Mto 级甲醇的提纯系统及提纯方法
【专利摘要】本发明公开了一种MTO级甲醇的提纯系统及提纯方法。该MTO级甲醇的提纯系统包括脱轻精馏塔和回收精馏塔，其中，脱轻精馏塔具有与粗甲醇进料流路相连的脱轻塔进料口，脱轻塔顶出料口，以及与第一MTO级甲醇出料流路相连的脱轻塔底出料口；回收精馏塔具有与脱轻塔顶出料口相连的回收塔进料口，回收塔顶出料口，以及与第二MTO级甲醇出料流路相连的回收塔底出料口。上述提纯系统中，在脱轻精馏塔之后增设了回收精馏塔。将回收精馏塔的回收塔进料口与脱轻精馏塔的脱轻塔顶出料口相连，能促使由脱轻塔顶出料口出来的轻组分进入回收精馏塔进行二次精馏，从而能回收轻组分中携带的甲醇，有利于减少因脱轻塔塔顶温度较高引起的甲醇流失量。
【专利说明】MTO级甲醇的提纯系统及提纯方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及煤化工领域，具体而言，涉及一种ΜΤ0级甲醇的提纯系统及提纯方法。
【背景技术】
[0002]目前国内投产和在建的煤制烯烃项目中，主要采取化工和石化上下游联合生产的方式生产聚烯烃。其原理如下:甲醇合成系统中产出的粗甲醇，经过提纯系统提纯达到ΜΤ0级甲醇规格后(ΜΤ0级甲醇指的是能够满足甲醇制烯烃生产所需规格的甲醇，其组分要求为甲醇含量约为95%、水含量约为5%、甲酸甲酯小于50ppm)，将该ΜΤ0级甲醇投入下游的甲醇制烯烃工序进行聚烯烃的制备。
[0003]现有的ΜΤ0级甲醇提纯系统主要为一台脱轻精馏塔，如图1所示，将粗甲醇通过脱轻塔进料口(10Γ)投入脱轻精馏塔(100’)中，在再沸器(110’)的升温气化作用下，粗甲醇中沸点低于甲醇的轻组分从脱轻塔顶出料口(102’)脱出。为了提高产率、降低生产成本，通常在脱轻精馏塔(100’ )的塔顶连接一个脱轻塔回收冷凝器(120’)，使塔顶器中的部分气体冷凝进入回流罐(130’)，并通过回流泵(150’ )返回脱轻精馏塔(100’ )进行再次提纯。而塔釜中产出的ΜΤ0级甲醇从脱轻塔底出料口(103’)脱出，并通过塔底冷凝器(140’ )降温后，在外送泵(160’ )的作用下外送至储罐。
[0004]然而，由于粗甲醇中含有典型杂质甲酸甲酯，甲酸甲酯的彻底脱除温度较高，使得上述脱轻精馏塔(100’)塔顶温度及脱轻塔回收冷凝器(140’)的出口温度都相对较高，高温作用下使得大量的甲醇气化并从回收冷凝器(140’)的气相出口排出。不仅造成了甲醇大量流失(连续生产时每小时损耗约3吨，年损耗约2.4万吨)，而且对火炬排放系统带来了较大压力，且造成环境污染。
[0005]为了解决上述问题，满足当前煤制烯烃项目节约型企业的生产需要，急需一种新的ΜΤ0级甲醇提纯系统和提纯方法。
【发明内容】
[0006]本发明旨在提供一种ΜΤ0级甲醇的提纯系统及提纯方法，以解决现有技术中ΜΤ0级甲醇提纯系统甲醇流失率较高的问题。
[0007]为了实现上述目的，根据本发明的一个方面，提供了一种ΜΤ0级甲醇的提纯系统，其包括脱轻精馏塔和回收精馏塔，其中，脱轻精馏塔具有与粗甲醇进料流路相连的脱轻塔进料口，脱轻塔顶出料口，以及与第一 ΜΤ0级甲醇出料流路相连的脱轻塔底出料口 ；回收精馏塔具有与脱轻塔顶出料口相连的回收塔进料口，回收塔顶出料口，以及与第二 ΜΤ0级甲醇出料流路相连的回收塔底出料口。
