甲醇与碳酸二甲酯及苯酚分离的三塔差压热耦合精馏方法与流程

1.本发明属于化工技术领域，具体涉及甲醇与碳酸二甲酯及苯酚分离的三塔差压热耦合精馏方法。


背景技术：

2.甲醇不仅是重要的化工原料，还是性能优良的能源和车用燃料，可以代替甲基叔丁基醚作为汽油添加剂。除此之外，还可制烯烃，解决目前资源短缺问题。
3.在碳酸二苯酯(dpc)生产过程中，副产部分甲醇，产品纯度仅为93wt％，不能作为商品外售；然而甲醇与原料碳酸二甲酯(dmc)形成二元共沸体系，如果要得到优级品甲醇产品，利用传统精馏方法难以分离，且选择特殊精馏进行分离，能耗很高。


技术实现要素：

4.为了解决现有技术存在的上述问题，本发明的目的在于提供一种能有效分离与精制碳酸二苯酯装置流股中甲醇、碳酸二甲酯和苯酚的三塔差压热耦合精馏方法。
5.本发明所采用的技术方案为：
6.甲醇与碳酸二甲酯及苯酚分离的三塔差压热耦合精馏方法，包括以下步骤：
7.s1：将来自碳酸二苯酯反应塔的流股通入dmc精馏塔的中下部；
8.s2：将dmc精馏塔塔顶的气体流股进行冷凝后通入甲醇精制塔中部；
9.s3：将甲醇精制塔的顶部流股送回dmc精馏塔的中上部；
10.s4：从甲醇精制塔的底部采出甲醇产品；
11.s5：将dmc精馏塔塔底流股通入dmc精制塔；
12.s6：从dmc精制塔的塔顶采出dmc产品；
13.s7：从dmc精制塔的塔底采出苯酚产品。
14.本发明的dmc精馏塔能对含有甲醇的流股从顶部进行分离，经冷凝管路冷凝后的流股在甲醇精制塔中充分分离，从甲醇精制塔中分离出甲醇产品。甲醇精制塔塔顶的流股送至dmc精馏塔的塔顶，从而经过dmc精馏塔和甲醇精制塔分离后，从甲醇精制塔采出的甲醇的纯度较高，而dmc精馏塔塔顶流股中的dmc和苯酚能被充分返送回dmc精馏塔。从dmc精馏塔采出的含有dmc和苯酚的混合流股被送至dmc精制塔，dmc精制塔能将dmc和苯酚进行充分分离，从而分别得到纯度较高的dmc产品和苯酚产品。
15.作为本发明的优选方案，在步骤s2中，在对dmc精馏塔塔顶的气体流股进行冷凝时，将气体流股通入甲醇精制塔底再沸器的管程。从dmc精馏塔的塔顶采出的流股经过甲醇精制塔底再沸器的管程后进行冷凝，且热量被甲醇精制塔塔底采出的部分流股吸收，使得热量得到有效利用。
16.作为本发明的优选方案，在步骤s2中，将经过甲醇精制塔底再沸器的流股通入dmc精馏塔顶第一冷凝器再次冷凝。经过甲醇精制塔底再沸器冷凝后的流股再经过dmc精馏塔顶第一冷凝器冷凝，保证流股全凝后送入甲醇精制塔的中部。
17.作为本发明的优选方案，在步骤s2中，将经过甲醇精制塔底再沸器和 dmc精馏塔顶第一冷凝器的部分流股送回至dmc精馏塔的顶部。经过甲醇精制塔底再沸器和dmc精馏塔顶第一冷凝器冷凝后的部分流股返回dmc精馏塔的塔顶，从而dmc精馏塔的塔顶采出流股中的dmc和苯酚能充分送回dmc 精馏塔。
18.作为本发明的优选方案，在步骤s4中，将部分甲醇精制塔塔底的流股通过甲醇精制塔底再沸器的壳程后通入甲醇精制塔的塔底，另一部分流股采出。部分从甲醇精制塔塔底采出的流股经甲醇精制塔底再沸器再沸后送回甲醇精制塔塔底，使得采出流股中除甲醇以外的成充分蒸发，从而提高采出的甲醇产品的纯度。利用dmc精馏塔塔顶气相冷凝潜热为甲醇精制塔底再沸器提供热源，实现汽化潜热的重复利用，进而节省了甲醇精制塔底再沸器所需的蒸汽。
19.作为本发明的优选方案，在步骤s4中，初次开车时，将部分甲醇精制塔塔底的流股通过开车再沸器后进入甲醇精制塔的塔底，另一部分流股采出。初次开车时，甲醇精制塔塔底的流股通过开车再沸器后送入甲醇精制塔的塔底，避免初始时期甲醇精制塔底再沸器的管程中还没有流股流入的情况。
