低碳混合醇合成与分离的联合生产系统的制作方法_3

文档序号:8708726阅读:来源:国知局
四连通口输出,并进行系统中后续的加工工序。在低碳醇合成系统刚开始运行的初始阶段,由于系统内的设备均处于冷机状态,在原料气经过第一次预热后,气气换热装置14并没有热的气相合成混合物,因而,原料气无法在气气换热装置14进行第二次加热。这时,工作人员开启与气气换热装置14并列设置的电加热器(此处的电加热器选择一般的电加热设备即可,前提是必须要满足将原料气加热至反应温度,即260°C左右)对原料气进行第二次加热。直到系统内的各个设备都正常运行之后,工作人员将电加热器关闭,然后开启气气换热装置14对原料气进行加热。这样,系统中对原料气分别进行两次加热,并充分利用低碳醇合成器21内原料气反应放出的大量热量对原料气进行加热,不仅提高了原料气加热单元的加热效率,而且合理地利用了系统本身产生的热量,节约了能源。
[0059]如图1所示,为了保证利用煤基产生的原料气进行合成的低碳醇产品达到清洁的标准,不污染环境,因而系统需要对原料气进行脱硫处理。因此,原料气处理模块还包括脱硫槽13,脱硫槽13的进气口与原料气压缩机组11的出气口连通,脱硫槽13的出气口与原料气加热器12的进气口连通。也就是说,在原料气压缩机组11对原料气进行压缩完成后,随即把原料气输送至脱硫槽13内进行精脱硫加工,使原料气含有的硫被充分去除,再在原料气加热单元中对原料气进行加热。
[0060]再次如图1所示,原料气在低碳醇合成器21进行合成低碳醇反应的过程中,由于合成反应会放出大量的热,因而低碳醇合成器21内的温度在不断地变化,继而使低碳醇合成器21内的压力也在不断地变化,这就需要对低碳醇合成器21的温度与压力进行有效的控制。因此,低碳醇合成模块还包括蒸汽调节装置22,蒸汽调节装置22根据低碳醇合成器21内的温度与压力自动调节蒸汽放空量,从而调节低碳醇合成器21内的温度和压力。原料气在低碳醇合成器21内的反应温度需控制在260°C左右,因而在低碳醇合成器21内采用水冷的方式进行温度调节,利用合成反应放出的热量使水转化为蒸汽。水由蒸汽调节装置22输入低碳醇合成器21内,在低碳醇合成器21内转化为蒸汽后,蒸汽又储存在蒸汽调节装置22中。如果低碳醇合成器21内的温度较高或者升温速度较快,这时蒸汽调节装置22上的蒸汽调节装置(蒸汽调节装置可以是自动放空阀)根据低碳醇合成器21内的温度或压力,自动增大蒸汽出口以增加蒸汽的调节量(对于蒸汽的排放处理,也可以通过管线将蒸汽引流至工厂生产的其它有需要的地方,以充分利用系统产生的蒸汽能源),从而降低低碳醇合成器21内的温度或降低低碳醇合成器21内的升温速度,同时降低低碳醇合成器21和蒸汽调节装置22的压力。如果低碳醇合成器21内的温度较低或者升温速度较慢,这时蒸汽调节装置的蒸汽出口自动关小,以减少蒸汽的调节量,从而慢慢升高蒸汽调节装置22压力,使低碳醇合成器21内的温度升高或者降温速度变小。这时,如果低碳醇合成器21内的温度仍然偏低或者温度降低速度过大,可以通过开启与气气换热装置14并列设置的电加热器来升高低碳醇合成器21的进气口处原料气的温度,从而保证低碳醇合成器21内的反应温度与压力,优选地,反应温度Ts的预定反应温度范围为220°C< TsS 300°C,并且,反应压力P反的预定反应温度范围为5.5Mpa彡P反彡7.5Mpa。
