專利名稱：局部過冷甲醇分離工藝及設備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及化學化工領(lǐng)域，尤其涉及一種用于甲醇生產(chǎn)中對分離氣進行處理回收甲醇的局部過冷甲醇分離工藝及設備。
背景技術(shù)：
目前，甲醇生產(chǎn)通常采用常溫分離，甲醇冷凝溫度根據(jù)冷卻水的溫度一般在30-35℃，無論采用常規(guī)機械式分離器，還是采用帶過濾膜的聚積式分離器，分離效果最佳者氣體中的甲醇含量也只能達到飽和蒸汽壓狀態(tài)(0.5-0.6％)，因此分離甲醇后的氣體中甲醇含量仍有0.6-0.8％，有分離效果差者甚至達1.0％，這就使得甲醇產(chǎn)量無法升高，同時，由于循環(huán)氣中甲醇的存在，在系統(tǒng)中還會產(chǎn)生副反應和結(jié)蠟現(xiàn)象，加大原料氣的消耗，循環(huán)機容易產(chǎn)生液擊現(xiàn)象。

發(fā)明內(nèi)容
為了解決甲醇生產(chǎn)存在著分離氣中甲醇殘留量高、甲醇產(chǎn)量低的問題，本發(fā)明提供一種對甲醇生產(chǎn)過程中的分離氣進行甲醇分離處理的局部過冷甲醇分離工藝及設備。本發(fā)明的技術(shù)方案是以下述方式實現(xiàn)的一種局部過冷甲醇分離工藝，它是對含有0.6-0.8％甲醇的分離氣進行降溫分離，其降溫分離分兩段進行，第一段分離氣降溫至10--11℃溫度使部分甲醇分離，分離甲醇后的分離氣進入第二段降溫分離，分離氣進入第二段溫度降至0℃--40℃使甲醇和水再次分離；第二段分離后溫度為0℃--40℃冷分離氣進入第一段復熱分離器作為冷媒對第一段分離氣降溫，第二段冷媒由制冷系統(tǒng)供給。
溫度為0℃--40℃、作為第一段復熱分離器的冷媒氣體入復熱分離器殼程回收冷量，其自身溫度升至25-30℃送出系統(tǒng)后，一部分作為放空氣送至氫回收裝置、另一部分為循環(huán)氣入循環(huán)機循環(huán)使用。
根據(jù)上述的局部過冷甲醇分離工藝設備，包括復熱分離器、蒸發(fā)過冷分離器，復熱分離器上部有熱分離氣進口、下部有液體出口、側(cè)部有冷氣體進口、冷氣體出口、熱氣體出口；蒸發(fā)過冷分離器上部有氣體進口、下部有液體出口、側(cè)部有冷媒進口、冷媒出口、氣體出口。復熱分離器的熱氣體出口、冷氣體進口分別與蒸發(fā)過冷分離器的氣體進口、氣體出口連接，蒸發(fā)過冷分離器的冷媒進口與制冷系統(tǒng)連接。
在回收放空氣中的甲醇時，在復熱分離器的熱氣體出口與蒸發(fā)過冷分離器的氣體進口之間連接一節(jié)流膨脹制冷裝置以節(jié)省制冷系統(tǒng)供冷量。
復熱分離器分上下兩段，上段為復熱段，內(nèi)部裝有螺旋板組成的換熱裝置，下段為分離段，內(nèi)設有拐角導流板，在導流板下方橫向裝有過濾裝置，在熱氣體出口處豎向裝有過濾裝置以分離甲醇和水，在豎向過濾裝置下方連接一直達液體出口的導液管以避免所液夾帶。
蒸發(fā)過冷分離器分上下兩段，上段為過冷段，內(nèi)裝管式過冷裝置，下段為分離段，內(nèi)設有拐角導流板，在導流板下方橫向裝有過濾裝置，在熱氣體出口處豎向裝有過濾裝置，在豎向過濾裝置下方連接一直達液體出口的導液管。
本發(fā)明利用含甲醇水的氣體在-40℃也不會結(jié)冰的原理，利用外部少量冷量使氣體達到局部過冷，過冷溫度達到0℃--30℃時，氣體中的甲醇和水幾乎全部冷凝下來原理的基礎(chǔ)上而設計。
本發(fā)明的積極效果是充分回收利用冷量，以最小的冷耗回收全部甲醇；不但可以提高甲醇產(chǎn)量18-20％，而且有利于提高氣體凈化度，消除系統(tǒng)中因甲醇循環(huán)產(chǎn)生副反應，多耗氣體且造成系統(tǒng)結(jié)蠟；還可提高循環(huán)機打氣量，消除循環(huán)機產(chǎn)生液擊發(fā)生，保證安全生產(chǎn)；更易實現(xiàn)機電儀一體化，便于操作管理。


圖1為本發(fā)明分離氣甲醇回收流程示意圖。
圖2為本發(fā)明放空氣甲醇回收流程示意圖。
圖3為復熱分離器結(jié)構(gòu)示意圖。
圖4為蒸發(fā)過冷分離器結(jié)構(gòu)示意圖。
下面結(jié)合附圖和實施例對本發(fā)明作進一步說明。