20.作为本发明的优选方案，在步骤s3中，将甲醇精制塔塔顶的气体流股通入甲醇精制塔顶第二冷凝器，全凝后的部分流股送回至甲醇精制塔顶部，另一部分流股返回至dmc精馏塔的中上部。回流管路上的流股经甲醇精制塔顶第二冷凝器冷凝后，部分流股送回甲醇精制塔的塔顶，从而减少采出流股中的甲醇，使得甲醇能在甲醇精制塔中充分沉降。
21.作为本发明的优选方案，在步骤s5中，将部分dmc精馏塔塔底的流股通过dmc精馏塔底再沸器后通入dmc精馏塔的塔底，采出流股通入dmc精制塔中部。dmc精馏塔底再沸器能使部分dmc精馏塔底部采出流股充分再沸，再送回dmc精馏塔，从而该流股中的甲醇能充分蒸发，减少送至dmc精制塔中部的流股中甲醇的含量。
22.作为本发明的优选方案，在步骤s6中，将dmc精制塔塔顶的气体流股通入dmc精制塔顶冷凝器，全凝后流股的部分流股送回至dmc精制塔顶部，另一部分流股采出。dmc精制塔顶冷凝器能对dmc精制塔塔顶采出流股进行充分冷凝，且部分冷凝后的流股送回dmc精制塔塔顶，使得该流股中的苯酚能充分沉降，提高采出的dmc产品的纯度。
23.作为本发明的优选方案，在步骤s7中，将部分dmc精制塔塔底的流股通过dmc精制塔塔底再沸器后通入dmc精制塔的塔底，另一部分流股采出。 dmc精制塔底再沸器能使dmc精制塔塔底采出流股进行充分再沸，再送回 dmc精制塔塔底，使得dmc精制塔塔底采出流股中的苯酚充分蒸发，提高采出的dmc产品的纯度。
24.本发明的有益效果为：
25.本发明的dmc精馏塔能对含有甲醇的流股从顶部进行分离，经冷凝管路冷凝后的流股在甲醇精制塔中充分分离，从甲醇精制塔中分离出甲醇产品。甲醇精制塔塔顶的流股送至dmc精馏塔的塔顶，从而经过dmc精馏塔和甲醇精制塔分离后，从甲醇精制塔采出的甲醇的纯度较高，而dmc精馏塔塔顶流股中的dmc和苯酚能被充分返送回dmc精馏塔。从dmc精馏塔采出的含有dmc和苯酚的混合流股被送至dmc精制塔，dmc精制塔能将dmc和苯酚进行充分分离，从而分别得到纯度较高的dmc产品和苯酚产品。
附图说明
26.图1是本发明的方法流程图；
27.图2是本发明所使用的系统的结构示意图。
28.图中，1-dmc精馏塔；2-冷凝管路；3-混合流股管路；4-甲醇精制塔； 5-回流管路；6-甲醇产品管路；7-dmc精制塔；8-dmc产品管路；9-苯酚产品管路；11-原料管路；21-甲醇精制塔底再沸器；22-dmc精馏塔顶第一冷凝器；23-冷凝回流管路；31-混合流股回流管路；32-dmc精馏塔底再沸器； 51-甲醇精制塔顶第二冷凝器；52-甲醇返回管路；61-甲醇回流管路；62
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甲醇初始回流管路；63-开车再沸器；81-dmc精制塔顶冷凝器；82-dmc回流管路；91-苯酚回流管路；92-dmc精制塔底再沸器。
具体实施方式
29.下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。
30.如图1所示，本实施例的甲醇与碳酸二甲酯及苯酚分离的三塔差压热耦合精馏方法，包括以下步骤：
31.s1：将来自碳酸二苯酯反应塔的流股通入dmc精馏塔1的中下部；
32.s2：将dmc精馏塔1塔顶的气体流股进行冷凝后通入甲醇精制塔4中部；
33.s3：将甲醇精制塔4的顶部流股送回dmc精馏塔1的中上部；
34.s4：从甲醇精制塔4的底部采出甲醇产品；
35.s5：将dmc精馏塔1塔底流股通入dmc精制塔7；
