[發(fā)明專利]一種基于熱高分工藝的合成氣制甲醇產(chǎn)物的分離方法及裝置

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201910138412.4
• 申請(qǐng)日: 2019-02-25
• 公開（公告）號(hào): CN109761748B
• 公開（公告）日: 2022-02-11
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 雷楊;范中宇;周宇航;曹琳;顏家保;韓軍
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 武漢科技大學(xué)
• 主分類號(hào): C07C29/152
• 分類號(hào): C07C29/152;C07C31/04
• 代理公司: 湖北武漢永嘉專利代理有限公司 42102
• 代理人: 張秋燕

本發(fā)明提出一種基于熱高分工藝的合成氣制甲醇產(chǎn)物的分離方法及裝置，甲醇合成反應(yīng)器的反應(yīng)產(chǎn)物首先進(jìn)入中壓蒸汽發(fā)生器和甲醇合成反應(yīng)器進(jìn)出料換熱器換熱冷卻，在高壓高溫罐中進(jìn)行氣液分離，氣相經(jīng)過換熱冷卻后進(jìn)入高壓低溫罐進(jìn)一步冷凝分離出氫和一氧化碳進(jìn)行循環(huán)，液相經(jīng)過液力透平降壓后進(jìn)入低壓低溫罐；高壓高溫分離罐的液相進(jìn)行減壓后，進(jìn)入低壓高溫罐進(jìn)行氣液分離，氣相經(jīng)冷卻器冷卻后進(jìn)入低壓低溫罐，液相則為甲醇產(chǎn)品。本發(fā)明適用于合成氣制甲醇產(chǎn)物的氣液分離，在不影響循環(huán)氫和一氧化碳純度、甲醇收率的情況下，避免了產(chǎn)物直接冷卻到較低溫度，可產(chǎn)生蒸汽，并通過熱輸出顯著降低后續(xù)流程的能耗，較顯著降低了產(chǎn)物分離部分的冷卻負(fù)荷。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于合成氣制甲醇工藝過程甲醇合成反應(yīng)產(chǎn)物分離技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及甲醇合成產(chǎn)物甲醇分離的熱高分分離方法。

背景技術(shù)

甲醇作為大宗化學(xué)品，其在碳一化工領(lǐng)域中的作用尤為重要。特別是隨甲醇制烯烴工藝的成功開發(fā)和應(yīng)用，甲醇的用量在不斷增加中。在甲醇合成的流程中，合成壓力在7～10MPa之間，反應(yīng)溫度在210～280℃之間，此時(shí)反應(yīng)后的產(chǎn)物均為氣態(tài)，為了分離出甲醇，目前國內(nèi)的甲醇合成裝置在生產(chǎn)或設(shè)計(jì)中，反應(yīng)產(chǎn)物通過換熱器對(duì)合成氣進(jìn)行預(yù)熱后再經(jīng)水冷器冷卻至40℃左右，再進(jìn)行氣液分離。上述流程中，存在以下問題：(1)甲醇反應(yīng)塔出來的產(chǎn)物的溫度較高，直接冷卻到40℃左右，其中冷卻負(fù)荷較大；(2)原流程將甲醇液相進(jìn)行直接減壓，造成能量的浪費(fèi)。因此，有必要開發(fā)一種可以減小冷卻負(fù)荷和減壓能量浪費(fèi)的工藝。

發(fā)明內(nèi)容

針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)存在的問題，本發(fā)明提出一種基于熱高分工藝的合成氣制甲醇產(chǎn)物的分離方法及裝置，根據(jù)甲醇合成分離部分的工藝特點(diǎn)，采用熱高分工藝處理甲醇合成產(chǎn)物，減少了冷卻負(fù)荷并且回收高壓液相的能量。

本發(fā)明為解決上述提出的問題所采用的技術(shù)方案為：

一種基于熱高分工藝的合成氣制甲醇產(chǎn)物的裝置，包括甲醇合成反應(yīng)器進(jìn)出料換熱器、甲醇合成反應(yīng)器、蒸汽發(fā)生器、高壓高溫罐、第一水冷器、高壓低溫罐、第一液力透平、低壓低溫罐、第二液力透平、低壓高溫罐、第二水冷器、循環(huán)氫壓縮機(jī)；

其中，甲醇合成反應(yīng)器進(jìn)出料換熱器出口與甲醇合成反應(yīng)器入口連接，甲醇合成反應(yīng)器出口與蒸汽發(fā)生器入口連接，蒸汽發(fā)生器出口與甲醇合成反應(yīng)器進(jìn)出料換熱器入口連接，甲醇合成反應(yīng)器進(jìn)出料換熱器出口與高溫高壓罐連接，高壓高溫罐氣相出口與第一水冷器入口連接，第一水冷器出口與高壓低溫罐入口連接，高壓高溫罐液相出口與第二液力透平入口連接，第二液力透平出口與低壓高溫罐連接；高壓低溫罐氣相出口與循環(huán)氫壓縮機(jī)入口連接，高壓低溫罐液相出口與第一液力透平入口連接，第一液力透平出口與低壓低溫罐入口連接；低壓高溫罐氣相出口與第二水冷器入口連接，第二水冷器出口與低壓低溫罐入口連接，低壓高溫罐液相出口與產(chǎn)品出料管道入口連接；循環(huán)氫壓縮機(jī)出口與進(jìn)料合成氣相連接。

按上述方案，進(jìn)料的合成氣與甲醇合成反應(yīng)器進(jìn)出料換熱器入口連接。

按上述方案，低壓低溫罐氣相出口與火炬管道連接，低壓低溫罐液相出口與出料管道連接。

本發(fā)明還提供一種合成氣制甲醇產(chǎn)物的分離方法，具體包括如下步驟：

1)壓力為7～10MPa，溫度為45～65℃的合成氣經(jīng)甲醇合成反應(yīng)器進(jìn)出料換熱器預(yù)熱后在甲醇合成反應(yīng)器中進(jìn)行反應(yīng)；

2)甲醇合成反應(yīng)器中的反應(yīng)產(chǎn)物與依次經(jīng)蒸汽發(fā)生器和甲醇合成反應(yīng)器進(jìn)出料換熱器降溫至85～130℃，且產(chǎn)生1.0MPa中壓蒸汽，進(jìn)入高壓高溫罐中進(jìn)行氣液分離，氣相經(jīng)第一水冷器降溫至75～90℃后進(jìn)入高壓低溫罐；液相經(jīng)第二液力透平降壓至0.3～0.5MPa，進(jìn)入低壓高溫罐；

3)高壓低溫罐的氣相經(jīng)循環(huán)氫壓縮機(jī)壓縮進(jìn)行循環(huán)，液相經(jīng)第一液力透平降壓至0.3～0.5MPa，進(jìn)入低壓低溫罐；

4)低壓高溫罐氣相經(jīng)第二水冷器降溫至35～45℃后進(jìn)入低壓低溫罐，其底部液相則為甲醇產(chǎn)品；