一种高效节能型甲醇精馏系统的制作方法

1.本实用新型涉及焦炉煤气深加工利用技术领域，具体涉及一种高效节能型甲醇精馏系统。


背景技术：

2.焦化是指炼焦煤在炭化室中加热，通过热分解和结焦形成焦炭，并排出大量的挥发性物质，即荒煤气。荒煤气温度高达650～700℃，成分复杂，包含有水蒸气、焦油蒸汽、粗苯、氨气、硫化氢、苯酚、铵盐、氰化物等多种物质；焦化厂对荒煤气中的化学产品（焦油、苯、苯酚等）进行净化回收后、得到净煤气，净煤气可以直接用于制备甲醇，或者输送至城市煤气、工业窑炉、发电厂等领域进行使用。在现有的技术中，净煤气制备甲醇的工艺主要包括甲醇合成和甲醇精馏，甲醇精馏就是将粗甲醇中杂质脱除，得到纯度更高的精甲醇。在现有的技术中，甲醇的精馏系统主要包括预精馏装置、加压精馏装置和常压精馏装置，预精馏装置、加压精馏装置和常压精馏装置均采用配套设置的再沸器进行精馏，在进行再沸精馏的过程中，精馏后的精馏气相必须从塔顶采出，经过冷凝后循环使用，上述结构的蒸馏在使用的过程中发现，每级精馏过程中再沸器消耗的蒸汽较大，能耗比较大，生产运行的成本较高，不符合国家提倡的节能减排方针政策；其次是精馏后的甲醇质量不稳定，精馏完成后的残液中含醇量较高，精馏过程极不稳定。因此,研制开发一种容易实施、蒸汽消耗小、精馏过程连续稳定的高效节能型甲醇精馏系统是客观需要的。