實施例一由圖1可以看出，本發(fā)明對分離氣中甲醇回收流程為甲醇生產(chǎn)裝置來的熱分離氣(35℃、5.0MPa)，進入復熱分離器上部復熱段，與蒸發(fā)過冷分離器來的冷分離氣換冷，其溫度降至11℃、5.0MPa后進入下段分離段，分離出粗甲醇送出系統(tǒng)。氣體再進入蒸發(fā)過冷分離器上段過冷段，在制冷系統(tǒng)來的冷媒作用下，溫度降至-5℃、5.0MPa(G)，氣體中的甲醇和水全部冷凝下來，氣液混合物進入下段分離段，分離出粗甲醇，并得到冷的干燥氣體，幾乎不含甲醇和水。出分離段的冷分離氣溫度為-5℃、5.0MPa(G)，進入復熱分離器上段復熱段，與熱分離氣換熱升溫至30℃、4.9Mpa送出系統(tǒng)。
實施例二甲醇生產(chǎn)裝置來的熱分離氣(35℃、5.0MPa)，進入熱分離器上部復熱段，與蒸發(fā)過冷分離器來的冷分離氣換冷，其溫度降至-6℃、5.0MPa后進入下段分離段，分離出粗甲醇送出系統(tǒng)。氣體再進入蒸發(fā)過冷分離器上段過冷段，在制冷系統(tǒng)來的冷媒作用下，溫度降至-20℃、5.0MPa(G)，氣體中的甲醇和水全部冷凝下來，氣液混合物進入下段分離段，分離出粗甲醇，并得到冷的干燥氣體，幾乎不含甲醇和水。出分離段的冷分離氣溫度為-20℃、5.0MPa(G)，進入復熱分離器上段復熱段，與熱分離氣換熱升溫至30℃、4.9Mpa送出系統(tǒng)。
實施例三
甲醇生產(chǎn)裝置來的熱分離氣(35℃、5.0MPa)，進入熱分離器上部復熱段，與蒸發(fā)過冷分離器來的冷分離氣換冷，其溫度降至-11℃、5.0MPa后進入下段分離段，分離出粗甲醇送出系統(tǒng)。氣體再進入蒸發(fā)過冷分離器上段過冷段，在制冷系統(tǒng)來的冷媒作用下，溫度降至-35℃、5.0MPa(G)，氣體中的甲醇和水全部冷凝下來，氣液混合物進入下段分離段，分離出粗甲醇，并得到冷的干燥氣體，幾乎不含甲醇和水。出分離段的冷分離氣溫度為-30℃、5.0MPa(G)，進入復熱分離器上段復熱段，與熱分離氣換熱升溫至35℃、4.9MPa送出系統(tǒng)。
由圖2可以看出，本發(fā)明對放空氣中甲醇的回收流程為甲醇生產(chǎn)裝置來的熱分離氣(35℃、5.0MPa)，進入復熱分離器上部復熱段，與節(jié)流膨脹制冷器6來的冷干氣換冷，其溫度降至11--11℃、5.0MPa后進入下段分離段，分離出粗甲醇送出系統(tǒng)。出分離段的氣體經(jīng)過膨脹制冷進一步降低溫度，壓力由原來5.0MPa降至2.4MPa，進入蒸發(fā)過冷分離器上段過冷段，在制冷系統(tǒng)來的冷媒作用下，溫度降至0--40℃、2.4MPa(G)，氣體中的甲醇和水全部冷凝下來，氣液混合物進入下段分離段，分離出粗甲醇，并得到冷的干燥氣體，幾乎不含甲醇和水。出分離器的冷干氣進入復熱分離器上段與熱放空氣換熱，其自身溫度復熱至30℃送出系統(tǒng)可以直接作為城市煤氣氣源而無甲醇的魚腥味。
由圖3、圖4可以看出，復熱分離器上部有熱分離氣進口1-8、下部有液體出口1-3、側(cè)部有冷氣體進口1-7、冷氣體出口1-9、熱氣體出口1-6；蒸發(fā)過冷分離器上部有氣體進口2-8、下部有液體出口2-3、側(cè)部有冷媒進口2-7、冷媒出口2-9、氣體出口2-6，其中復熱分離器1的熱氣體出口1-6、冷氣體進口1-7分別與蒸發(fā)過冷分離器2的氣體進口2-8、氣體出口2-6連接，蒸發(fā)過冷分離器2的冷媒進口2-7與制冷系統(tǒng)連接，制冷系統(tǒng)由分離器3、冰機4和冷凝器5組成。以供給過冷系統(tǒng)需要補充的冷量。
復熱分離器1分上下兩段，上段為復熱段，內(nèi)部上段裝有螺旋板組成的換熱裝置1-1，下段為分離段，內(nèi)設有拐角導流板1-2，在導流板下方橫向裝有過濾裝置1-5，在熱氣體出口處豎向裝有過濾裝置以分離甲醇和水，在豎向過濾裝置下方連接一直達液體出口的導液管1-4避免氣液夾帶。
蒸發(fā)過冷分離器2分上下兩段，上段為過冷段，內(nèi)裝管式過冷裝置2-1，下段為分離段，內(nèi)設有拐角導流板2-2，在導流板下方橫向裝有過濾置2-5，在熱氣體出口處豎向裝有過濾裝置以分離甲醇和水，在豎向過濾裝置下端連接一直達液體出口的導液管2-4。
權(quán)利要求