[0008]进一步地，上述脱轻塔顶出料口和回收塔进料口之间的流路上还设置有第一冷凝器，第一冷凝器具有第一冷凝器进料口、第一冷凝液出液口和第一不凝气排气口，其中第一冷凝器进料口与脱轻塔顶出料口相连，第一冷凝液出液口与回收塔进料口相连。
[0009]进一步地，第一冷凝液出液口与回收塔进料口之间的流路上还设置有第一回收罐，第一回收罐具有第一回收罐进液口和第一回收罐出液口，其中第一回收罐进液口与第一冷凝液出液口相连，第一回收罐出液口与回收塔进料口相连。
[0010]进一步地，上述提纯系统还包括位于回收塔顶出料口出料流路上的回收塔顶气循环装置；回收塔顶气循环装置包括第二冷凝器和第二回收罐；其中，第二冷凝器具有第二冷凝器进料口、第二冷凝液出液口和第二不凝气排气口，第二冷凝器进料口与回收塔顶出料口相连；第二回收罐具有第二回收罐进液口和第二回收罐出液口，第二回收罐进液口与第二冷凝液出液口相连，第二回收罐出液口与设置在回收精馏塔上的回收精馏塔循环液进料口相连。
[0011]进一步地，脱轻塔顶出料口和第一冷凝器进料口之间的流路上还设置有脱轻塔顶气循环装置；脱轻塔顶气循环装置包括第三冷凝器和第三回收罐；其中，第三冷凝器具有第三冷凝器进料口、第三冷凝液出液口和第三不凝气排气口 ；第三冷凝器进料口与脱轻塔顶出料口相连；第三不凝气排气口与第一冷凝器进料口相连；第三回收罐具有第三回收罐进液口和第三回收罐出液口，第三回收罐进液口与第三冷凝液出液口相连，第三回收罐出液口与设置在脱轻精馏塔上的脱轻精馏塔循环液进料口相连。
[0012]进一步地，上述提纯系统还包括第四冷凝器和第五冷凝器；其中，第四冷凝器具有第四冷凝器进料口和第四冷凝器出料口，第四冷凝器进料口与回收塔底出料口相连，第四冷凝器出料口与ΜΤ0级甲醇储罐进液口相连；第五冷凝器具有第五冷凝器进料口和第五冷凝器出料口，第五冷凝器进料口与脱轻塔底出料口相连，第五冷凝器出料口与ΜΤ0级甲醇储罐进液口相连。
[0013]进一步地，上述提纯系统还包括第一泵体、第二泵体和第三泵体；其中，第一泵体位于第一回收罐出液口与回收塔进料口之间的流路上；第二泵体位于第二回收罐出液口与回收精馏塔循环液进料口之间的流路上；第三泵体位于第三回收罐出液口与脱轻精馏塔循环液进料口之间的流路上。
[0014]根据本发明的另一方面，提供了一种ΜΤ0级甲醇的提纯方法，其是采用上述的提纯系统提纯ΜΤ0级甲醇。
[0015]进一步地，提纯系统中脱轻精馏塔的塔底温度为92?94°C，塔顶温度为85?87V ;回收精馏塔的塔底温度为68?70°C，塔顶温度为56?58°C。
[0016]进一步地，提纯系统中第一不凝气排气口的排气温度为30?35°C ;第二不凝气排气口的排气温度为40?45°C ;第三不凝气排气口的排气为60?65°C。。
[0017]应用本发明的ΜΤ0级甲醇的提纯系统及提纯方法，该提纯系统中，在脱轻精馏塔之后增设了一个回收精馏塔。将回收精馏塔的回收塔进料口与脱轻精馏塔的脱轻塔顶出料口相连通，能够促使由脱轻塔顶出料口出来的轻组分进入回收精馏塔进行二次精馏，从而能够回收这些轻组分中携带的甲醇。上述设置有利于减少因脱轻塔塔顶温度较高弓丨起的甲醇流失量，既提高了甲醇的生产率，又能够减少大量有机气体造成的环境污染。
【专利附图】
【附图说明】
[0018]构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中:
[0019]图1示出了根据现有的一种ΜΤ0级甲醇的提纯系统示意图；以及
