一种氯甲烷生产余热回收装置论文和设计-赵炳泉

全文摘要

本实用新型涉及一种余热回收装置，具体涉及一种氯甲烷生产余热回收装置。所述装置包括1#反应釜、2#反应釜、3#反应釜、双效换热器、甲醇预热器、甲醇汽化器、甲醇输送泵、1#回流罐、2#回流罐、3#回流罐、液相甲醇温度计、氯甲烷气相出口温度计、气相甲醇出口温度计、液相甲醇液位计、含醇酸液位计、气相甲醇出口压力计，液相甲醇流量计和阀门。本装置实现了反应气余热的充分利用，实现原料气化不再使用蒸汽，同时节省循环水冷媒的使用，实现了节约能源的目的。并且本装置能够有效实现装置能源的再利用，减少了现场设备设施的投资，节约了生产成本。

设计方案

1.一种氯甲烷生产余热回收装置，其特征在于：包括1#反应釜、2#反应釜、3#反应釜、双效换热器、甲醇预热器、甲醇汽化器、甲醇输送泵、1#回流罐、2#回流罐、3#回流罐、液相甲醇温度计、氯甲烷气相出口温度计、气相甲醇出口温度计、液相甲醇液位计、含醇酸液位计、气相甲醇出口压力计，液相甲醇流量计和阀门；

1#反应釜依次与2#反应釜、3#反应釜连通，1#反应釜通过管道与双效换热器连接，双效换热器分别与甲醇余热器、甲醇汽化器连接，甲醇余热器与甲醇汽化器连接；甲醇输送泵与甲醇预热器连接；1#回流罐与2#回流罐、3#回流罐依次连接，双效换热器通过管道与1#回流罐、2#回流罐和3#回流罐连通。

2.根据权利要求1所述氯甲烷生产余热回收装置，其特征在于，双效换热器为两段式换热器，包括上半段换热器和下半段换热器，上下两段换热器之间通过膨胀节连接。

3.根据权利要求2所述氯甲烷生产余热回收装置，其特征在于，上下两段换热器之间设有液相甲醇温度计和液相甲醇液位计；上半段换热器顶端设有气相氯甲烷混合物进口，上半段换热器右侧设有气相甲醇出口，并通过管道与第二阀门连接，气相甲醇出口管道设有气相甲醇出口压力计和气相甲醇出口温度计；下半段换热器右侧设有液相甲醇进口，液相甲醇进口管道上设有第三阀门、第四阀门和液相甲醇流量计；下半段换热器左侧设有气相氯甲烷出口，与之连接的气相氯甲烷出口管道设有氯甲烷气相出口温度计和第五阀门；下半段换热器底端设有冷凝含醇酸出口，与之相连的出口管道设有第六阀门。

4.根据权利要求1-3任一所述氯甲烷生产余热回收装置，其特征在于，1#反应釜出口管道设有第七阀门、第八阀门，2#反应釜出口管道设有第九阀门、第十阀门；1#反应釜和2#反应釜出口管道之间设有第十一阀门。

5.根据权利要求1-3任一所述氯甲烷生产余热回收装置，其特征在于，1#反应釜与双效换热器顶端设有气相氯甲烷混合物进口连接，并设有第一阀门。

设计说明书

技术领域

本实用新型涉及一种余热回收装置，具体涉及一种氯甲烷生产余热回收装置。

背景技术

有机硅氯甲烷合成工艺是采用气液反应，甲醇经过气化与氯化氢按照一定比例混合后，在触媒氯化锌作用下，控制140-150℃，发生反应生成一氯甲烷。此工艺需要使用蒸汽将液相甲醇进行气化，消耗蒸汽；反应氯甲烷混合气温度在140-145℃左右，需要使用冷媒冷却器进冷凝。汽化甲醇需要155℃的低压蒸汽2.5T\/小时，冷凝氯甲烷需要循环水300m^{3<\/sup>\/小时。}

中国实用新型CN202546701U公开了一种氯甲烷生产余热回收装置，高温甲烷氯化物从筒体1的甲烷氯化物进口13进入筒体1，将热量传给高效传热元件2，甲烷氯化物在筒体1内与高效传热元件2进行热交换经冷却后从甲烷氯化物出口14去后续工段；给水从给水进口管线8进入汽包6、从进水管线9进入进水连接管箱9、再经夹套与进水连接管箱之间管线12进入高效传热元件2的延伸段夹套5，进水在夹套5内与高效传热元件进行热交换产生蒸汽，蒸汽通过夹套5与蒸汽连接管箱4之间管线11进入蒸汽连接管箱4，蒸汽通过蒸汽连接管线10从蒸汽连接管箱4进入汽包6并由汽包6的蒸汽出口7去蒸汽使用设备。该装置高效传热元件至蒸汽使用设备传程较远，会造成热量的损失。并且该装置还需用冷水做冷媒。

