一種蟻醛低能耗制取系統技術方案

本發明專利技術涉及蟻醛生產技術，具體是一種蟻醛低能耗制取系統，包括甲醇汽化器、甲醇氧化器、導熱油冷卻器、第一水洗塔、第二水洗塔和尾氣處理裝置；將空氣風機、氣體混合器和循環風機依次串聯后連通至所述甲醇汽化器的上段殼程以輸送空氣，甲醇汽化器的下段殼程與甲醇氧化器循環連通；所述甲醇汽化器底部設有蟻醛氣出口且連通輸送至第一水洗塔的底部，所述第一水洗塔的底部設有蟻醛溶液出口，所述第一水洗塔內設有循環流通的蟻醛溶液以吸附蟻醛氣且在塔體中部設置循環蟻醛溶液的出口連通輸送至甲醇汽化器。本系統將尾氣處理熱量進行預熱、蒸汽生成和脫鹽水加熱三級利用，最大化熱量回收，進一步降低能耗。進一步降低能耗。進一步降低能耗。

【技術實現步驟摘要】
一種蟻醛低能耗制取系統


[0001]本專利技術涉及蟻醛生產技術，具體是一種蟻醛低能耗制取系統。

技術介紹

[0002]蟻醛是有機化學工業的重要原料之一，其生產工藝原理是甲醇和空氣在催化劑的作用下發生氧化反應。蟻醛生產主要有銀法和鐵鉬法兩種工藝。
[0003]銀法工藝是在甲醇過量的條件下生產蟻醛，該生產工藝轉化率低，催化劑壽命短，產品中甲醇含量高，操作條件苛刻。
[0004]鐵鉬法工藝轉化率高，產品中甲醇含量低，催化劑活性高，便于回收利用，操作條件溫和，正在逐漸取代傳統銀法。目前鐵鉬法制蟻醛也有明顯的問題：一是工藝熱量浪費嚴重，二是多適用于高濃度蟻醛溶液生產。