[0061]具体地,低碳醇分离部还包括一级分离器23,一级分离器23包括分离器进气口、分离器第一出口和分离器第二出口,分离器进气口与低碳醇合成器21的出气口连通,分离器第一出口连通至低碳醇分离器311的入口,分离器第二出口连通至低碳醇合成系统的蜡产品装置上。在低碳醇合成器21中,合成的合成混合物在经过气气换热装置14换热降温之后(合成混合物的温度换热冷却至130°C左右),被输送至一级分离器23中进行第一次产品分离。在一级分离器23的分离过程中,被分离出来气相混合物为包含低碳醇产品的一次分离合成混合物,液相为蜡水混合物。一次分离合成混合物从一级分离器23上部的分离器第一出口输送到系统的后续的低碳醇分离部继续被分离,以得到低碳醇产品;液相的蜡水混合物从一级分离器23下部的分离器第二出口输送到系统中内,在蜡产品装置中进行蜡产品的进一步加工(蜡产品装置为蜡闪蒸槽,蜡水混合物在蜡闪蒸槽内进行闪蒸分离蜡产品)。
[0062]优选地,在一次分离合成混合物进入低碳醇分离器311进行低碳醇分离之前,一次分离合成混合物需要被冷却降温,因此,低碳醇分离部还包括冷却装置312,冷却装置312包括冷却入口和冷却出口,冷却入口与一级分离器23的分离器第一出口连通,冷却出口与低碳醇分离器311的入口连通。具体地,冷却装置312包括依次连通的第一冷却器3121和第二冷却器3122,第一冷却器3121上设置有用于输入冷却循环水的循环水进水管道(如图1中所示的H),第一冷却器3121上还设置有用于回流冷却循环水的循环水回水管道(如图1中所示的H'),第二冷却器3122的冷却剂输入口与用于输送冷却剂的进冷却剂管道连通,第二冷却器3122的冷却剂出口与用于回流冷却剂的出冷却剂管道连通。一次分离合成混合物进入第一冷却器3121内,利用冷却循环水对一次分离合成混合物进行冷却降温。冷却循环水从循环水进水管道进入第一冷却器3121,然后与一次分离合成混合物换热,使一次分离合成混合物降温。换热后的冷却循环水从循环水回水管道流出第一冷却器3121并回流。在第一冷却器3121中,冷却循环水自下而上地流经第一冷却器3121,然后与一次分离合成混合物进行换热,这样使第一冷却器3121的换热效果更好。一次分离合成混合物在经过第一冷却器3121冷却降温之后,再将一次分离合成混合物输入第二冷却器3122内,继续进行冷却降温,并使一次分离合成混合物的温度降至25°C左右,然后将一次分离合成混合物输送到低碳醇分离器311进行低碳醇产品分离。在第二冷却器3122的冷却过程中,系统利用进冷却剂管道输入的冷却剂对一次分离合成混合物进行冷却降温。一次分离合成混合物输入第二冷却器3122内,然后通过进冷却剂管道将冷却剂自下而上地输入第二冷却器3122内对一次分离合成混合物进行冷却,并通过出冷却剂管道回流冷却剂,然后对冷却剂进行循环利用。一次分离合成混合物经过第一冷却器3121和第二冷却器3122冷却后,其温度达到在25°C左右,然后输入低碳醇分离器311中进行低碳醇分离。
[0063]再次参见如图1所示,为了将合成混合物所包含的各类合成产品充分分离出来,因而产品处理模块还包括轻油产品分离部,轻油产品分离部连通至低碳醇分离部上。进一步地,低碳醇分离器311还包括低碳醇分离器第一出口和低碳醇分离器第二出口,低碳醇分离器311的入口连通至一级分离器23的分离器第一出口,低碳醇分离器第一出口与轻油产品分离部的入口连通,低碳醇分离器第二出口用于输出低碳醇产品。一次分离合成混合物分离出低碳醇产品之后,低碳醇产品由低碳醇分离器第二出口流出,而且,分离出低碳醇产品后的剩余混合物以气相形式从低碳醇分离器第一出口输送至轻油产品分离部。
