程中热能梯级利用装置的利用方法,包括如下步骤:一、低压蒸汽和中压蒸汽分别通过低压蒸汽管道16和中压蒸汽管道17进入蒸汽缓冲罐3内进行混合,制成混合蒸汽;二、使步骤一中所述的混合蒸汽分别进入预塔再沸器1上段的壳程和加压塔再沸器2的壳程进行换热,换热后预塔再沸器1管程内的甲醇温度是75°C,加压塔再沸器2管程内的甲醇温度是130°C,换热后混合蒸汽成为冷凝液,预塔再沸器1上段的壳程出口的冷凝液温度为72°C,加压塔再沸器2的壳程出口的冷凝液温度为125°C;三、将步骤二中所述的预塔再沸器1上段的壳程出口的冷凝液与加压塔再沸器2的壳程出口的冷凝液在管道内混合,混合后的冷凝液温度为112°C;四、使步骤三中温度为112°C的冷凝液进入预塔后甲醇预热器4的管程,并与预塔后甲醇预热器4的壳程进行换热,换热后的冷凝液温度为95°C;五、使步骤四中温度为95°C的冷凝液进入预塔再沸器1下段的壳程与预塔再沸器1管程内的甲醇进行换热,换热后的冷凝液温度为82°C;六、使步骤五中温度为82°C的冷凝液通过冷凝液槽5和冷凝液泵11进入一级粗醇预热器12壳程,并与一级粗醇预热器12管程内的粗甲醇换热,换热后的一级粗醇预热器12管程内粗甲醇的温度为45°C;一级粗醇预热器12壳程出口处的冷凝液温度为60°C;七、使步骤六中一部分温度为60°C的冷凝液通过补水冷却器6的壳程进行换热,换热后的冷凝液作为高品质补水进入蒸发冷7内;所述换热后的冷凝液的温度为30°C;八、使步骤六中另一部分温度为60°C的冷凝液通过三通和外送管道9进入脱盐水岗位15。上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例,而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普遍技术人员来说,在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举,而由此所引申出的显而易见的变化或变动仍处于本发明创造权利要求的保护范围之中。