因此，提供一种简单、耗能较少的氯甲烷余热回收装置，是目前氯甲烷生产企业所亟需的。

实用新型内容

本实用新型的目的在于克服现有余热回收装置存在的缺陷，提出一种氯甲烷生产余热回收装置。实现反应气余热利用，实现原料气化不再使用蒸汽，同时节省循环水冷媒的使用，本装置实现了节约能源的目的。

为了解决以上技术问题，本实用新型采用以下技术方案：

本实用新型提供一种氯甲烷生产余热回收装置，包括1#反应釜、2#反应釜、3#反应釜、双效换热器、甲醇预热器、甲醇汽化器、甲醇输送泵、1#回流罐、2#回流罐、3#回流罐、液相甲醇温度计、氯甲烷气相出口温度计、气相甲醇出口温度计、液相甲醇液位计、含醇酸液位计、气相甲醇出口压力计，液相甲醇流量计和阀门；

本实用新型装置改变原始使用蒸汽汽化甲醇的方法，增加一台双效换热器让氯甲烷反应釜出口145℃的氯甲烷与液态甲醇进行换热，达到甲醇加热至90℃汽化的同时降低氯甲烷温度至89℃以下，甲醇气化不再使用蒸汽；同时通过流程改造实现节省一台甲醇汽化器、三台氯甲烷反应釜一冷。

优选的，双效换热器为两段式换热器，包括上半段换热器和下半段换热器，上下两段换热器之间通过膨胀节连接。

两段式换热器之间的连接部位极易受腐蚀，而出现泄漏的现象。为了避免泄漏，本装置在上下换热器之间设有膨胀节。膨胀节不仅可以缓解膨胀差对仪器造成的温差应力，避免仪器受力变形，并且可有效防止氯甲烷泄漏。

优选的，上下两段换热器之间设有液相甲醇温度计和液相甲醇液位计；上半段换热器顶端设有气相氯甲烷混合物进口，上半段换热器右侧设有气相甲醇出口，并通过管道与第二阀门连接，气相甲醇出口管道设有气相甲醇出口压力计和气相甲醇出口温度计；下半段换热器右侧设有液相甲醇进口，液相甲醇进口管道上设有第三阀门、第四阀门和液相甲醇流量计；下半段换热器左侧设有气相氯甲烷出口，与之连接的气相氯甲烷出口管道设有氯甲烷气相出口温度计和第五阀门；下半段换热器底端设有冷凝含醇酸出口，与之相连的出口管道设有第六阀门。

优选的，1#反应釜出口管道设有第七阀门、第八阀门，2#反应釜出口管道设有第九阀门、第十阀门；1#反应釜和2#反应釜出口管道之间设有第十一阀门。

优选的，1#反应釜与双效换热器顶端设有气相氯甲烷混合物进口连接，并设有第一阀门。

本装置通过控制各阀门，并对各仪表的检测，使氯甲烷与甲醇完成热交换，保证甲醇受热至90℃进行汽化，并且同时降低氯甲烷温度至89℃以下。

本实用新型取得的有益效果：

本装置实现了反应气余热的充分利用，实现原料气化不再使用蒸汽，同时节省循环水冷媒的使用，实现了节约能源的目的。并且本装置能够有效实现装置能源的再利用，减少了现场设备设施的投资，节约了生产成本。

附图说明

图1为本实用新型氯甲烷生产余热回收装置的结构示意图；

图2为双效换热器结构示意图

其中，1.1#反应釜，2.2#反应釜，3.3#反应釜，4.双效换热器，5.甲醇预热器，6.甲醇汽化器，7.1#回流罐，8.2#回流罐，9.3#回流罐，10.第七阀门，11.第八阀门，12.十一阀门，13.第九阀门，14.第十阀门，15.第十二阀门，16.第十三阀门，17.第十四阀门，18.第一阀门，19.第二阀门，20.第十五阀门，21.第三阀门，22.第四阀门，23.第十六阀门，24.第十七阀门，25.第十八阀门，26.第六阀门，27.第十九阀门，28.第二十阀门，29.第二十一阀门，30.第二十二阀门，31.第二十三阀门，32.第二十四阀门，33.第二十五阀门，34.第二十六阀门，35.第二十七阀门，36.第五阀门，37.第二十八阀门，38.膨胀节，39.甲醇输送泵，40.氯甲烷出口温度计，41.液相甲烷液位计，42.液相甲烷温度计，43.气相甲烷出口压力计，44.气相甲烷出口温度计，45.含醇酸液位计，46.液相甲醇流量计，47.上半段换热器，48.下半段换热器，49.气相氯甲烷混合物进口，50.气相甲醇出口，51.液相甲醇进口，52.气相氯甲烷出口，53.冷凝含醇酸出口。

具体实施方式

下面对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型的保护范围。

实施例1

由图1所示，本实用新型装置包括1#反应釜1、2#反应釜2、3#反应釜3、双效换热器4、甲醇预热器5、甲醇汽化器6、甲醇输送泵39、1#回流罐7、2#回流罐8、3#回流罐9、液相甲醇温度计42、氯甲烷气相出口温度计40、气相甲醇出口温度计44、液相甲醇液位计41、含醇酸液位计45、气相甲醇出口压力计43，液相甲醇流量计46和阀门；