36.s6：从dmc精制塔7的塔顶采出dmc产品；
37.s7：从dmc精制塔7的塔底采出苯酚产品。
38.本发明的dmc精馏塔1能对含有甲醇的流股从顶部进行分离，经冷凝管路2冷凝后的流股在甲醇精制塔4中充分分离，从甲醇精制塔4中分离出甲醇产品。甲醇精制塔4塔顶的流股送至dmc精馏塔1的塔顶，从而经过dmc精馏塔1和甲醇精制塔4分离后，从甲醇精制塔4采出的甲醇的纯度较高，而dmc精馏塔1塔顶流股中的dmc和苯酚能被充分返送回dmc精馏塔1。从dmc精馏塔1采出的含有dmc和苯酚的混合流股被送至dmc精制塔7，dmc精制塔7能将dmc和苯酚进行充分分离，从而分别得到纯度较高的dmc产品和苯酚产品。
39.具体地，在步骤s2中，在对dmc精馏塔1塔顶的气体流股进行冷凝时，将气体流股通入甲醇精制塔底再沸器21的管程。从dmc精馏塔1的塔顶采出的流股经过甲醇精制塔底再沸器21的管程后进行冷凝，且热量被甲醇精制塔4塔底采出的部分流股吸收，使得热量得到有效利用。
40.将经过甲醇精制塔底再沸器21的流股通入dmc精馏塔顶第一冷凝器22 再次冷凝。经过甲醇精制塔底再沸器21冷凝后的流股再经过dmc精馏塔顶第一冷凝器22冷凝，保证流股全凝后送入甲醇精制塔4的中部。
41.将经过甲醇精制塔底再沸器21和dmc精馏塔顶第一冷凝器22的部分流股送回至dmc精馏塔1的顶部。经过甲醇精制塔底再沸器21和dmc精馏塔顶第一冷凝器22冷凝后的部分流股返回dmc精馏塔1的塔顶，从而dmc 精馏塔1的塔顶采出流股中的dmc和苯酚能充分送
回dmc精馏塔1。
42.更进一步，在步骤s4中，将部分甲醇精制塔4塔底的流股通过甲醇精制塔底再沸器21的壳程后通入甲醇精制塔4的塔底，另一部分流股采出。部分从甲醇精制塔4塔底采出的流股经甲醇精制塔底再沸器21再沸后送回甲醇精制塔4塔底，使得采出流股中除甲醇以外的成充分蒸发，从而提高采出的甲醇产品的纯度。利用dmc精馏塔1塔顶气相冷凝潜热为甲醇精制塔底再沸器21提供热源，实现汽化潜热的重复利用，进而节省了甲醇精制塔底再沸器21所需的蒸汽。
43.初次开车时，将部分甲醇精制塔4塔底的流股通过开车再沸器63后进入甲醇精制塔4的塔底，另一部分流股采出。初次开车时，甲醇精制塔4 塔底的流股通过开车再沸器63后送入甲醇精制塔4的塔底，避免初始时期甲醇精制塔底再沸器21的管程中还没有流股流入的情况。
44.更进一步，在步骤s3中，将甲醇精制塔4塔顶的气体流股通入甲醇精制塔顶第二冷凝器51，全凝后的部分流股送回至甲醇精制塔4顶部，另一部分流股返回至dmc精馏塔1的中上部。回流管路5上的流股经甲醇精制塔顶第二冷凝器51冷凝后，部分流股送回甲醇精制塔4的塔顶，从而减少采出流股中的甲醇，使得甲醇能在甲醇精制塔4中充分沉降。
45.更进一步，在步骤s5中，将部分dmc精馏塔1塔底的流股通过dmc精馏塔底再沸器32后通入dmc精馏塔1的塔底，采出流股通入dmc精制塔7 中部。dmc精馏塔底再沸器32能使部分dmc精馏塔1底部采出流股充分再沸，再送回dmc精馏塔1，从而该流股中的甲醇能充分蒸发，减少送至dmc 精制塔7中部的流股中甲醇的含量。
46.更进一步，在步骤s6中，将dmc精制塔7塔顶的气体流股通入dmc精制塔顶冷凝器81，全凝后流股的部分流股送回至dmc精制塔7顶部，另一部分流股采出。dmc精制塔顶冷凝器81能对dmc精制塔7塔顶采出流股进行充分冷凝，且部分冷凝后的流股送回dmc精制塔7塔顶，使得该流股中的苯酚能充分沉降，提高采出的dmc产品的纯度。
