全文摘要
本实用新型公开了一种醋酸回收自回热精馏装置，包括：精馏塔，再沸器和分相器，其特征在于，所述精馏塔塔顶蒸汽出口与所述再沸器的热源入口之间设有一压缩机，所述再沸器的热源出口与一第二换热器的物料入口相连接，用于将塔顶蒸汽进一步冷却，所述第二换热器的物料出口连接所述分相器，该分相器的第一出口为采出口，其第二出口与所述精馏塔的塔顶相连通。本实用新型采用清洁的电能驱动压缩机，以机械压缩的方式将塔顶蒸汽压缩升温作为塔釜的热源，节约了大量蒸汽和循环水的使用，同时节省了大量的操作费用。以某地PTA装置中醋酸回收工段的精馏塔为例，与使用现有技术相比，同等工况下每年可节省约61％的操作费用，符合国家节能环保政策的要求。
主设计要求
1.一种醋酸回收自回热精馏装置，包括：精馏塔，再沸器和分相器，其特征在于，所述精馏塔的塔顶蒸汽出口与所述再沸器的热源入口之间设有一压缩机，所述再沸器的热源出口与一第二换热器的物料入口相连接，用于将塔顶蒸汽进一步冷却，所述第二换热器的物料出口连接所述分相器，该分相器设有采出口和回流口，所述采出口连接一采出泵，所述回流口连接一回流泵，所述回流泵的出口与所述精馏塔的塔顶相连通。
设计方案
1.一种醋酸回收自回热精馏装置，包括：精馏塔，再沸器和分相器，其特征在于，所述精馏塔的塔顶蒸汽出口与所述再沸器的热源入口之间设有一压缩机，所述再沸器的热源出口与一第二换热器的物料入口相连接，用于将塔顶蒸汽进一步冷却，所述第二换热器的物料出口连接所述分相器，该分相器设有采出口和回流口，所述采出口连接一采出泵，所述回流口连接一回流泵，所述回流泵的出口与所述精馏塔的塔顶相连通。
2.根据权利要求1所述的醋酸回收自回热精馏装置，其特征在于，在所述精馏塔的塔釜液出口与该塔的塔釜液进口之间设有一第一换热器，用于补充蒸汽加热该塔的塔釜物料。
3.根据权利要求1所述的醋酸回收自回热精馏装置，其特征在于，所述分相器上还设有一喷淋口，所述喷淋口与一喷淋泵相连接，所述喷淋泵的出口分别与所述压缩机的进口和出口相连通。
4.根据权利要求1所述的醋酸回收自回热精馏装置，其特征在于，所述压缩机为螺杆式压缩机、罗茨式压缩机或离心式压缩机。
5.根据权利要求1所述的醋酸回收自回热精馏装置，其特征在于，还包括一循环泵，所述循环泵的入口连接所述精馏塔的塔釜，该循环泵的出口连接所述再沸器的物料进口，所述再沸器为横管降膜再沸器。
6.根据权利要求1所述的醋酸回收自回热精馏装置，其特征在于，所述压缩机的压比为1.1～6。
设计说明书
技术领域
本实用新型属于溶剂回收技术领域，具体涉及一种醋酸回收自回热精馏装置。
背景技术
PTA(精对苯二甲酸)是合成聚酯的重要原料,是以对二甲苯为原料,醋酸为溶剂,在一定温度和压力下用空气氧化生成。该反应过程中有水生成，为保证反应的顺利进行，必须将水移出,同时回收溶剂醋酸。醋酸回收单元是PTA生产中关键的一部分，直接关系到氧化单元循环醋酸中水含量的稳定，进而影响到对二甲苯的氧化反应。
醋酸与水不形成共沸物,且其相对挥发度接近1，采用普通精馏法进行分离所需的理论塔板数和回流比均较大,因此蒸汽消耗量非常大。以60万t\/a规模的PTA装置为例，醋酸回收单元的精馏塔消耗的0.5MPa蒸汽量达95t\/h左右。为降低分离醋酸和水过程中的能耗，现有装置多采用共沸精馏的方法。共沸剂和原料液一起进入共沸精馏塔,在精馏过程中水随共沸剂被蒸出,经冷却后与共沸剂分层分离,共沸剂返回塔中,水排放,在塔釜中即得到醋酸。采用共沸精馏方法分离醋酸和水与普通精馏的方法相比，一定程度上节省了蒸汽的用量。但是，醋酸回收过程中的能耗仍然处于较高的水平。随着我国燃煤锅炉的逐步取消，蒸汽价格不断上涨，亟待寻求一种蒸汽耗量更少，运行费用更低的回收方法。
发明内容
本实用新型的目的在于克服现有技术的不足，提供一种低能耗的醋酸回收自回热精馏装置。
本实用新型是通过以下技术方案实现的：
一种醋酸回收自回热精馏装置，包括：精馏塔，再沸器和分相器，其特征在于，所述精馏塔塔顶蒸汽出口与所述再沸器的热源入口之间设有一压缩机，所述再沸器的热源出口与一第二换热器的物料入口相连接，用于将塔顶蒸汽进一步冷却，所述第二换热器的物料出口连接所述分相器的入口，该分相器设有采出口和回流口，所述采出口连接采出泵，所述回流口连接回流泵，所述回流泵的出口与所述精馏塔的塔顶相连通。