1#反应釜1依次与2#反应釜2、3#反应釜3连通，1#反应釜1通过管道与双效换热器4连接，双效换热器4分别与甲醇余热器5、甲醇汽化器6连接，甲醇余热器5与甲醇汽化器6连接；甲醇输送泵39与甲醇预热器5连接；1#回流罐7与2#回流罐8、3#回流罐9依次连接，双效换热器4通过管道与1#回流罐7、2#回流罐9和3#回流罐9连通。

双效换热器为两段式换热器，包括上半段换热器47和下半段换热器48，上下两段换热器之间通过膨胀节38连接。

上下两段换热器之间设有液相甲醇温度计42和液相甲醇液位计41；上半段换热器47顶端设有气相氯甲烷混合物进口49，上半段换热器右侧设有气相甲醇出口50，并通过管道与第二阀门19连接，气相甲醇出口管道设有气相甲醇出口压力计43和气相甲醇出口温度计44；下半段换热器48右侧设有液相甲醇进口51，液相甲醇进口管道上设有第三阀门21、第四阀门22和液相甲醇流量计46；下半段换热器48左侧设有气相氯甲烷出口52，与之连接的气相氯甲烷出口管道设有氯甲烷气相出口温度计40和第五阀门36；下半段换热器48底端设有冷凝含醇酸出口53，与之相连的出口管道设有第六阀门26。

1#反应釜1出口管道设有第七阀门10、第八阀门11，2#反应釜2出口管道设有第九阀门13、第十阀门14；1#反应釜1和2#反应釜2出口管道之间设有第十一阀门12。

1#反应釜1与双效换热器4顶端设有气相氯甲烷混合物进口54连接，并设有第一阀门18。

本装置具体运行步骤：

1)、双效换热器4管路安装完毕，管程、壳程水压试验均为0.26MPa，试验无泄漏后系统进行氮气置换，管程、壳程分别取样分析系统氧含量≤0.5％为合格。

2)、在氯甲烷合成系统生产稳定的前提下，投运双效换热器4。微开双效换热器气相甲醇出口阀门19，现场有过气声后注意双效换热器4液相甲醇温度计42变化，若温度上涨或能够听见过气声则不再开大阀门19，若温度稳定不再上涨且听不见过气声则微开五分之一圈阀门19，直至阀门19全开。

3)、气相甲醇阀门19全开后打开甲醇输送泵39出口至双效换热器4的自调阀22，根据双效换热器4内的甲醇液位计41，将液位补将充至60～80％，微开氯甲烷气相出口阀门36，待于系统压力平衡后将阀门全部打开。打开冷凝含醇酸出口调节阀26控制气液分离器液位20～40％。

4)、微开反应釜出口气体进双效换热器进口阀18，对设备进一步预热，注意观察双效换热器气相甲烷出口压力计43与气相甲烷出口温度计44的示数变化，若温度、压力停止上涨则再微开大氯甲烷气体进口阀门18。为了维持甲醇系统压力的稳定，甲醇汽化器蒸汽自调阀37必须保证有5-10％的开度。

5)、甲醇系统压力稳定后缓慢开大反应釜气体进双效换热器的第一阀门18，若第一阀门18全部开启后能够达到将甲醇汽化器蒸气第二十八阀门37控制在10％以内则不再调整，若不能将第二十八阀门37控制在10％以内则逐步关小反应釜气体进原反应釜一冷的第七阀门10，增加双效换热器的气体进料量。关闭原一冷气相进口第七阀门10过程中注意观察一冷压差变化情况，压差若上涨则保持原一冷第七阀门10开度，关闭一冷进口过程中还要注意反应釜二冷出口温度的变化情况，若反应釜二冷出口温度上涨至50℃或原甲醇汽化器蒸气自调阀开度小于10％，则停止关闭原一冷进口第七阀门10。调整过程中观察双效换热器内的甲醇液位的变化情况，利用双效换热器甲醇进口第四阀门22，维持双效换热器内的甲醇液位在60～80％。同时调整甲醇输送泵39出口第十七阀门24及第十六阀门23控制原甲醇汽化器及预热器的甲醇液位在正常范围。

6)、双效换热器底部的含醇酸液位是通过1#回流罐至酸水罐的第二十阀门28进行控制的，调整前需要将1#回流罐下液第十九阀门27与2#回流罐下液管线之间的第二十二阀门30、第二十三阀门31、第二十四阀门32关闭，关闭1#回流罐底部下液第十九阀门27，开启第二十一阀门29。使用1#回流罐至酸水罐的自调阀第二十阀门28控制双效换热器底部的液位在20～40％。

上述虽然结合附图对本实用新型的具体实施方式进行了描述，但并非对发明保护范围的限制，所属领域技术人员应该明白，在本实用新型的技术方案的基础上，本领域技术人员不需要付出创造性劳动即可做出的各种修改或变形仍在本发明的保护范围内。

设计图

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