[0064]气相剩余混合物流出低碳醇分离器311之后,还需要进行冷却降温后才能进行轻油副产品的分离。优选地,轻油产品分离部还包括第三冷却器322,第三冷却器322的产品入口与低碳醇分离器第一出口连通,第三冷却器322的产品出口与轻油分离器入口连通,第三冷却器322的冷却剂输入口与用于输送冷却剂的进冷却剂管道连通,第三冷却器322的冷却剂出口与用于回流冷却剂的出冷却剂管道连通。第三冷却器322对剩余混合物的冷却降温方式与第二冷却器3122对一次分离合成混合物的冷却降温方式相同,但是,剩余混合物在经第三冷却器322冷却降温后,剩余混合物的温度降低至_5°C左右,然后进入轻油分离器321进行轻油副产品的分离。
[0065]冷却降温后的剩余混合物被输送至轻油产品分离部中,进行轻油副产品的分离工作。其中,轻油产品分离部包括轻油分离器321,轻油分离器321包括轻油分离器入口、轻油分离器第一出口和轻油分离器第二出口,轻油分离器入口与第三冷却器322的产品出口连通,轻油分离器第一出口用于输出剩余原料气,轻油分离器第二出口用于输出轻油副产品。剩余混合物在分离出轻油副产品后,剩余原料气从轻油分离器321上部的轻油分离器第一出口输出并加以循环利用。一部分剩余原料气被作为燃料气输送到需要工厂中燃烧加热的地方或者直接在火炬口 E燃烧掉,另一部分剩余原料气作为原料气输入循环气压缩机组40进行压缩增压,然后输入原料气处理模块中作为原料气循环利用。因此,低碳醇合成系统还包括循环气压缩机组40,循环气压缩机组40的进气口与轻油分离器第一出口连通,循环气压缩机组40的出气口与原料气加热单元的原料气管道连通。
[0066]此外,为了更好、更有效地控制低碳醇合成器21内的压力,在原料气以预定的
6.5MPa压力进入气气换热装置14,因而在低碳醇合成器21的进气口处设置有用于保护低碳醇合成器21的自动压力安全阀211,优选地,该自动压力安全阀211设置在气气换热装置14的进气口处,这样可以同时控制由原料气加热器12和循环气压缩机组40输入的原料气引起的气体压力的变化。这样,当系统压力高于6.5MPa的时候,自动压力安全阀211自动打开以降低压力;当系统压力降回6.5MPa以下的时候,自动压力安全阀211自动关闭,从而保证了系统压力不至于过高。
[0067]具体地,在原料气进气口与脱硫槽13的入口之间直接连接有备临时管线,且临时管线上设置有自动控制阀。在原料气压缩机组11输出的原料气的量过大的时候,可以将自动控制阀打开,并控制自动阀的开度,这样以控制进入脱硫槽13的原料气的量。
[0068]优选地,在蜡副产品的输出管路上、低碳醇产品的输出管路上以及轻油副产品的输出管路上均设置有流量自动控制阀门,以控制相应的产品输出量,从而保证以预定的生产速率进行生产。
[0069]如图1至图3所示,A为原料气输入口山为将锅炉水输入蒸汽调节装置22的锅炉给水管路的进水口,D'为将换热后形成的水蒸汽输出蒸汽调节装置22的副产蒸汽管道的出口,蒸汽调节装置22内发生的副产蒸汽从IV 口输出,然后被循环利用出为火炬口 ;6为进冷却剂管道入口,G’为出冷却剂管道的出口,S为低碳混合醇出口,为与低碳混合醇出口 S连接的低碳混合醇分离子系统的甲醇精馏塔的低碳混合醇入口。
[0070]本实用新型的上述低碳混合醇分离子系统中,只要将精馏系统和萃取系统同时使用,就能够提高单醇产品的纯度,提高低碳混合醇的分离效果。在本实用新型的第二实施例中,如图2所示,上述乙醇塔底出料口与正丙醇塔进料口之间的流路上还设置有膜分离装置430,膜分离装置430具有膜分离进料口、膜分离油相出料口和膜分离水相出料口 ;其中,膜分离进料口与乙醇塔底出料口相连;膜分离油相出料口与正丙醇塔进料口相连。
[0071]“膜分离装置”通常由容器和位于容器内部的油
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