47.更进一步，在步骤s7中，将部分dmc精制塔7塔底的流股通过dmc精制塔塔底再沸器92后通入dmc精制塔7的塔底，另一部分流股采出。dmc 精制塔7底再沸器能使dmc精制塔7塔底采出流股进行充分再沸，再送回 dmc精制塔7塔底，使得dmc精制塔7塔底采出流股中的苯酚充分蒸发，提高采出的dmc产品的纯度。
48.如图2所示，本发明所使用的系统：
49.包括dmc精馏塔1，dmc精馏塔1的中下部连接有用于通入来自碳酸二苯酯反应塔的流股的原料管路11，dmc精馏塔1的塔顶连接有冷凝管路2， dmc精馏塔1的塔底连接有混合流股管路3；还包括甲醇精制塔4，冷凝管路2的另一端连接至甲醇精制塔4的中部，甲醇精制塔4的顶部与dmc精馏塔1的中上部之间连接有回流管路5，甲醇精制塔4的底部连接有甲醇产品管路6；还包括dmc精制塔7，混合流股管路3的另一端连接于dmc精制塔7的中部，dmc精制塔7的塔顶连接有dmc产品管路8，dmc精制塔7的塔底连接有苯酚产品管路9。
50.本发明的dmc精馏塔1能对含有甲醇的流股从顶部进行分离，经冷凝管路2冷凝后的流股在甲醇精制塔4中充分分离，从甲醇精制塔4中分离出甲醇产品。甲醇精制塔4塔顶的流股送至dmc精馏塔1的塔顶，从而经过dmc精馏塔1和甲醇精制塔4分离后，从甲醇精制塔4采出的甲醇的纯度较高，而dmc精馏塔1塔顶流股中的dmc和苯酚能被充分返送回dmc 精馏塔1。从dmc精馏塔1采出的含有dmc和苯酚的混合流股被送至dmc精制塔7，dmc精制塔7能将
dmc和苯酚进行充分分离，从而分别得到纯度较高的dmc产品和苯酚产品。
51.所述冷凝管路2上连接有甲醇精制塔底再沸器21，冷凝管路2连接于甲醇精制塔底再沸器21的管程。从dmc精馏塔1的塔顶采出的流股经过甲醇精制塔底再沸器21的管程后进行冷凝。所述冷凝管路2上还连接有dmc 精馏塔顶第一冷凝器22。经过甲醇精制塔底再沸器21冷凝后的流股再经过 dmc精馏塔顶第一冷凝器22冷凝，保证流股全凝后送入甲醇精制塔4的中部。所述冷凝管路2靠近甲醇精制塔4的一端还连接有冷凝回流管路23，冷凝回流管路23的另一端连接于dmc精馏塔1的顶部。经过甲醇精制塔底再沸器21和dmc精馏塔顶第一冷凝器22冷凝后的部分流股返回dmc精馏塔1的塔顶，从而dmc精馏塔1的塔顶采出流股中的dmc和苯酚能充分送回dmc精馏塔1。
52.所述甲醇产品管路6上连接有甲醇回流管路61，甲醇回流管路61的另一端连接于甲醇精制塔4的塔底，甲醇回流管路61与甲醇精制塔底再沸器 21的壳程连接。部分从甲醇精制塔4塔底采出的流股经甲醇精制塔底再沸器21再沸后送回甲醇精制塔4塔底，使得采出流股中除甲醇以外的成充分蒸发，从而提高采出的甲醇产品的纯度。利用dmc精馏塔1塔顶气相冷凝潜热为甲醇精制塔底再沸器21提供热源，实现汽化潜热的重复利用，进而节省了甲醇精制塔底再沸器21所需的蒸汽。
53.所述甲醇产品管路6上还连接有甲醇初始回流管路62，甲醇初始回流管路62的另一端连接于甲醇精制塔4的塔底，甲醇初始回流管路62上连接有开车再沸器63。初次开车时，甲醇精制塔4塔底的流股通过开车再沸器63后送入甲醇精制塔4的塔底，避免初始时期甲醇精制塔底再沸器21 的管程中还没有流股流入的情况。
54.所述回流管路5上连接有甲醇精制塔顶第二冷凝器51，位于甲醇精制塔顶第二冷凝器51的出口侧的回流管路5上连接有甲醇返回管路52，甲醇返回管路52的另一端连接于甲醇精制塔4的顶部。回流管路5上的流股经甲醇精制塔顶第二冷凝器51冷凝后，部分流股送回甲醇精制塔4的塔顶，从而减少采出流股中的甲醇，使得甲醇能在甲醇精制塔4中充分沉降。