技術實現思路

[0005]為了解決上述問題，本專利技術提供了一種蟻醛低能耗制取系統，尾氣處理熱量進行預熱、蒸汽生成和脫鹽水加熱三級利用，最大化熱量回收，進一步降低能耗。本專利技術采用的技術方案如下：一種蟻醛低能耗制取系統，包括甲醇汽化器、甲醇氧化器、導熱油冷卻器、第一水洗塔、第二水洗塔和尾氣處理裝置；將空氣風機、氣體混合器和循環風機依次串聯后連通至所述甲醇汽化器的上段殼程以輸送空氣，甲醇汽化器的下段殼程與甲醇氧化器循環連通；所述甲醇汽化器底部設有蟻醛氣出口且連通輸送至第一水洗塔的底部，所述第一水洗塔的底部設有蟻醛溶液出口，所述第一水洗塔內設有循環流通的蟻醛溶液以吸附蟻醛氣且在塔體中部設置循環蟻醛溶液的出口連通輸送至甲醇汽化器；所述第二水洗塔頂部連通有作為吸收劑的工藝水管路，所述第一水洗塔的底部連通有作為吸收劑的另一個工藝水管路；所述第二水洗塔的頂部尾氣一個管路連通輸送至氣體混合器、另一管路連通輸送至尾氣處理裝置。
[0006]上述蟻醛低能耗制取系統，所述甲醇汽化器的上段為甲醇霧化混合段、下段為甲醇氣化及混合氣預熱段。
[0007]上述蟻醛低能耗制取系統，所述空氣風機之前的管路上安裝有空氣過濾器。
[0008]上述蟻醛低能耗制取系統，所述尾氣處理裝置包括尾氣處理器、蒸汽發生器和脫鹽水加熱器；所述尾氣處理器的上部連通脫鹽水加熱器、下部連通蒸汽發生器。
[0009]上述蟻醛低能耗制取系統，所述甲醇汽化器頂部熱量通過二級循環冷卻器輸送至第一水洗塔的頂部，聚集在第一水洗塔頂部的熱量輸送至第二水洗塔底部，所述第二水洗塔的塔體配置三級循環冷卻器，所述蟻醛溶液出口的管路上設有產品冷卻器。
[0010]上述蟻醛低能耗制取系統，所述甲醇汽化器的甲醇霧化混合段內為甲醇混合氣，
1/2O2 = HCHO + H2O，因此水分的減少在一定程度上有助于正向反應的進行，提高原料的轉化率和蟻醛品質。空氣過濾器17還可以確保空氣風機1穩定運行和使用壽命。
[0023]氣體混合器11選用內插式噴流混合，用于新鮮空氣和循環氣體混合，新鮮空氣氧含量為20.9%左右，循環氣氧含量位5%左右，兩者按照約1:1.65的比例進行混合，確保混合氣體10%
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11%的氧含量。通過該氣體混合氣11的運行，蟻醛制備反應后氣體二甲醚含量由常規管道混合的約0.45%w/w降至0.40%w/w以下，一氧化碳含量由常規管道混合的1.2%w/w左右降至1.1%w/w左右。
[0024]甲醇汽化器3的下段殼程連通甲醇氧化器4。甲醇氧化器4連接導熱油冷卻器5，并且其出口管道連通甲醇汽化器3的下段殼程，甲醇汽化器3的蟻醛氣出口與第一水洗塔6的蟻醛氣進口連通，第二水洗塔7頂部的尾氣出口分別連通氣體混合器11和尾氣處理器8。尾氣處理器8進一步連接蒸汽發生器9和脫鹽水加熱器10，第一水洗塔6連通有蟻醛溶液的循環泵和產品冷卻器14，并設置蟻醛產品采出口。
[0025]所述甲醇汽化器3的上段為甲醇霧化混合段、下段為甲醇氣化及混合氣預熱段。現有技術中甲醇進料分兩個設備：甲醇蒸發器和混合氣預熱器，在甲醇蒸發氣化后遇相對冷的混合氣在管道輸送中會有重新凝聚液滴的現象，后面加熱器中再次預熱氣化，易出現醇氧局部不均，影響反應。本實施例中甲醇汽化器3能夠實現霧化
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混合
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預熱氣化的工藝流程，如圖2所示，混合氣自上而進、甲醇上部側進，經分布器和噴嘴形成霧狀，與混合氣混合后進入甲醇汽化器3的上部列管換熱，混合氣由50
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60℃加熱至70
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80℃；上、下部列管換熱間距設置為800
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1000mm，當混合氣進入下部換熱段溫度由80℃左右提升至180℃左右。上段列管長1500mm，下段列管長4500mm。甲醇汽化器3縮短了甲醇霧化到氣化的行程，避免了低溫段霧化甲醇再次液化為液滴，反應后氣體中蟻醛含量可由8.5%
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9%mol穩定至9%mol以上。
[0026]利用上述系統制取蟻醛的工藝方法為：(1)甲醇氣化甲醇在甲醇汽化器3上的噴嘴霧化后進入到上段殼程，循環尾氣和新鮮空氣在氣體混合器11混合后也進入甲醇汽化器3的上段殼程，同時來自第一水洗塔6的蟻醛溶液進入甲醇汽化器3的上段殼程，與甲醇、循環尾氣、空氣進行換熱。甲醇混合氣中氧氣的含量為10％
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11％，甲醇氣的含量為4％
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10％。
[0027]換熱后的甲醇混合氣體進入甲醇汽化器3的下段殼程，同時來自甲醇氧化器4的高溫蟻醛氣進入甲醇汽化器3的下段殼程，高溫蟻醛氣與甲醇混合氣體換熱，甲醇混合氣體被加熱至160
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220℃。
[0028](2)蟻醛反應甲醇混合氣體進入甲醇氧化器4，在反應列管內在鐵鉬催化劑作用下進行不完全氧化反應生成蟻醛氣，起初反應溫度迅速上升保持在300℃～450℃，隨著反應的進行當大部分甲醇反應結束后，反應溫度又迅速下降，最終氣體離開反應列管時溫度接近導熱油沸點溫度。之后蟻醛氣先進入甲醇汽化器3與低溫的甲醇混合氣體換熱，蟻醛氣體溫度降至約120
?
140℃，這個溫度取決于甲醇混合氣體流量的大小，換熱后蟻醛氣再進入第一水洗塔6。
[0029]甲醇氧化器4的反應殼體充滿導熱油，反應熱通過列管換熱殼程的導熱油移走，并通過導熱油冷卻器5副產蒸汽帶走熱量確保導熱油循環工作。氣相導熱油在導熱油冷卻器5中冷凝,冷凝后的導熱油流回甲醇氧化器4。導熱油冷卻器5鍋爐水通過換熱可控壓力，副產
出0.5MPa、1.27MPa、2.0MPa或2.5MPa的飽和蒸汽，實現熱量進一步回收使用。
[0030](3) 蟻醛吸收和產出蟻醛氣進入第一水洗塔6，通過水浴逆向吸收混合氣中的蟻醛氣體，在塔底形成蟻醛溶液并通過濃度調節控制采出產品，可通過兩級濃度調節，產出30%
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55%的產品，實現多種不同濃度蟻醛的制備。通過調節水洗塔進水流量達到出產不同濃度蟻醛溶液的目的，進水途徑設置兩處，一處為第二水洗塔7頂部粗調進水（IW01），另一處為第一水洗塔6蟻醛溶液循環過程微調進水（IW02），具體調節方式為：反應開始前，通過IW01進水建立液位和循環，然后IW01關閉；反應開始后，IW01保持關閉，蟻醛溶液通過單塔自循環和雙本文檔來自技高網...