[0020]图2示出了根据本发明一种实施方式中ΜΤ0级甲醇的提纯系统的示意图。
【具体实施方式】
[0021]需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。
[0022]正如【背景技术】部分所介绍的，现有的ΜΤ0级甲醇提纯系统存在甲醇流失量大、产率小的问题。为了解决这一问题，本发明发明人提供了一种ΜΤ0级甲醇的提纯系统，如图2所示，其包括脱轻精馏塔100和按照物料流动方向设置在脱轻精馏塔100之后的回收精馏塔200，脱轻精馏塔100具有与粗甲醇进料流路相连的脱轻塔进料口 101，脱轻塔顶出料口102，以及与第一 ΜΤ0级甲醇出料流路相连的脱轻塔底出料口 103 ;回收精馏塔200具有与脱轻塔顶出料口 102相连的回收塔进料口 201，回收塔顶出料口 202，以及与第二 ΜΤ0级甲醇出料流路相连的回收塔底出料口 203。
[0023]本发明的上述提纯系统中，在脱轻精馏塔100之后增设了一个回收精馏塔200。将回收精馏塔200的回收塔进料口 201与脱轻精馏塔100的脱轻塔顶出料口 102相连通，能够促使由脱轻塔顶出料口 102出来的轻组分进入回收精馏塔200进行二次精馏，从而能够回收这些轻组分中携带的甲醇。上述设置有利于减少因脱轻塔塔顶温度较高弓丨起的甲醇流失量，既提高了甲醇的生产率，又能够减少大量有机气体造成的环境污染。
[0024]将回收塔进料口 201与脱轻塔顶出料口 102相连通，就能够使一定量的脱轻塔顶轻组分进入回收精馏塔200进行二次精馏。一种优选的实施方式中，上述脱轻塔顶出料口102和回收塔进料口 201之间的流路上还设置有第一冷凝器220，第一冷凝器220具有第一冷凝器进料口、第一冷凝液出液口和第一不凝气排气口；其中，第一冷凝器进料口与脱轻塔顶出料口 102相连，第一冷凝液出液口与回收塔进料口 201相连。
[0025]从脱轻塔顶出料口 102出来的轻组分气体中，甲醇气体具有比其他组分相对较高的冷凝点。在脱轻塔顶出料口 102和回收塔进料口 201之间的流路上设置第一冷凝器220，能够将由脱轻塔顶出料口 102出来的轻组分气体进行选择性冷凝，使其中的甲醇气体冷凝为液态甲醇，继而进入回收精馏塔200进行二次精馏。利用第一冷凝器220预先将大部分甲醇气体冷凝，能够减轻回收精馏塔200的精馏负担，同时还有利于进一步提高二次精馏的甲醇纯度和产量，使其能够用作ΜΤ0级甲醇使用。进一步地，出于控制甲醇进料量，调整回收精馏塔200精馏速度的目的，优选上述第一冷凝液出液口与回收塔进料口 201之间的流路上还设置有第一回收罐230，第一回收罐230具有第一回收罐进液口和第一回收罐出液口；其中，第一冷凝液出液口与第一回收罐进液口相连，第一回收罐出液口与回收塔进料口 201相连。除此之外，从第一不凝气排气口出来的废气可以直接通过火炬排放至空气中。
[0026]本发明的上述提纯系统中，只要在脱轻精馏塔100之后增设回收精馏塔200，就能够大幅减少甲醇流失。一种优选的实施方式中，上述提纯系统还包括位于回收塔顶出料口202出料流路上的回收塔顶气循环装置；回收塔顶气循环装置包括第二冷凝器240和第二回收罐250，第二冷凝器240具有第二冷凝器进料口、第二冷凝液出液口和第二不凝气排气口 ；其中，第二冷凝器进料口与所述回收塔顶出料口 202相连；第二回收罐250具有第二回收罐进液口和第二回收罐出液口 ；第二冷凝液出液口和第二回收罐进液口相连；第二回收罐出液口与设置在回收精馏塔200上的回收精馏塔循环液进料口相连。