[發(fā)明專利]甲醇生產(chǎn)工藝中的塔外換熱設(shè)備

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 200610128221.2
• 申請(qǐng)日: 2006-11-16
• 公開（公告）號(hào): CN101186557A
• 公開（公告）日: 2008-05-28
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 李占明;侯子午;馮秀榮;劉巖;管長明;申德用;王金慶;李衛(wèi)
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 洛陽隆華制冷設(shè)備有限公司
• 主分類號(hào): C07C31/04
• 分類號(hào): C07C31/04;C07C29/15
• 代理公司: 鄭州中民專利代理有限公司
• 代理人: 郭中民

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于甲醇生產(chǎn)冷卻冷凝技術(shù)，主要涉及一種甲醇生產(chǎn)工藝中的塔外換熱設(shè)備。

背景技術(shù)

甲醇生產(chǎn)工藝中水煤氣或其它原料氣經(jīng)過凈化后進(jìn)行壓縮處理，原料氣經(jīng)過多級(jí)壓縮處理，使出氣氣體狀態(tài)壓力逐漸增高至工藝要求，每一級(jí)壓縮后均要對(duì)其工藝氣體冷卻，使其溫度降至工藝要求，再進(jìn)行下級(jí)壓縮。在壓縮工序中各級(jí)中間冷卻的換熱器均為水淋澆式冷卻排管。在合成工序粗甲醇冷凝處理，即原料氣達(dá)到工藝狀態(tài)經(jīng)過處理后進(jìn)入合成塔進(jìn)行催化反應(yīng)，對(duì)出塔的混合氣體采用殼管式水冷器進(jìn)行冷凝冷卻；精餾工序中，粗甲醇首先進(jìn)入到預(yù)精餾塔經(jīng)過工藝處理變成甲醇?xì)怏w，對(duì)氣體采用傳統(tǒng)的殼管式水冷器進(jìn)行冷卻冷凝，從預(yù)塔來的甲醇再進(jìn)入到加壓塔經(jīng)工藝處理由液體變?yōu)闅怏w，出塔后經(jīng)與常壓塔來的液體進(jìn)行熱交換由氣體相變?yōu)橐后w，一部分液體再回加壓塔進(jìn)行工藝處理進(jìn)行精餾，另一部分液體經(jīng)降溫被采集成甲醇制品；從加壓塔來的甲醇液體進(jìn)入到常壓塔經(jīng)工藝處理由液體相變?yōu)闅怏w，經(jīng)換熱器冷凝變?yōu)榧状家簯B(tài)，少量將被放空的不凝性氣體夾帶的甲醇?xì)怏w進(jìn)入換熱器進(jìn)行甲醇冷凝回收，液態(tài)甲醇和回收甲醇再進(jìn)入換熱器進(jìn)行冷卻，被采集成甲醇成品。在上述生產(chǎn)過程中塔外換熱器一直采用傳統(tǒng)的水冷冷凝器，冷卻效果較好，而水冷冷凝是依靠水溫升的顯熱來進(jìn)行換熱的，即1Kg水升溫1℃能帶走1千大卡熱量，由此要用大量的水來進(jìn)行提取熱量，一次性用水需耗用大量的水資源。循環(huán)用水要增加水的冷卻裝置，而且增加動(dòng)力消耗和水處理費(fèi)用，并且給環(huán)境帶來污染，水冷卻裝置龐大且系統(tǒng)麻煩，給企業(yè)的管理帶來了不方便。另外，當(dāng)工藝流體溫度較高時(shí)，冷流體側(cè)管壁結(jié)垢現(xiàn)象嚴(yán)重，嚴(yán)重影響設(shè)備的使用效率和壽命，適宜于進(jìn)口溫度較低的工藝流體的換熱。目前，為解決用水問題，在這些系統(tǒng)中水冷器改為空氣冷卻，但其設(shè)備龐大且動(dòng)力消耗大，并且在夏季環(huán)境溫度高時(shí)無法滿足工藝要求，只有再配用水冷器來滿足工藝要求。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明針對(duì)甲醇生產(chǎn)工藝的特點(diǎn)，提出甲醇生產(chǎn)工藝中的塔外換熱設(shè)備，其主要目的就在于提高冷卻冷凝效率，降低能耗。

