[发明专利]一种粗甲醇精制的减压逆流双效精馏方法及设备

说明书

所属技术领域

本发明涉及一种用于粗甲醇精制的减压逆流双效精馏方法及设备。

背景技术

甲醇是极为重要的有机化工原料，在发达国家其产量仅次于乙烯、丙烯和苯，被称为除烯烃和芳烃以外第三大基本有机化工原料。近年来，随着甲醇制烯烃(MTO或MTP)技术的开发成功，甲醇装置规模迅速增大，其节能问题变得日益重要。甲醇精馏是获得精甲醇的关键环节，但存在能耗高的问题。

传统的甲醇精馏过程，采用由预塔(脱轻塔)和主塔(甲醇精馏塔)构成的双塔流程，虽流程简单，投资较小，但能耗很高，在大规模甲醇装置中已逐渐被“三塔流程”所取代。现有的“三塔流程”由预塔、加压塔和常压塔组成。其中预塔与双塔流程中的预塔作用相同，即脱除轻端杂质。加压塔和常压塔构成双效精馏，以达到节能的目的。

双效精馏的原理是重复利用给定数量的能量来降低精馏过程的能耗。双效精馏系统由两个不同操作压力的塔组成，利用较高压力精馏塔的塔顶蒸汽作为较低压力精馏塔的再沸器热源，其冷凝潜热被系统本身回收利用，因此可较大程度降低精馏装置的能耗。双效精馏按照加热蒸汽与物流的流向，分为“顺流双效”、“逆流双效”和“平流双效”。顺流双效流程中，物料从高压塔(前效)进入，其釜液作为低压塔(后效)的进料，加热蒸汽只输入前效的再沸器，利用前效的塔顶蒸汽作为后效的塔釜热源，即物流与热流呈现“顺流”。逆流双效流程中，物料从低压塔(前效)进入，其釜液作为高压塔(后效)的进料，而加热蒸汽从后效再沸器进入，利用后效的塔顶蒸汽作为前效的塔釜热源，即物流与热流呈现“逆流”。平流双效是物料分别进入两塔，其加热蒸汽的走向与顺流相同，只输入高压塔的再沸器。

现有工业化的甲醇精馏“三塔流程”采用的是顺流双效精馏(见附图1)：脱轻后的粗甲醇送入加压塔(前效)，塔顶蒸出的甲醇蒸气作为常压塔(后效)的热源，甲醇凝液一部分作为塔回流液，另一部分作为精甲醇产品采出；加压塔釜液进入常压塔，塔顶得到精甲醇产品，塔釜为工艺废水，杂醇油由侧线采出。尽管现有的“三塔流程”采用了双效精馏，使甲醇精馏过程的能耗大为降低。然而，该流程中加压塔的操作压力很高(通常在0.7MPa以上)，而压力升高时，甲醇-水、甲醇-乙醇等的相对挥发度随之降低，分离难度增加，从而导致加压塔热负荷增加，这在一定程度上削弱了双效精馏带来的节能优势，使得现有“三塔流程”的能耗仍然偏高。

迫切需要对现有技术中的双效精馏方法进行改进，以得到成本更低，能耗更低的粗甲醇精馏方法。

发明内容

本发明请求保护一种用于粗甲醇精制的减压逆流双效精馏方法，以及所述方法所使用的设备。

该减压逆流双效精馏方法包括如下步骤：

(1)减压精馏，将经过预塔脱除轻端杂质的合成粗甲醇送入一个减压塔，减压塔塔顶操作压力为40～80kPa(绝压)，塔顶操作温度为42.6～58.6℃，塔釜操作压力为70～120kPa(绝压)，塔釜操作温度为58.7～72.3℃，回流比为0.6～2.5，塔顶采出部分精甲醇；

(2)微加压精馏，将减压精馏塔的塔釜液送入一个微加压塔，微加压塔塔顶操作压力为160～280kPa(绝压)，塔顶操作温度为76.6～92.8℃，塔釜操作压力为190～330kPa(绝压)，塔釜操作温度为117.8～136.1℃，回流比为1.8～8.0，塔顶采出精甲醇，杂醇油从侧线采出，塔釜排出废水；

(3)将减压塔和微加压塔塔顶采出的精甲醇混合在一起，作为精甲醇产品。

其中，减压塔和微加压塔构成逆流双效精馏，减压塔为前效，微加压塔为后效：原料从前效(减压塔)进料，前效的釜液作为后效(微加压塔)的进料；作为热源的低压蒸汽则从后效(微加压塔)加入，即作为微加压塔再沸器的热源，利用后效(微加压塔)塔顶精甲醇蒸气的冷凝潜热作为前效(减压塔)塔釜再沸器的热源，减压塔无需额外补充低压蒸汽。

作为优选的条件，减压塔塔顶操作压力为50～60kPa(绝压)，塔顶操作温度为46.7～51.8℃，塔釜操作压力为80～100kPa(绝压)，塔釜操作温度为61.8～67.5℃，回流比为0.7～1.5；微加压塔塔顶操作压力为190～230kPa(绝压)，塔顶操作温度为81.4～86.9℃，塔釜操作压力为220～270kPa(绝压)，塔釜操作温度为122.5～129.2℃，回流比为1.9～2.5。

可采用本领域常用的技术手段来达到维持减压塔塔顶真空度，本发明优先采用单级蒸汽喷射泵来维持减压塔塔顶的真空度。