利用回收塔顶气循环装置，将回收塔顶出料口 202出来的气体进行冷凝后返回回收精馏塔200进行循环精馏，能够进一步提高MTO级甲醇的产率。此外，经过回收精馏塔200 二次精馏后，从回收塔顶出料口 202出来的气体中含有相当量的甲酸甲酯，将其冷凝回收至第二回收罐250后，也可以直接作为制备甲酸甲酯的原料。进而提高煤制烯烃中间产物(粗甲醇)的利用率。进一步地，从第二不凝气排气口出来的废气可以直接通过火炬排放至大气中。
[0027]本发明的上述提纯系统中，只要在脱轻塔顶出料口 102和回收塔进料口 201之间的流路上设置第一冷凝器220，就能够将脱轻塔顶出料口 102出来的轻组分气体中大部分的甲醇气体冷凝，以对其进行二次精馏。一种优选的实施方式中，上述脱轻塔顶出料口 102和第一冷凝器进料口之间的流路上还设置有脱轻塔顶气循环装置；脱轻塔顶气循环装置包括第三冷凝器120和第三回收罐130，第三冷凝器120具有第三冷凝器进料口、第三冷凝液出液口和第三不凝气排气口，第三不凝气排气口与第一冷凝器进料口相连；第三回收罐130具有第三回收罐进液口和第三回收罐出液口，第三回收罐进液口与第三冷凝液出液口相连，第三回收罐出液口与设置在脱轻精馏塔100上的脱轻精馏塔循环液进料口相连。
[0028]在第一冷凝器220之前加设第三冷凝器120，能够使脱轻塔顶出料口 102出来的轻组分气体在进入第一冷凝器220之前先进行一次冷凝，并将冷凝液通过第三回收罐130返回脱轻精馏塔100进行循环精馏。这就有利于进一步减少甲醇的流失量，提高ΜΤ0级甲醇的产率。
[0029]本发明的上述提纯系统中，从脱轻塔底出料口 103和回收塔底出料口 203产出的甲醇产品，可以直接作为ΜΤ0级甲醇使用。出于收集甲醇产品的目的，上述提纯系统还包括第四冷凝器260和第五冷凝器140，第四冷凝器260具有第四冷凝器进料口和第四冷凝器出料口，第四冷凝器进料口与回收塔底出料口 203相连，第四冷凝器出料口与ΜΤ0级甲醇储罐进液口相连；第五冷凝器140具有第五冷凝器进料口和第五冷凝器出料口，第五冷凝器进料口与脱轻塔底出料口 103相连，第五冷凝器出料口与ΜΤ0级甲醇储罐进液口相连。
[0030]更优选地，上述的提纯系统还包括第一泵体270、第二泵体280及第三泵体150 ;其中第一泵体270位于第一回收罐出液口与回收塔进料口 201之间的流路上；第二泵体280位于第二回收罐出液口与回收精馏塔循环液进料口之间的流路上；第三泵体150位于第三回收罐出液口与脱轻精馏塔循环液进料口之间的流路上。为了便于ΜΤ0级甲醇的收集，上述提纯系统进一步包括第四泵体290和第五泵体160，其中第四泵体290的进料口与第四冷凝器出料口相连，第四泵体290的出料口与ΜΤ0级甲醇储罐进液口相连；第五泵体160的进料口与第五冷凝器出料口相连，第五泵体160的出料口与ΜΤ0级甲醇储罐进液口相连。
[0031]另外，本发明还提供了一种ΜΤ0级甲醇的提纯方法，其是上述的提纯系统提纯所述ΜΤ0级甲醇。利用上述提纯系统进行ΜΤ0级甲醇提纯，能够利用回收精馏塔对脱轻塔顶出料口出来的轻组分进行二次精馏。从而有利于减少甲醇的流失量，提高甲醇的产率并减少有机气体造成的环境污染。
