一种甲醇冷却回收工艺
阅读说明：本技术 一种甲醇冷却回收工艺 (Methanol cooling and recycling process ) 是由 林琳 王春礼 张苗松 于 2021-06-29 设计创作，主要内容包括：本发明公开了一种甲醇冷却回收工艺,包括以下步骤：将第一温度的气态甲醇与凉水塔产生的第二温度的水汽进行第一次热交换处理,使所述气态甲醇经过第一次热交换处理以后,获得第三温度的液态甲醇。通过第一温度的气态甲醇与凉水塔产生的第二温度的水汽进行第一次热交换处理,使气态甲醇转换成液态甲醇,引起气态甲醇与液态甲醇的相变,这个相变过程需要消耗很多的能源来实现,但是利用凉水塔排除的本来应该进入到空气中的水汽来作为热交换介质,从而极大了节约了能源,产生极大的经济利益。(The invention discloses a methanol cooling and recycling process, which comprises the following steps: and carrying out primary heat exchange treatment on the gaseous methanol at the first temperature and water vapor at the second temperature generated by the water cooling tower, so that the gaseous methanol is subjected to the primary heat exchange treatment to obtain liquid methanol at a third temperature. The gaseous methanol with the first temperature and the water vapor with the second temperature generated by the water cooling tower are subjected to primary heat exchange treatment, so that the gaseous methanol is converted into the liquid methanol to cause phase change of the gaseous methanol and the liquid methanol, the phase change process needs to consume a lot of energy to realize, but the water vapor which is discharged by the water cooling tower and should enter the air is used as a heat exchange medium, so that the energy is greatly saved, and great economic benefits are generated.)
技术领域
本发明涉及甲醇回收冷却技术领域，特别是涉及一种甲醇冷却回收工艺。
背景技术
目前，由甲醇脱水制取二甲醚的方法有液相法和气相法两种，其中，气相法是将甲醇蒸汽通过分子筛催化剂催化脱水得到二甲醚，它采用的是气固相催化反应加精馏流程。由甲醇气相脱水制取二甲醚是目前工业上最为成熟且应用最为广泛的二甲醚的生产方法。
在生产二甲醚的过程中，产生的废水的处理分成两种情况：一种是安装有甲醇回收塔的情况，通过回收塔的处理，使废水中含量超过0.5～10％、温度在120℃～140℃的含醇液体被提取、回收，进行再利用，但是，虽然加装了甲醇回收塔，其回收效率仍然很低，并且通过甲醇回收塔分离废水中的甲醇还需要消耗庞大的能源；另一种是没有安装甲醇回收塔的情况，经过气化塔处理后的废水直接排入到废水池处理，这个过程中没有监测经过气化塔处理后的废水是否甲醇的含量超过50ppm或甲醇含量大于0.5％，如果含量超标会增加后续污水池的工作量，并且造成甲醇的浪费，增加制取二甲醚时甲醇的用量。
发明内容
针对上述问题，本发明提供了一种降低甲醇回收成本、回收甲醇用于再次制取二甲醚的原料，降低制取二甲醚甲醇的使用量的甲醇冷却回收工艺，具有循环降温、冷却回收、冷却效率高以及回收成本低的优点。
本发明的技术方案是：一种甲醇冷却回收工艺，包括以下步骤：将第一温度的气态甲醇与凉水塔产生的第二温度的水汽进行第一次热交换处理，使所述气态甲醇经过第一次热交换处理以后，获得第三温度的液态甲醇。
上述技术方案的工作原理如下：