本發(fā)明所提出的技術(shù)方案是：在原料氣壓縮工序中設(shè)置有多個(gè)獨(dú)立的換熱器，與原料氣每級(jí)壓縮對(duì)應(yīng)設(shè)置；換熱器采用蒸發(fā)空冷式換熱器，在合成工序中，采用蒸發(fā)空冷式換熱器E對(duì)出合成塔的混合氣體進(jìn)行換熱處理，將甲醇?xì)怏w和水氣體等已到相變點(diǎn)的組合物質(zhì)冷凝成液體而對(duì)其它組分氣體冷卻降溫；在精餾工序中，對(duì)由預(yù)精餾塔出塔的甲醇?xì)怏w采用蒸發(fā)式冷凝器F進(jìn)行冷凝冷卻；將氣體中達(dá)到相變點(diǎn)的甲醇和水冷凝成液體后再回到預(yù)精餾塔進(jìn)一步精餾，將要放空的不凝性氣體中夾帶的甲醇?xì)怏w進(jìn)入到多單元組合式換熱器H的獨(dú)立蒸發(fā)式換熱單元中進(jìn)行甲醇冷凝回收；經(jīng)加壓塔工藝處理得到的甲醇?xì)怏w經(jīng)與從常壓塔來的液體進(jìn)行熱交換，由氣相變?yōu)橐后w，其中一部分液體進(jìn)入多單元組合式換熱器H中的蒸發(fā)冷凝式換熱單元降溫達(dá)到工藝指標(biāo)被采集成甲醇成品；由加壓塔來的甲醇液體進(jìn)入常壓塔經(jīng)工藝處理由液體相變?yōu)闅怏w，進(jìn)入蒸發(fā)式冷凝器G中冷凝為液態(tài)甲醇，少量將要放空的不凝性氣體中夾帶的甲醇?xì)怏w進(jìn)入多單元組合式換熱器H的獨(dú)立蒸發(fā)式換熱單元中進(jìn)行甲醇冷凝回收后，與常壓塔出塔的甲醇?xì)怏w經(jīng)冷凝獲得的液態(tài)甲醇進(jìn)入多單元組合式換熱器H的獨(dú)立蒸發(fā)式換熱單元進(jìn)行冷卻，成為甲醇成品。

上述中所涉及的蒸發(fā)空冷式換熱器其換熱方式為：高溫工藝流體首先進(jìn)入空氣冷卻的翅片管組預(yù)冷段進(jìn)行換熱預(yù)冷，即利用蒸發(fā)換熱段產(chǎn)生的水蒸汽與空氣混合所形成的濕空氣對(duì)翅片管組預(yù)冷段進(jìn)行冷卻，使高溫流體得到預(yù)冷降溫；被降溫的工藝流體再進(jìn)入蒸發(fā)換熱段，蒸發(fā)換熱段的換熱部件由循環(huán)冷卻水噴淋而在其表面形成連續(xù)均勻的薄水膜，利用管外水膜的蒸發(fā)強(qiáng)化管內(nèi)外換熱；空氣由下部引入自下向上流動(dòng)與冷卻噴淋水形成逆流，與蒸發(fā)換熱段產(chǎn)生的水蒸汽混合形成濕空氣，在排出設(shè)備前穿過空氣冷卻的翅片管組預(yù)冷段，作為冷卻介質(zhì)對(duì)進(jìn)入翅片管組的工藝流體進(jìn)行大風(fēng)量、大溫差的冷卻。

蒸發(fā)空冷式換熱器的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)為：主要包括作為預(yù)冷段的翅片管組、蒸發(fā)換熱段的換熱部件和軸流風(fēng)機(jī)、水噴淋裝置及進(jìn)風(fēng)柵，還具有提供循環(huán)冷卻水的水泵、水箱；空氣冷卻的翅片管組位于軸流風(fēng)機(jī)下方為水平設(shè)置，其與工藝流體管道連通，使高溫工藝流體首先進(jìn)入空氣冷卻的翅片管組預(yù)冷段強(qiáng)化換熱進(jìn)行預(yù)冷降溫；蒸發(fā)換熱段的換熱部件位于翅片管組下方，在設(shè)備的下部四周設(shè)置進(jìn)風(fēng)柵，在蒸發(fā)換熱段換熱部件的上方具有水噴淋裝置。