[0032]根据本发明上述的教导，本领域技术人员有能力选择上述提纯系统具体的操作工艺。一种优选的实施方式中，上述提纯系统中脱轻精馏塔的塔底温度为88?96°C，塔顶温度为80?86°C ;回收精馏塔的塔底温度为65?70°C，塔顶温度为53?58°C。更优选地，第一不凝气排气口的排气温度为30?35°C ;第二不凝气排气口的排气温度为40?45°C ；第三不凝气排气口的排气温度为55?65°C。采用上述的工艺参数，能够进一步减少甲醇的流失量，提高提纯所得的甲醇产品的纯度，使其更适宜作为MTO级甲醇使用。
[0033]以下结合具体实施例对本发明作进一步详细描述，这些实施例不能理解为限制本发明所要求保护的范围。
[0034]实施例1
[0035]采用ΜΤ0级甲醇提纯系统对从煤制烯烃的前段合成工序中产出的粗甲醇进行提纯。
[0036]提纯系统包括脱轻精馏塔、回收精馏塔、回收塔顶气循环装置、脱轻塔顶气回收装置、第一冷凝器、第一回收罐、第四冷凝器、第五冷凝器及第一至五泵体；
[0037]提纯系统的工艺参数为:脱轻精馏塔的塔顶温度为86°C、塔底温度为96°C ;回收精馏塔的塔底温度为65°C，塔顶温度为58°C ;第一不凝气排气口的排气温度为30°C ;第二不凝气排气口的排气温度为40°C ;第三不凝气排气口的排气温度为65°C。
[0038]将脱轻精馏塔塔底和回收精馏塔塔底产出的甲醇产品收集至储罐中，经测量，甲醇的回收率为88% ;甲醇的纯度为99.2%，可以作为ΜΤ0级甲醇。
[0039]实施例2
[0040]采用ΜΤ0级甲醇提纯系统对从煤制烯烃的前段合成工序中产出的粗甲醇进行提纯。
[0041]提纯系统包括脱轻精馏塔、回收精馏塔、回收塔顶气循环装置、脱轻塔顶气回收装置、第一冷凝器、第一回收罐、第四冷凝器、第五冷凝器及第一至五泵体；
[0042]提纯系统的工艺参数为:脱轻精馏塔的塔顶温度为80°C、塔底温度为88°C ;回收精馏塔的塔底温度为70°C，塔顶温度为53°C ;第一不凝气排气口的排气温度为35°C ;第二不凝气排气口的排气温度为45°C ;第三不凝气排气口的排气温度为62°C。
[0043]将脱轻精馏塔塔底和回收精馏塔塔底产出的甲醇产品收集至储罐中，经测量，甲醇的回收率为88% ;甲醇的纯度为99.2%，可以作为ΜΤ0级甲醇。
[0044]从以上的数据中，可以看出，利用本发明所提供的提纯系统提纯ΜΤ0级甲醇，塔底得到的甲醇产品具有较高的纯度，可以用作ΜΤ0级甲醇。此外，甲醇的流失量较小，回收率较高，能够大幅降低企业的生产成本，减少空气污染。
[0045]以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
【权利要求】
1.一种MTO级甲醇的提纯系统，其特征在于，包括: 脱轻精馏塔(100)，具有与粗甲醇进料流路相连的脱轻塔进料口(101)，脱轻塔顶出料口(102)，以及与第一 MTO级甲醇出料流路相连的脱轻塔底出料口(103)； 回收精馏塔(200)，具有与所述脱轻塔顶出料口(102)相连的回收塔进料口(201)，回收塔顶出料口(202)，以及与第二 MTO级甲醇出料流路相连的回收塔底出料口(203)。
2.根据权利要求1所述的提纯系统，其特征在于，所述脱轻塔顶出料口(102)和所述回收塔进料口(201)之间的流路上还设置有第一冷凝器(220)，所述第一冷凝器(220)具有第一冷凝器进料口、第一冷凝液出液口和第一不凝气排气口，其中所述第一冷凝器进料口与所述脱轻塔顶出料口(102)相连，所述第一冷凝液出液口与所述回收塔进料口(201)相连。
