一种丁辛醇与甲醇精馏热耦合的装置的制作方法

本技术属于煤化工，具体涉及一种丁辛醇与甲醇精馏热耦合的装置。

背景技术：

1、丁辛醇装置采用丙烯、合成气为原料，以铑/三苯基膦络合物为催化剂，通过羰基合成反应生成混合丁醛，混合丁醛直接加氢可生产正丁醇和异丁醇，若生产辛醇则先经过丁醛异构物精馏塔将正、异丁醛分离，正丁醛进行自缩合反应，生产辛烯醛，再由辛烯醛加氢生产辛醇，反应产物通过精馏提纯得到辛醇产品。煤化工产业链中，通过甲醇制烯烃（mto）技术延伸，形成“甲醇-丙烯-丁辛醇”的技术路线。

2、精馏是煤化工分离环节中能耗最高的单元操作，占装置总能耗的30%-50%（如甲醇制烯烃装置中精馏能耗占比达40%）。产品纯度决定价值链，甲醇精馏需要将粗甲醇中水、轻组分（二甲醚）及重组分（长链醇）脱除，否则直接影响下游甲醛、醋酸等产品生产中催化剂寿命；丁辛醇装置中正/异丁醛精馏分离精度影响辛醇加氢效率，辛醇纯度需达99.5%以上才能满足高端增塑剂需求。同时，精馏塔顶尾气vocs排放、塔釜废水cod含量均受环保法规严格限制，使精馏能耗以及操作难度加大。煤化工企业一般采用高效精馏、余热余压二次利用等措施来达到降低能耗的目标。

3、现有煤化工装置中，与甲醇、辛醇等产品分离相关的甲醇预精馏塔、丁醛异构物精馏塔及辛醇精馏塔普遍采用塔釜低压蒸汽加热与塔顶循环水冷却的独立运行模式，该模式存在以下问题：能源利用效率低，塔顶物料余热（70-128℃）直接通过循环水冷却排放，造成大量低品位热能浪费；蒸汽消耗高，精馏塔再沸器依赖蒸汽（5kg级或13kg级）供热，运行成本高昂；冷却负荷大，甲醇/丁醛/辛醇塔顶需消耗大量循环水冷凝，造成水电资源双重浪费。此外，为余热利用、降低能耗而采用的有机朗肯循环系统（orc）发电效率受限，由于甲醇预精馏塔再沸器蒸汽凝液二次利用，加热粗甲醇进料导致凝液温度低，使得有机朗肯循环（orc）系统发电量未达最优。

4、精馏分离中可供选择的节能精馏技术，各自具有的局限性分析如下：

5、

技术实现思路

1、本实用新型的目的在于提供一种丁辛醇与甲醇精馏热耦合的装置，将甲醇装置与丁辛醇装置进行系统热集成，将丁醛异构物精馏塔、辛醇精馏塔塔顶物料作为热源，预热粗甲醇进料并为甲醇预精馏塔塔釜供热，从而余热利用，节约蒸汽和循环水冷却用量；同时提高蒸汽凝液温度以增强orc发电效率。

2、为实现上述发明目的，本实用新型提供的一种丁辛醇与甲醇精馏热耦合的装置，包括甲醇预精馏塔，其特征在于，还包括丁醛异构物精馏塔、辛醇精馏塔、甲醇-丁醛换热器和甲醇-辛醇换热器，所述甲醇预精馏塔的进料粗甲醇进入所述甲醇-丁醛换热器，与所述丁醛异构物精馏塔塔顶气相换热后进入所述甲醇预精馏塔，所述丁醛异构物精馏塔塔顶气相在所述甲醇-丁醛换热器中与进料粗甲醇换热后进入所述丁醛异构物精馏塔塔顶冷凝器；所述甲醇预精馏塔塔釜液相进入所述甲醇-辛醇换热器，与所述辛醇精馏塔塔顶气相换热后返回甲醇预精馏塔塔釜，所述辛醇精馏塔塔顶气相在所述甲醇-辛醇换热器中与甲醇预精馏塔塔釜液相换热后进入辛醇精馏塔塔顶冷凝器。

3、进一步地，所述辛醇精馏塔塔顶气相经甲醇-辛醇换热器自动调节阀连接所述辛醇精馏塔塔顶冷凝器。

4、所述装置是一种甲醇-丁辛醇联合装置的热集成系统，将分属原甲醇装置、丁辛醇装置中各自独立运行的甲醇预精馏塔、丁醛异构物精馏塔和辛醇精馏塔热集成，实现跨流程能量集成优化。其中各精馏塔及塔顶冷凝器和塔釜再沸器无需进行更改或更换。

5、进一步地，所述装置还包括凝液orc机组，所述甲醇预精馏塔、丁醛异构物精馏塔和辛醇精馏塔的塔釜再沸器蒸汽凝液送至凝液orc机组。

6、有益效果：本实用新型的丁辛醇与甲醇精馏热耦合的装置，通过甲醇精馏与丁辛醇装置中的丁醛精馏和辛醇精馏进行热耦合，将辛醇蒸汽作为甲醇预精馏塔塔釜热源之一，换热后返回原塔顶冷凝器，甲醇预精馏塔粗甲醇进料不再与甲醇预精馏塔塔釜再沸器凝液二次换热，而是与丁醛蒸汽换热，丁醛蒸汽余热利用后返回原塔顶冷凝器，可以有效实现余热资源化，同步减少蒸汽和循环水用量；同时因为塔釜再沸器蒸汽凝液的温度提高，增益orc系统发电量。该装置产生的综合效益包括：

7、能耗综合降低：全装置综合能耗下降0.5%，实现低品位余热资源化，减少冷却塔热污染及蒸汽锅炉co2排放；

8、投资节省：相比热泵系统，省去压缩机（约1000万元/台）和多效精馏的附加塔器（约2000万元）。

1.一种丁辛醇与甲醇精馏热耦合的装置，包括甲醇预精馏塔，其特征在于，还包括丁醛异构物精馏塔、辛醇精馏塔、甲醇-丁醛换热器和甲醇-辛醇换热器，所述甲醇预精馏塔的进料粗甲醇进入所述甲醇-丁醛换热器，与所述丁醛异构物精馏塔塔顶气相换热后进入所述甲醇预精馏塔，所述丁醛异构物精馏塔塔顶气相在所述甲醇-丁醛换热器中与进料粗甲醇换热后进入所述丁醛异构物精馏塔塔顶冷凝器；所述甲醇预精馏塔塔釜液相进入所述甲醇-辛醇换热器，与所述辛醇精馏塔塔顶气相换热后返回甲醇预精馏塔塔釜，所述辛醇精馏塔塔顶气相在所述甲醇-辛醇换热器中与甲醇预精馏塔塔釜液相换热后进入辛醇精馏塔塔顶冷凝器。

2.根据权利要求1所述的丁辛醇与甲醇精馏热耦合的装置，其特征在于，所述辛醇精馏塔塔顶气相经甲醇-辛醇换热器自动调节阀连接所述辛醇精馏塔塔顶冷凝器。

3.根据权利要求1所述的丁辛醇与甲醇精馏热耦合的装置，其特征在于，所述装置还包括凝液orc机组，所述甲醇预精馏塔、丁醛异构物精馏塔和辛醇精馏塔的塔釜再沸器蒸汽凝液送至凝液orc机组。