通过第一温度的气态甲醇与凉水塔产生的第二温度的水汽进行第一次热交换处理，使气态甲醇转换成液态甲醇，引起气态甲醇与液态甲醇的相变，这个相变过程需要消耗很多的能源来实现，但是利用凉水塔排除的本来应该进入到空气中的水汽来作为热交换介质，从而极大了节约了能源，产生极大的经济利益。既保证了甲醇冷却的需求，又充分利用、耦合凉水塔排除的废弃的水汽(包括风力)，还节约了如果单独使用使气态甲醇转换成液态甲醇时热交换需要准备的循环水和带动循环水循环移动的电能。
在进一步的技术方案中，所述第一温度为70℃～85℃，所述第二温度为35℃～55℃，所述第三温度为50℃～60℃。
在第一次热交换处理中，针对在温度为70℃～85℃的气态甲醇的处理，其效果最优。
在进一步的技术方案中，控制第三温度的所述液态甲醇与配合所述凉水塔使用的集水池中第四温度的第一循环水进行第二次热交换处理，使第三温度的所述液态甲醇经过第二次热交换处理以后，获得第五温度的液态甲醇和第六温度的第二循环水。
经过两次热交换处理，获得用于回收的液态甲醇，在第一次热交换处理以后，第二次通过循环水的处理方式，其热交换后循环水的温度变化小(循环水的温度升高2℃左右)，其换热平缓，其循环水消耗少。
在进一步的技术方案中，所述第四温度为20℃～22℃，所述第五温度为15℃～25℃，所述第六温度为22℃～24℃。
在第二次热交换处理中，针对温度在50℃～60℃的液态甲醇的处理，其效果最优。
在进一步的技术方案中，控制第五温度的所述液态甲醇流入回流罐中，通过回流泵抽取所述回流罐中的第五温度的所述液态甲醇，抽取的一部分第五温度的所述液态甲醇输送到甲醇回收塔与所述甲醇回收塔中上段的第七温度的气态甲醇形成对流换热，使第五温度的所述液态甲醇和第七温度的所述气态甲醇经过对流换热以后，获得第一温度的所述气态甲醇，抽取的另一部分第五温度的所述液态甲醇输送到甲醇回收槽储存。
通过回流泵抽取所述回流罐中的所述液态甲醇，抽取的一部分所述液态甲醇输送到甲醇回收塔与所述甲醇回收塔中上段的第七温度的气态甲醇形成对流换热的设计，使回收塔顶部的温度下降，使甲醇回收塔顶部的气态甲醇的温度为70℃～85℃，获得一个第一温度的所述气态甲醇，使第一次热交换处理的热交换更加充分，交换效果更好。
在进一步的技术方案中，所述第七温度为100℃～120℃。甲醇回收塔经过精馏过程，使位于甲醇回收塔中段位置的气态甲醇的温度为110℃左右(100℃～120℃)。
在进一步的技术方案中，通过翅片式换热器使第一温度的所述气态甲醇与凉水塔产生的第二温度的所述水汽进行第一次热交换处理。通过翅片式换热器的设计，使第一次热交换更加充分。
在进一步的技术方案中，通过换热器使第三温度的所述液态甲醇与第四温度的所述第一循环水进行第二次热交换处理。通过换热器的设计，使第二次热交换更加充分。
本发明的有益效果是：
1.本发明通过第一温度的气态甲醇与凉水塔产生的第二温度的水汽进行第一次热交换处理，使气态甲醇转换成液态甲醇，引起气态甲醇与液态甲醇的相变，这个相变过程需要消耗很多的能源来实现，但是利用凉水塔排除的本来应该进入到空气中的水汽来作为热交换介质，从而极大了节约了能源，产生极大的经济利益。既保证了甲醇冷却的需求，又充分利用、耦合凉水塔排除的废弃的水汽(包括风力)，还节约了如果单独使用使气态甲醇转换成液态甲醇时热交换需要准备的循环水和带动循环水循环移动的电能。
2.本发明中，在第一次热交换处理中，针对在温度为70℃～85℃的气态甲醇的处理，其效果最优。
3.本发明中，经过两次热交换处理，获得用于回收的液态甲醇，在第一次热交换处理以后，第二次通过循环水的处理方式，其热交换后循环水的温度变化小(循环水的温度升高2℃左右)，其换热平缓，其循环水消耗少。
4.本发明中，在第二次热交换处理中，针对温度在50℃～60℃的液态甲醇的处理，其效果最优。
5.本发明中，通过控制第五温度的所述液态甲醇流入回流罐中，通过回流泵抽取所述回流罐中的第五温度的所述液态甲醇，抽取的一部分第五温度的所述液态甲醇输送到甲醇回收塔与所述甲醇回收塔中上段的第七温度的气态甲醇形成对流换热，使第五温度的所述液态甲醇和第七温度的所述气态甲醇经过对流换热以后，获得第一温度的所述气态甲醇，抽取的另一部分第五温度的所述液态甲醇输送到甲醇回收槽储存的设计，使回收塔顶部的温度下降，获得一个第一温度的所述气态甲醇，使第一次热交换处理的热交换更加充分，交换效果更好。
6.本发明中，通过翅片式换热器的设计，使第一次热交换更加充分。通过换热器的设计，使第二次热交换更加充分。
附图说明
图1是本发明所述甲醇冷却回收工艺的流程图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的实施例作进一步说明。
如图1所示，一种甲醇冷却回收工艺，包括以下步骤：将第一温度的气态甲醇与凉水塔产生的第二温度的水汽进行第一次热交换处理，使所述气态甲醇经过第一次热交换处理以后，获得第三温度的液态甲醇。
上述技术方案的工作原理如下：