3.根据权利要求2所述的提纯系统，其特征在于，所述第一冷凝液出液口与所述回收塔进料口(201)之间的流路上还设置有第一回收罐(230)，所述第一回收罐(230)具有第一回收罐进液口和第一回收罐出液口，其中所述第一回收罐进液口与所述第一冷凝液出液口相连，所述第一回收罐出液口与所述回收塔进料口(201)相连。
4.根据权利要求1所述的提纯系统，其特征在于，还包括位于所述回收塔顶出料口(202)出料流路上的回收塔顶气循环装置；所述回收塔顶气循环装置包括: 第二冷凝器(240)，具有第二冷凝器进料口、第二冷凝液出液口和第二不凝气排气口，所述第二冷凝器进料口与所述回收塔顶出料口(202)相连； 第二回收罐(250)，具有第二回收罐进液口和第二回收罐出液口，所述第二回收罐进液口与所述第二冷凝液出液口相连，所述第二回收罐出液口与设置在所述回收精馏塔(200)上的回收精馏塔循环液进料口相连。
5.根据权利要求2所述的提纯系统，其特征在于，所述脱轻塔顶出料口(102)和所述第一冷凝器进料口之间的流路上还设置有脱轻塔顶气循环装置；所述脱轻塔顶气循环装置包括: 第三冷凝器(120)，具有第三冷凝器进料口、第三冷凝液出液口和第三不凝气排气口 ；所述第三冷凝器进料口与所述脱轻塔顶出料口(102)相连；所述第三不凝气排气口与所述第一冷凝器进料口相连； 第三回收罐(130)，具有第三回收罐进液口和第三回收罐出液口，所述第三回收罐进液口与所述第三冷凝液出液口相连，所述第三回收罐出液口与设置在所述脱轻精馏塔(100)上的脱轻精馏塔循环液进料口相连。
6.根据权利要求1至5中任一项所述的提纯系统，其特征在于，还包括: 第四冷凝器(260)，具有第四冷凝器进料口和第四冷凝器出料口，所述第四冷凝器进料口与所述回收塔底出料口(203)相连，所述第四冷凝器出料口与MTO级甲醇储罐进液口相连； 第五冷凝器(140)，具有第五冷凝器进料口和第五冷凝器出料口，所述第五冷凝器进料口与所述脱轻塔底出料口(103)相连，所述第五冷凝器出料口与所述MTO级甲醇储罐进液口相连。
7.根据权利要求6所述的提纯系统，其特征在于，还包括: 第一泵体(270)，位于所述第一回收罐出液口与所述回收塔进料口(201)之间的流路上； 第二泵体(280)，位于所述第二回收罐出液口与所述回收精馏塔循环液进料口之间的流路上； 第三泵体(150)，位于所述第三回收罐出液口与所述脱轻精馏塔循环液进料口之间的流路上。
8.一种MTO级甲醇的提纯方法，其特征在于，采用权利要求1至7中任一项所述的提纯系统提纯所述MTO级甲醇。
9.根据权利要求8所述的提纯方法，其特征在于，所述提纯系统中脱轻精馏塔的塔底温度为88?96°C，塔顶温度为80?86°C ;回收精馏塔的塔底温度为65?70°C，塔顶温度为 53 ?58°C。
10.根据权利要求9所述的提纯方法，其特征在于，所述提纯系统中第一不凝气排气口的排气温度为30?35°C ;第二不凝气排气口的排气温度为40?45°C ;第三不凝气排气口的排气为55?65°C。
【文档编号】C07C29/80GK104276927SQ201410601360
【公开日】2015年1月14日 申请日期:2014年10月30日 优先权日:2014年10月30日
【发明者】孙高攀, 李雪冰, 薛振欣, 张朝格 申请人:中国神华能源股份有限公司, 神华包头煤化工有限责任公司, 中国神华煤制油化工有限公司