在上述技术方案中，在所述精馏塔的塔釜液出口与该塔的塔釜液进口之间设有一第一换热器，用于补充蒸汽加热该塔的塔釜物料。
在上述技术方案中，所述分相器上还设有一喷淋口，所述喷淋口与一喷淋泵相连接，所述喷淋泵的出口分别与所述压缩机的进口和出口相连接通。
在上述技术方案中，所述压缩机为螺杆式压缩机、罗茨式压缩机或离心式压缩机。
在上述技术方案中，还包括一循环泵，所述循环泵的入口连接所述精馏塔的塔釜，该循环泵的出口连接所述再沸器的物料进口，所述再沸器为横管降膜再沸器。
在上述技术方案中，所述压缩机的压比为1.1～6。
本实用新型的优点和有益效果为：
1.本实用新型采用清洁的电能驱动压缩机，以机械压缩的方式将塔顶蒸汽压缩升温作为塔釜的热源，节约了大量蒸汽和循环水的使用，同时节省了大量的操作费用。
2.采用横管降膜再沸器实现塔顶蒸汽与塔釜液的热交换，充分利用了塔顶蒸汽由饱和蒸汽变成凝液的相变热，热效率较高。
3.以某地PTA装置中醋酸回收工段的精馏塔为例，与使用现有技术相比，同等工况下每年可节省约61％的操作费用，符合国家节能环保政策的要求。
附图说明
图1为本实用新型实施例1的醋酸回收自回热精馏过程的流程简图。
其中，1为压缩机，2为再沸器，3为第二换热器，4为分相器，5为第一换热器，6为精馏塔，7为采出泵，8为回流泵，9为喷淋泵，10为循环泵，11为塔釜泵，LS为蒸汽入口，LC为蒸汽出口，CWS为循环水入口，CWR为循环水出口。
具体实施方式
为了使本技术领域的人员更好地理解本实用新型方案，下面结合附图和具体实施例进一步说明本实用新型的技术方案。
实施例1
一种醋酸回收自回热精馏装置，包括：精馏塔4，再沸器2和分相器6，其中，再沸器为横管降膜再沸器。精馏塔塔顶蒸汽出口与再沸器的热源入口之间设有一罗茨式压缩机1，压比为1.6，再沸器的热源出口与一第二换热器5的物料入口相连接，将塔顶蒸汽进一步冷却，第二换热器的物料出口连接分相器，该分相器设有采出口和回流口，采出口连接采出泵7，回流口连接回流泵8，回流泵的出口与精馏塔的塔顶相连通。分相器上还设有一喷淋口，喷淋口与一喷淋泵9相连接，喷淋泵的出口管路上连通有过滤器。喷淋泵的出口分别与压缩机的进口和出口相连通。在精馏塔的塔釜液出口与该塔的塔釜液进口之间设有一第一换热器3，用于补充蒸汽加热该塔的塔釜物料。该装置还包括一循环泵10，循环泵的入口连接精馏塔的塔釜，该循环泵的出口连接再沸器的物料进口。
精馏塔的进料来自PTA装置氧化工段，组成为醋酸41％，水55％，醋酸甲酯4％(均为质量百分比)，采用的共沸剂为醋酸正丁酯。将50℃的物料引入精馏塔的进料口，该塔为常压塔，塔顶温度为95℃，共沸剂和水及一些有机杂质(醋酸甲酯)形成的气相共沸物从塔顶蒸出。塔顶蒸汽进入压缩机，压缩为113℃，160kPa的饱和蒸汽后作为塔釜再沸器的热源(压缩机的出口为过热蒸汽，因此利用喷淋泵抽取分相器内的冷的工艺液体来喷淋压缩机进出口内的蒸汽以消除过热)，塔釜液经循环泵送入再沸器中与塔顶蒸汽换热。因塔顶蒸汽释放的热量小于塔釜的热负荷，需经第一换热器补充1.7t的蒸汽加热塔釜。与塔釜液换热后的塔顶蒸汽(已冷凝为饱和液体)进入第二换热器进一步冷却至90℃，然后进入分相器分层分离得到油相和水相，其中，油相经回流泵回流至塔顶，水相由塔釜泵部分采出。塔底得到脱水后的醋酸产品经塔釜泵11采出。
实施例2
一种醋酸回收自回热精馏装置，包括：精馏塔4，再沸器2和分相器6，其中，再沸器为横管降膜再沸器。精馏塔塔顶蒸汽出口与再沸器的热源入口之间设有一螺杆式压缩机1，压比为压比为5.4，再沸器的热源出口与一第二换热器5的物料入口相连接，将塔顶蒸汽进一步冷却，第二换热器的物料出口连接分相器，该分相器设有采出口和回流口，采出口连接采出泵7，回流口连接回流泵8，回流泵的出口与精馏塔的塔顶相连通。分相器上还设有一喷淋口，喷淋口与一喷淋泵9相连接，喷淋泵的出口分别与压缩机的进口和出口相连通。在精馏塔的塔釜液出口与该塔的塔釜液进口之间设有一第一换热器3，用于补充蒸汽加热该塔的塔釜物料。该装置还包括一循环泵10，循环泵的入口连接精馏塔的塔釜，该循环泵的出口连接再沸器的物料进口。