通过第一温度的气态甲醇与凉水塔产生的第二温度的水汽进行第一次热交换处理，使气态甲醇转换成液态甲醇，引起气态甲醇与液态甲醇的相变，这个相变过程需要消耗很多的能源来实现，但是利用凉水塔排除的本来应该进入到空气中的水汽来作为热交换介质，从而极大了节约了能源，产生极大的经济利益。既保证了甲醇冷却的需求，又充分利用、耦合凉水塔排除的废弃的水汽(包括风力)，还节约了如果单独使用使气态甲醇转换成液态甲醇时热交换需要准备的循环水和带动循环水循环移动的电能。
在另外一个实施例中，所述第一温度为70℃～85℃，所述第二温度为35℃～55℃，所述第三温度为50℃～60℃。在第一次热交换处理中，针对在温度为70℃～85℃的气态甲醇的处理，其效果最优。例如，所述第一温度为70℃，所述第二温度为35℃，所述第三温度为50℃，或所述第一温度为75℃，所述第二温度为45℃，所述第三温度为55℃，或所述第一温度为85℃，所述第二温度为55℃，所述第三温度为60℃，亦或者所述第一温度为70℃，所述第二温度为55℃，所述第三温度为60℃。
在另外一个实施例中，如图1所示，控制第三温度的所述液态甲醇与配合所述凉水塔使用的集水池中第四温度的第一循环水进行第二次热交换处理，使第三温度的所述液态甲醇经过第二次热交换处理以后，获得第五温度的液态甲醇和第六温度的第二循环水。经过两次热交换处理，获得用于回收的液态甲醇，在第一次热交换处理以后，第二次通过循环水的处理方式，其热交换后循环水的温度变化小(循环水的温度升高2℃左右)，其换热平缓，其循环水消耗少。
在另外一个实施例中，所述第四温度为20℃～22℃，所述第五温度为15℃～25℃，所述第六温度为22℃～24℃。在第二次热交换处理中，针对温度在50℃～60℃的液态甲醇的处理，其效果最优。例如，所述第四温度为20℃，所述第五温度为15℃，所述第六温度为22℃，或所述第四温度为22℃，所述第五温度为25℃，所述第六温度为24℃，或所述第四温度为20℃，所述第五温度为25℃，所述第六温度为24℃。
在另外一个实施例中，如图1所示，控制第五温度的所述液态甲醇流入回流罐中，通过回流泵抽取所述回流罐中的第五温度的所述液态甲醇，抽取的一部分第五温度的所述液态甲醇输送到甲醇回收塔与所述甲醇回收塔中上段的第七温度的气态甲醇形成对流换热，使第五温度的所述液态甲醇和第七温度的所述气态甲醇经过对流换热以后，获得第一温度的所述气态甲醇，抽取的另一部分第五温度的所述液态甲醇输送到甲醇回收槽储存(抽取用于与所述甲醇回收塔中上段的第七温度的气态甲醇形成对流换热的第五温度的所述液态甲醇和抽取用于输送到甲醇回收槽储存的第五温度的所述液态甲醇的抽取比例，根据实际情况确定)。通过回流泵抽取所述回流罐中的所述液态甲醇，抽取的一部分所述液态甲醇输送到甲醇回收塔与所述甲醇回收塔中上段的第七温度的气态甲醇形成对流换热的设计，使回收塔顶部的温度下降，使甲醇回收塔顶部的气态甲醇的温度为70℃～85℃，即获得一个第一温度的所述气态甲醇，使第一次热交换处理的热交换更加充分，交换效果更好。
在另外一个实施例中，所述第七温度为100℃～120℃(例如，100℃、110℃或120℃)。
在另外一个实施例中，通过翅片式换热器使第一温度的所述气态甲醇与凉水塔产生的第二温度的所述水汽进行第一次热交换处理。通过翅片式换热器的设计，使第一次热交换更加充分。
在另外一个实施例中，通过换热器使第三温度的所述液态甲醇与第四温度的所述第一循环水进行第二次热交换处理。通过换热器的设计，使第二次热交换更加充分。
另外，优选的，甲醇回收塔的高度高于翅片式换热器的高度，翅片式换热器的高度高于冷水塔的高度，所述冷水塔的高度高于集水池的高度，集水池的高度高于换热器的高度，换热器的高度高于回流罐的高度，回流罐的高度高于回流泵的高度；甲醇回收塔、冷水塔、集水池(设置在冷水塔的底部)、翅片式换热器、换热器、回流罐、回流泵以及甲醇回收槽均为现有成熟技术，或能被现有成熟技术替代。所述翅片式换热器的形成所述液态甲醇的输入端通过所述通道连接到所述甲醇回收塔的顶部输送通道，所述翅片式换热器的形成所述液态甲醇的输出端与所述换热器的第一输入端连接，所述翅片式换热器位于所述冷水塔顶部(可以通过三角支架焊接固定在冷水塔上方)，所述翅片式换热器的翅片与冷水塔顶部排除的水汽接触(这里也可以先收集冷水塔顶部排除的水汽，然后在注入到所述翅片式换热器形成翅片换热的输入端，再由所述翅片式换热器形成翅片换热的输出端排出)，并气态甲醇的热量通过翅片传递到所述水汽中带走。所述换热器的第二输入端与所述集水池的循环水连通，所述换热器的第一输出端与所述回流罐的输入端连接，所述换热器的第二输出端通过抽水泵和管道输送到冷水塔内的喷头上，直至喷洒到填料层。
以上所述实施例仅表达了本发明的具体实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。
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