【技術保護點】

【技術特征摘要】
1.一種蟻醛低能耗制取系統，其特征在于：包括甲醇汽化器（3）、甲醇氧化器（4）、導熱油冷卻器（5）、第一水洗塔（6）、第二水洗塔（7）和尾氣處理裝置；將空氣風機（1）、氣體混合器（11）和循環風機（2）依次串聯后連通至所述甲醇汽化器（3）的上段殼程以輸送空氣，甲醇汽化器（3）的下段殼程與甲醇氧化器（4）循環連通；所述甲醇汽化器（3）底部設有蟻醛氣出口且連通輸送至第一水洗塔（6）的底部，所述第一水洗塔（6）的底部設有蟻醛溶液出口，所述第一水洗塔（6）內設有循環流通的蟻醛溶液以吸附蟻醛氣且在塔體中部設置循環蟻醛溶液的出口連通輸送至甲醇汽化器（3）；所述第二水洗塔（7）頂部連通有作為吸收劑的工藝水管路，所述第一水洗塔（6）的底部連通有作為吸收劑的另一個工藝水管路；所述第二水洗塔（7）的頂部尾氣一個管路連通輸送至氣體混合器（11）、另一管路連通輸送至尾氣處理裝置。2.根據權利要求1所述的蟻醛低能耗制取系統，其特征在于：所述甲醇汽化器（3）的上段為甲醇霧化混合段、下段為甲醇氣化及混合氣預熱段。3.根據權利要求1所述的蟻醛低能耗制取系統，其特征在于：所述空氣風機（1）之前的管路上安裝有空氣過濾器（17）。...

【專利技術屬性】
技術研發人員：劉立彬，任德勝，張星星，趙傳毓，李靜敏，張方濤，孫景雙，郝勝杰，張延蕊，張偉，郎紅偉，杜瑞雪，楊立凱，王明積，魏傳齊，
申請(專利權)人：聊城市魯西化工工程設計有限責任公司，
類型：發明
國別省市：