55.所述混合流股管路3上连接有混合流股回流管路31，混合流股回流管路31的另一端连接于dmc精馏塔1的底部，混合流股回流管路31连接有 dmc精馏塔底再沸器32。dmc精馏塔底再沸器32能使部分dmc精馏塔1底部采出流股充分再沸，再送回dmc精馏塔1，从而该流股中的甲醇能充分蒸发，减少送至dmc精制塔7中部的流股中甲醇的含量。
56.所述dmc产品管路8上连接有dmc精制塔顶冷凝器81，位于dmc精制塔顶冷凝器81的出口侧的dmc产品管路8上连接有dmc回流管路82，dmc 回流管路82的另一端连接于dmc精制塔7的塔顶。dmc精制塔顶冷凝器81 能对dmc精制塔7塔顶采出流股进行充分冷凝，且部分冷凝后的流股送回 dmc精制塔7塔顶，使得该流股中的苯酚能充分沉降，提高采出的dmc产品的纯度。
57.所述苯酚产品管路9上连接有苯酚回流管路91，苯酚回流管路91的另一端连接于dmc精制塔7的塔底，苯酚回流管路91上连接有dmc精制塔底再沸器92。dmc精制塔底再沸器92能使dmc精制塔7塔底采出流股进行充分再沸，再送回dmc精制塔7塔底，使得dmc精制塔7塔底采出流股中的苯酚充分蒸发，提高采出的dmc产品的纯度。
58.工作过程：
59.将来自dpc反应塔的流股通入dmc精馏塔1的中下部；dmc精馏塔1 塔顶的气体流股
(139.7℃)进到甲醇精制塔底再沸器21中，冷凝后流股进入dmc精馏塔1顶第二冷凝器，全凝后部分流股回流至dmc精馏塔1顶部，另一部分流股进入甲醇精制塔4b中部。dmc精馏塔1塔底的流股 (202.2℃)通过dmc精馏塔底再沸器32后进入dmc精馏塔1的塔底，采出流股进入dmc精制塔7中部。甲醇精制塔4塔顶的气体流股(67.7℃) 进入甲醇精制塔4顶冷凝器，全凝后部分流股回流至甲醇精制塔4顶部，另一部分流股返回至dmc精馏塔1中上部。甲醇精制塔4塔底的流股(70.6℃) 通过甲醇精制塔底再沸器21后进入甲醇精制塔4的塔底，采出流股为 99.96wt％甲醇产品。初次开车时，甲醇精制塔4塔底的流股通过开车再沸器63后进入甲醇精制塔4的塔底。dmc精制塔7塔顶的气体流股(69.5℃) 进入dmc精制塔顶冷凝器81，全凝后的部分流股回流至dmc精制塔7顶部，另一部分流股为99.99wt％dmc产品。dmc精制塔7塔底的流股(161℃)通过dmc精制塔底再沸器92后进入dmc精制塔7的塔底，采出流股为99.99wt％苯酚产品。
60.dmc精馏塔1塔顶热负荷与甲醇精制塔4塔底热负荷匹配，无需开启其它换热装置。
61.dmc精馏塔1的操作压力范围为0.8～1.2mpag，甲醇精制塔4的操作压力范围为0～0.3mpag，dmc精制塔7的操作压力范围为-0.1～0.1mpag。
62.甲醇、dmc与苯酚混合物的进料量为10000kg/h，其中甲醇的质量分数为3.0wt％，dmc的质量分数为74.0wt％。dmc精馏塔1的最佳操作压力为 0.98mpag，塔顶温度为139.7℃，塔底温度为202.2℃。dmc精制塔7的最佳操作压力为0.02mpag，塔顶温度为67.7℃，塔底温度为70.6℃。甲醇精制塔4的最佳操作压力为-0.051mpag，塔顶温度为69.5℃，塔底温度为161℃。
63.现有方法的dmc精馏塔1塔顶气相冷凝潜热全部由循环冷却水带走，造成了能量的大量浪费。利用dmc精馏塔1塔顶气相冷凝潜热为甲醇精制塔底再沸器21提供热源，实现汽化潜热的重复利用，进而节省了甲醇精制塔底再沸器21所需的蒸汽。
64.本发明不局限于上述可选实施方式，任何人在本发明的启示下都可得出其他各种形式的产品，但不论在其形状或结构上作任何变化，凡是落入本发明权利要求界定范围内的技术方案，均落在本发明的保护范围之内。