1.一種局部過冷甲醇分離工藝，它是對含有0.6-0.8％甲醇的分離氣進行降溫分離，其特征在于降溫分離分兩段進行，第一段分離氣降溫至10--11℃溫度使部分甲醇分離，分離甲醇后的分離氣進入第二段降溫分離，分離氣進入第二段溫度降至0℃--40℃使甲醇和水再次分離；第二段分離后溫度為0℃--40℃冷分離氣進入第一段復熱分離器作為冷媒對第一段分離氣降溫，第二段冷媒由制冷系統(tǒng)供給。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的局部過冷甲醇分離工藝，其特征在于溫度為0℃--40℃、作為第一段復熱分離器的冷媒氣體入復熱分離器殼程回收冷量，自身溫度升至25-30℃送出系統(tǒng)后，一部分作為放空氣送至氫回收裝置、另一部分為循環(huán)氣入循環(huán)機循環(huán)使用。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的局部過冷甲醇分離工藝，其特征在于甲醇生產(chǎn)裝置來的熱分離氣(35℃、5.0MPa)，進入復熱分離器上部復熱段，與節(jié)流膨脹制冷器(6)來的冷干氣換冷，其溫度降至11--11℃、5.0MPa后進入下段分離段。
4.根據(jù)權(quán)利要求1-3所述的局部過冷甲醇分離工藝設備，它包括復熱分離器(1)、蒸發(fā)過冷分離器(2)，其特征在于復熱分離器上部有熱分離氣進口(1-8)、下部有液體出口(1-3)、側(cè)部有冷氣體進口(1-7)、冷氣體出口(1-9)、熱氣體出口(1-6)；蒸發(fā)過冷分離器上部有氣體進口(2-8)、下部有液體出口(2-3)、側(cè)部有冷媒進口(2-7)、冷媒出口(2-9)、氣體出口(2-6)；復熱分離器(1)的熱氣體出口(1-6)、冷氣體進口(1-7)分別與蒸發(fā)過冷分離器(2)的氣體進口(2-8)、氣體出口(2-6)連接，蒸發(fā)過冷分離器(2)的冷媒進口(2-7)與制冷系統(tǒng)連接。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的局部過冷甲醇分離工藝設備，其特征在于在回收放空氣中的甲醇時，在復熱分離器(1)的熱氣體出口(1-6)與蒸發(fā)過冷分離器(2)的氣體進口(2-8)之間連接一節(jié)流膨脹制冷裝置(6)以節(jié)省制冷系統(tǒng)供冷量。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的局部過冷甲醇分離工藝設備，其特征在于復熱分離器(1)分上下兩段，上段為復熱段，內(nèi)部裝有螺旋板組成的換熱裝置，下段為分離段，內(nèi)設有拐角導流板(1-2)，在導流板下方橫向裝有過濾裝置(1-5)，在熱氣體出口處豎向裝有過濾裝置以分離甲醇和水，在豎向過濾裝置下方連接一直達液體出口的導液管(1-4)以避免氣液夾帶。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的局部過冷甲醇分離工藝設備，其特征在于蒸發(fā)過冷分離器(2)分上下兩段，上段為過冷段，內(nèi)裝管式過冷裝置，下段為分離段，內(nèi)設有拐角導流板(2-2)，在導流板下方橫向裝有過濾裝置(2-5)，在熱氣體出口處豎向裝有過濾裝置，在豎向過濾裝置下方連接一直達液體出口的導液管(2-4)。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種局部過冷甲醇分離工藝及設備，它是對含有0.6－0.8％甲醇的分離氣進行分段降溫分離，第一段分離氣降溫至10℃－～11℃溫度使部分甲醇分離，分離甲醇后的分離氣進入第二段降溫分離，第二段溫度降至0℃－～40℃使甲醇和水再次分離；第二段分離后溫度為0℃－～40℃冷分離氣進入第一段復熱分離器作為冷媒對第一段分離氣降溫，第二段冷媒由制冷系統(tǒng)供給。充分回收利用冷量，以最小的冷耗回收全部甲醇；不但可以提高甲醇產(chǎn)量18－20％，而且有利于提高氣體凈化度，消除系統(tǒng)中因甲醇循環(huán)產(chǎn)生副反應，多耗氣體且造成系統(tǒng)結(jié)蠟；消除循環(huán)機產(chǎn)生液擊發(fā)生，保證安全生產(chǎn)。
文檔編號F25J3/06GK1428321SQ0215411
公開日2003年7月9日 申請日期2002年12月18日 優(yōu)先權(quán)日2002年12月18日
發(fā)明者楊獻斌, 趙玉珠 申請人:楊獻斌