技术实现要素：

3.本实用新型的目的在于提供开发一种容易实施、蒸汽消耗小、精馏过程连续稳定的高效节能型甲醇精馏系统。
4.本实用新型的目的是这样实现的，包括依次串联连接的缓冲槽、预精馏塔、加压精馏塔和常压精馏塔，缓冲槽和预精馏塔之间设置有预热混料器，预精馏塔的塔底设置有第一再沸器，预精馏塔的塔顶出口依次连接有第一冷凝器和排放槽，加压精馏塔的塔底设置有第二再沸器，常压精馏塔的塔底设置有第三再沸器，常压精馏塔的塔底出口设置有残液冷却器，常压精馏塔的塔顶出口依次设置有第二冷凝器和甲醇储槽，加压精馏塔的塔顶出口通过循环管与第三再沸器的介质入口连通，第三再沸器的介质出口与预热混料器的介质入口连通，预热混料器的介质出口连接有终冷器，终冷器的出液口与甲醇储槽连通，所述第一再沸器和第二再沸器的介质入口分别与蒸气输送管连通。
5.与现有的技术相比，本系统产生的有益效果在于：一是本系统优化了加压精馏系统的结构，蒸汽输送管来的蒸汽只需要通过第一再沸器对预精馏塔加热，通过第二再沸器对加压精馏塔加热，而加压精馏塔顶部的第二精馏气则供给第三再沸器对常压精馏塔进行加热，经过第三再沸器余热利用的第二精馏气又供给预热混料器进行加热，与原有的结构相比，本系统仅有预精馏塔和加压精馏塔使用蒸汽，而常压精馏塔和原料混料器完全可以运用加压精馏塔产生的废热，不再需要外加热源，实现了系统内的废热得到了循环利用，大
幅的降低了蒸汽的消耗，显著地降低了生产成本，节能降耗效果显著；二是设置的预热混料器不仅能够实现对粗甲醇进行预热，保证进入精馏系统的粗甲醇温度均匀，提高精馏的效率，而且能够实现粗甲醇与碱液的均匀混合，保证整个精馏过程的运行的稳定型，可以有效的提高精馏的产品的纯度，具有很好的经济效益和社会效益，易于推广使用。
附图说明
6.图1为本系统的整体流程结构示意图；
7.图2本系统中预热混料器5的结构示意图；
8.图中：1-缓冲槽，2-预精馏塔，3-加压精馏塔，4-常压精馏塔，5-预热混料器，51-罐体，52-外夹套，53-粗甲醇进料管，54-粗甲醇出料管，55-碱液进口管，56-排污口，57-环管，58-分布管，59-出料口，510-驱动电机，511-搅拌轴，512-进液箱，513-进液孔，514-搅拌管，515-雾化喷嘴，6-第一再沸器，7第一冷凝器，8排放槽，9-第二再沸器，10-第三再沸器，11-残液冷却器，12-第二冷凝器，13-甲醇储槽,14-循环管，15-终冷器，16-蒸汽输送管，17-第一回流管，18-第二回流管，19-第三回流管。
具体实施方式
9.下面结合附图对本实用新型作进一步的说明，但不以任何方式对本实用新型加以限制，基于本实用新型教导所作的任何变更或改进，均属于本实用新型的保护范围。
10.如图1～2所示,本实用新型包括依次串联连接的缓冲槽1、预精馏塔2、加压精馏塔3和常压精馏塔4，缓冲槽1用于存储需要精馏的粗甲醇，预精馏塔2、加压精馏塔3和常压精馏塔4用于对粗甲醇进行三级精馏提纯，所述缓冲槽1和预精馏塔2之间设置有预热混料器5，设置的预热混料器5不仅能够实现对粗甲醇进行预热，保证进入精馏系统的粗甲醇温度均匀，而且能够实现粗甲醇与碱液的均匀混合，保证整个精馏过程运行连续稳定，可以有效的提高精馏产品的纯度，预精馏塔2的塔底设置有第一再沸器6，预精馏塔2的塔顶出口依次连接有第一冷凝器7和排放槽8，所述加压精馏塔3的塔底设置有第二再沸器9，所述常压精馏塔4的塔底设置有第三再沸器10，常压精馏塔4的塔底出口设置有残液冷却器11，常压精馏塔4的塔顶出口依次设置有第二冷凝器12和甲醇储槽13，所述加压精馏塔3的塔顶出口通过循环管14与第三再沸器10的介质入口连通，第三再沸器10的介质出口与预热混料器5的介质入口连通，预热混料器5的介质出口连接有终冷器15，终冷器15的出液口与甲醇储槽13连通，所述第一再沸器6和第二再沸器9的介质入口分别与蒸气输送管16连通。
11.本系统的工作原理是：
12.预精馏过程：缓冲槽1内的粗甲醇先进入到预热混料器5内，预热混料器5一方面能够实现碱液与粗甲醇进行均与混合，另一方面能够实现对粗甲醇进行升温加热，预热混料器5的热源是由第三再沸器10介质出口提供的，利用第三再沸器10排出第二精馏气余热对粗甲醇进行加热，使其温度升高，使预精馏塔2的塔顶与塔釜之间的温度差减小，有利于粗甲醇中轻组分与甲醇的分离，可以减少预精馏塔2的蒸汽消耗，经过预热且与碱液混合后粗甲醇进入到预精馏塔2内，在第一再沸器6的加热作用下，第一再沸器6的热源来自于蒸汽输送管16输送的蒸汽，在合适的温度和压力下进行精馏分离得到第一精馏液和第一精馏气，第一精馏液进入到加压精馏塔3内进行二级精馏，而第一精馏气进入第一冷凝器7内进行初
冷凝得到初冷凝气和初冷凝液，初冷凝液进入到排放槽8内，初冷凝气(部分未冷凝的甲醇蒸汽、不凝气及轻组分)经过处理后作为燃料；