精馏塔的进料来自PTA装置氧化工段，组成为醋酸51％，水47％，醋酸甲酯3％(均为质量百分比)，采用共沸剂为醋酸异丁酯。将40℃的物料引入所述精馏塔的进料口，该塔为常压塔，塔顶温度为82℃，共沸剂和水及一些有机杂质(醋酸甲酯)形成的气相共沸物从塔顶蒸出。塔顶蒸汽进入所述压缩机，压缩为132℃，550kPa的饱和蒸汽后作为塔釜再沸器的热源(压缩机的出口为过热蒸汽，因此利用喷淋泵抽取分相器内的冷的工艺液体来喷淋压缩机进出口内的蒸汽以消除过热)，塔釜液经循环泵送入再沸器中与塔顶蒸汽换热。因塔顶蒸汽释放的热量小于塔釜的热负荷，需经第一换热器补充5t的蒸汽加热塔釜。与塔釜液换热后的塔顶蒸汽(已冷凝为饱和液体)进入第二换热器进一步冷却至79℃，然后进入分相器分层分离得到油相和水相，其中，油相经回流泵回流至塔顶，水相由塔釜泵部分采出。塔底得到脱水后的醋酸产品经塔釜泵11采出。
实施例3
一种醋酸回收自回热精馏装置，包括：精馏塔4，再沸器2和分相器6，其中，再沸器为横管降膜再沸器。精馏塔塔顶蒸汽出口与再沸器的热源入口之间设有一罗茨式压缩机1，压比为2.5，再沸器的热源出口与一第二换热器5的物料入口相连接，将塔顶蒸汽进一步冷却，第二换热器的物料出口连接分相器，该分相器设有采出口和回流口，采出口连接采出泵7，回流口连接回流泵8，回流泵的出口与精馏塔的塔顶相连通。分相器上还设有一喷淋口，喷淋口与一喷淋泵9相连接，喷淋泵的出口分别与压缩机的进口和出口相连通。在精馏塔的塔釜液出口与该塔的塔釜液进口之间设有一第一换热器3，用于补充蒸汽加热该塔的塔釜物料。该装置还包括一循环泵10，循环泵的入口连接精馏塔的塔釜，该循环泵的出口连接再沸器的物料进口。
精馏塔的进料来自PTA装置氧化工段，组成为醋酸41％，水52％，醋酸甲酯4％，对二甲苯3％(均为质量百分比)，采用共沸剂为醋酸丙酯。将70℃的物料引入所述精馏塔的进料口，该塔为常压塔，塔顶温度为85℃，共沸剂和水及一些有机杂质(醋酸甲酯、对二甲苯)形成的气相共沸物从塔顶蒸出。塔顶蒸汽进入所述压缩机，压缩为125℃，255kPa的饱和蒸汽后作为塔釜再沸器的热源，塔釜液经泵送入再沸器中与塔顶蒸汽换热。因塔顶蒸汽释放的热量小于塔釜的热负荷，需经第一换热器补充4.1t的蒸汽加热塔釜。与塔釜液换热后的塔顶蒸汽(已冷凝为饱和液体)进入第二换热器进一步冷却至80℃，然后进入分相器分层分离得到油相和水相，其中，油相回流至塔顶，水相部分采出。塔底得到脱水后的醋酸产品。
与同等热负荷的现有技术的操作费用对比：(根据当地具体情况，按照蒸汽价格200元\/吨，电价0.7元\/度，冷却水价格0.2元\/m3<\/sup>，全年按8000小时运行进行计算)
通过对比可知，本实用新型的方法可节省大量蒸汽和循环水的使用，大大降低了生产操作的费用，年操作费用与现有技术相比可节省约61％。
以上对本实用新型做了示例性的描述，应该说明的是，在不脱离本实用新型的核心的情况下，任何简单的变形、修改或者其他本领域技术人员能够不花费创造性劳动的等同替换均落入本实用新型的保护范围。
设计图
相关信息详情
申请码:申请号:CN201920306976.X
申请日:2019-03-11
公开号:公开日:国家:CN
国家/省市:12(天津)
授权编号:CN209917295U
授权时间:20200110
主分类号:B01D3/14
专利分类号:B01D3/14;B01D3/32;B01D3/42;C07C51/44;C07C53/08
范畴分类:23A;
申请人:天津乐科节能科技有限公司
第一申请人:天津乐科节能科技有限公司
申请人地址:300000 天津市南开区华天道8号海泰信息广场C座714
发明人:夏君君
第一发明人:夏君君
当前权利人:天津乐科节能科技有限公司
代理人:代理机构:代理机构编号:优先权:关键词:当前状态:审核中
类型名称:外观设计