13.加压精馏过程：第一精馏液进入到加压精馏塔3内，在第二再沸器9的加热作用下进行加压精馏，得到第二精馏液和第二精馏气，第二再沸器9的热源来自于蒸汽输送管16输送的蒸汽，第二精馏气通过循环管14进入到第三再沸器10作为热源，且在第三再沸器10内降温后，返回到预热混料器5内对粗甲醇进行混合后，第二精馏气的温度再次下降后进入到终冷器15内，经过终冷后即可得到精甲醇成品，得到的精甲醇成品存储到甲醇储槽13中，而得到第二精馏液则进入到常压精馏塔4内；
14.常压精馏的过程：第二精馏液进入到常压精馏塔4内，在第三再沸器10的加热作用下进行精馏，得到第三精馏气、第三精馏液(杂醇油)和废水，第三再沸器10的热源来自于加压精馏塔3塔顶排出的第二精馏气，这样能够有效的降低蒸汽的消耗，从常压塔精馏4塔塔顶出来的第三精馏气经第二冷凝器12的冷却后，得到精甲醇成品，得到的精甲醇成品存储到甲醇储槽13中，而从常压精馏塔4塔底排出的第三精馏液(杂醇油)和废水经残液冷却器11冷却后，送至气化磨煤工段，作为气化工艺用水；
15.本系统不仅实现了系统内废热的循环利用，大幅的降低了蒸汽的消耗，显著地降低了生产成本，节能降耗效果显著；而且能够保证整个精馏过程运行的稳定性，可以有效的提高精馏产品的纯度，具有很好的经济效益和社会效益。
16.进一步的，所述预热混料器5包括罐体51和设置在罐体51外侧的外夹套52，外夹套52的上部设置有介质出口,下部设置有介质入口,外夹套52的介质入口用于导入第三再沸器10排出的第二精馏气，利用第二精馏气对罐体51内的粗甲醇进行加热，所述外夹套52的底部设置有排污口56，所述罐体51顶部设置有粗甲醇进料管53、粗甲醇出料管54和碱液进口管55，粗甲醇进料管53与缓冲槽1连通，粗甲醇出料管54与预精馏塔2连通，所述罐体51内的上部安装有与粗甲醇进料管53连通的环管57，所述环管57的底部均布设置有多根分布管58，所述分布管58的下端密封，所述分布管58的管壁上均布设置有多个出料口59，所述罐体51内设置有搅拌器，搅拌器用于对粗甲醇与碱液进行混合，预热混料器5的工作原理是：缓冲槽1内的粗甲醇通过甲醇进料管53进入环管57内，再通过分布管58上的出料口59进入到罐体51内，同时通过碱液进口管55向罐体51内加入碱液，在搅拌器的搅拌作用下，就能实现粗甲醇与碱液的均匀混合，在碱液与粗甲醇混合的过程中，外夹套52就能够对碱液和粗甲醇的混合液进行加热，保证进入到预精馏塔2内的粗甲醇温度均匀。
17.优选地，为了进一步的提高粗甲醇与碱液的搅拌混合效果，所述搅拌器包括驱动电机510和搅拌轴511，驱动电机510为现有技术，根据使用需求直接采购成品电机即可，驱动电机510带动搅拌轴511转动，就能实现对碱液与粗甲醇的搅拌，罐体51的顶部安装有进液箱512，所述碱液进口管55设置在进液箱512上，所述驱动电机510安装在进液箱512的顶部，所述搅拌轴511竖直设置，所述搅拌轴511的上端与驱动电机510传动连接，所述搅拌轴511的下端延伸至罐体51内，所述搅拌轴511内沿着搅拌轴511的轴向方向设置有进液空腔，在位于进液箱512内的搅拌轴511上设置有与进液空腔连通的进液孔513，在位于罐体51内的搅拌轴511上均布设置有多根搅拌管514，所述搅拌管514的端部密封，所述搅拌管514的顶部均布设置有多个雾化喷嘴515，使用时，碱液通过碱液进口管55进入到进液箱512内，再通过进液孔513进入到进液空腔内，搅拌轴511在转动的过程中，就能够将进液空腔内的碱
液通过搅拌管514上的雾化喷嘴515喷出，这样有利于提高碱液与粗甲醇的混合效果，还能够实现碱液进料量的把控。
18.进一步的，为了提高预精馏塔2的精馏效率，所述第一冷凝器7的出液口上设置有与预精馏塔2上部连通的第一回流管17，第一回流管17能够将第一冷凝器7内的粗甲醇原料回流到预精馏塔2内，有利于提高产品精馏的纯度。
19.同理，为了提高常压精馏塔4的精馏效率，所述第二冷凝器12的出液口上设置有与常压精馏塔4连通的第二回流管18，第二回流管18能够将第二冷凝器12内的精甲醇回流到常压精馏塔4内，这样有利于提高产品精馏的效率。
20.同理，为了保证加压精馏塔3内的精馏温度稳定，所述第三再沸器10的介质出口上设置有与加压精馏塔3上部连通的第三回流管19，利用第三回流管19将第三再沸器10排出的一部分第二精馏气返回到加压精馏塔3内，这样有利于提高加压精馏塔3的精馏效率。
21.进一步的，所述第一再沸器6和第二再沸器9为釜式换热器，第一再沸器6和第二再沸器9为现有技术中使用的搅拌釜式加热再沸器，这样有利于提高蒸汽的利用率，所述第三再沸器10为列管式换热器，列管式换热器用于实现对精甲醇的回收。
22.进一步的，根据使用的需求，所述预精馏塔2、加压精馏塔3和常压精馏塔4为板式塔、填料塔或者是板式-填料塔。