Способ регенерации метанола


 


Владельцы патента RU 2513396:

Курочкин Андрей Владиславович (RU)

Изобретение относится к процессам регенерации (выделения) метанола из минерализованных водных растворов и может быть использовано в нефтегазовой промышленности при подготовке углеводородных газов к транспорту и переработке. Способ регенерации метанола включает предварительный нагрев водометанольного раствора, испарение паров водометанольной смеси путем смешения с нагретыми парами, содержащими водяной пар, фракционирование паров водометанольной смеси с выделением метанола и конденсата водяного пара. Нагрев водометанольного раствора осуществляют парами метанола при его конденсации во фракционирующем аппарате, а также балансовой частью конденсата водяного пара, выводимой с установки. Испарение водометанольной смеси осуществляют в гидроциклонных сепараторах в две ступени с предварительным смешением водометанольного раствора с водяным паром перед первой ступенью сепарации, а также изоэнтальпийным испарением на второй ступени сепарации. Фракционирование осуществляют при пониженном давлении в трехсекционном колонном фракционирующем аппарате с падающей пленкой. Технический результат: упрощение способа, снижение металлоемкости, непрерывность процесса регенерации. 1 ил., 1 пр.

 

Изобретение относится к процессам регенерации (выделения) метанола из минерализованных водных растворов и может быть использовано в нефтегазовой промышленности при подготовке углеводородных газов к транспорту и переработке.

Известен способ регенерации метанола из водометанольного раствора [Жданов Н.В., Халиф А.Л. Осушка углеводородных газов. М.: Химия, 1984, с.61], включающий нагрев исходного раствора, выпаривание из него водометанольной смеси и ее ректификацию на метанол и воду.

Известен способ регенерации метанола, включающий дегазацию водометанольного раствора, отделение углеводородного конденсата, нагрев водометанольного раствора в блоке регенератора и регенерацию метанола путем фракционирования в тарельчатой ректификационной колонне [Бухгалтер Э.Б. Метанол и его использование в газовой промышленности. М.: Недра, 1986, с.135].

Известен способ регенерации метанола из водометанольного раствора [Патент РФ №2465949, опубл. 10.11.2012 г., МПК B01D 53/00], включающий дегазацию водометанольного раствора, отделение свободного конденсата, отстаивание при 20 до 40°C до разрушения тонкодисперсной эмульсии конденсата и выпадения механических примесей, огневой нагрев водометанольного раствора и выделение метанола в ректификационной колонне.

Недостатком известных способов является отложение солей и механических примесей на греющих поверхностях и внутренних устройствах технологических аппаратов, что ухудшает теплообмен, снижает выход регенерированного метанола, влечет за собой необходимость периодической остановки оборудования для очистки от солеотложений.

Наиболее близким по технической сущности к заявляемому способу является способ регенерации метанола из минерализованного водометанольного раствора [Патент РФ №2159664, опубл. 27.11.2000 г., МПК B01D 53/26], включающий предварительный нагрев исходного водометанольного раствора, испарение паров водометанольной смеси, отбор солевого остатка (шлама) и последующую ректификацию (фракционирование) водометанольной смеси с получением метанола и воды (конденсата водяного пара), причем испарение водометанольной смеси производится путем смешивания предварительно нагретого исходного водометанольного раствора с нагретой рециркулируемой частью паров водометанольной смеси, при этом основную часть паров водометанольной смеси охлаждают и направляют на ректификацию, при этом солевой шлам, содержащий механические примеси, накапливают на специальном поддоне, расположенном в технологическом аппарате (разделителе), и удаляют при периодических остановках.

Недостатками известного способа являются многостадийность и сложность, большая металлоемкость, высокие энергозатраты и необходимость периодических остановок для удаления солевого шлама, содержащего механические примеси.

Задачей изобретения является упрощение способа, снижение металлоемкости и энергозатрат, предотвращение отложения солей и механических примесей на внутренних поверхностях технологического оборудования, обеспечивающее непрерывность процесса регенерации.

Технический результат:

- упрощение способа за счет исключения периодического удаления солевого шлама и сокращения количества стадий регенерации метанола,

- снижение металлоемкости за счет уменьшения количества единиц оборудования,

- снижение энергозатрат за счет рекуперации тепла конденсации паров метанола и тепла отходящей горячей воды с использованием его для нагрева водометанольного раствора,

- предотвращение отложения солей и механических примесей на внутренних поверхностях технологического оборудования, обеспечивающее непрерывность процесса регенерации, за счет использования прямого нагрева водометанольного раствора путем смешения с нагретым водяным паром и отделения воднометанольных паров мгновенным испарением в аппаратах гидроциклонного типа.

Указанный технический результат достигается тем, что в известном способе, включающем предварительный нагрев водометанольного раствора, испарение водометанольной смеси путем смешения с нагретыми парами, содержащими водяной пар, и фракционирование паров водометанольной смеси с выделением метанола и конденсата водяного пара, особенностью является то, что нагрев водометанольного раствора осуществляют парами метанола при его конденсации во фракционирующем аппарате, а также балансовой частью конденсата водяного пара, выводимой с установки, испарение водометанольной смеси осуществляют в гидроциклонных сепараторах в две ступени с предварительным смешением водометанольного раствора с водяным паром перед первой ступенью сепарации, а также изоэнтальпийным испарением на второй ступени сепарации, фракционирование осуществляют при пониженном давлении в трехсекционном колонном фракционирующем аппарате с падающей пленкой, оснащенном тепло-массообменными блоками спирально-радиального типай, и состоящем из отгонной, укрепляющей и конденсационной секций, при этом охлаждение укрепляющей и конденсационной секций осуществляют водометанольным раствором, нагрев отгонной секции осуществляют, по меньшей мере, частью нагретого водяного пара, полученного нагреванием рециркулируемой части конденсата водяного пара, а пониженное давление поддерживают за счет отсоса смеси несконденсированных паров из фракционирующего аппарата и паров из гидроциклонного сепаратора второй ступени за счет дросселирования нагретого водяного пара в пароструйном эжекторе.

Нагрев водометанольного раствора парами метанола во фракционирующем аппарате, а также балансовой частью конденсата водяного пара, выводимого с установки, позволяет рекуперировать часть технологического тепла и уменьшить энергозатраты.

Испарение паров водометанольной смеси в гидроциклонных сепараторах позволяет предотвратить отложение солей и механических примесей в аппаратах вследствие большой скорости движения жидкости в аппаратах гидроциклонного типа.

Испарение паров водометанольной смеси в две ступени с предварительным смешением водометанольного раствора с водяным паром перед первой ступенью сепарации и изоэнтальпийным испарением на второй ступени сепарации позволяет повысить степень извлечения метанола из исходного водометанольного раствора по сравнению с испарением в одну ступень.

Фракционирование при пониженном давлении в трехсекционном колонном фракционирующем аппарате с падающей пленкой, оснащенном тепло-массообменными блоками спирально-радиального типа, состоящем из отгонной, укрепляющей и конденсационной секции, позволяет уменьшить температуру фракционирования и за счет этого уменьшить энергозатраты.

Способ осуществляют следующим образом.

Исходный водометанольный раствор (I), предварительно подвергнутый сепарации от углеводородного конденсата и механических примесей (на схеме не показано), подают в трубное пространство тепло-массообменного блока конденсационной секции 1 колонного фракционирующего аппарата 2 с падающей пленкой, где нагревают за счет тепла охлаждения и конденсации паров метанола. Затем, по меньшей мере, часть водометанольного раствора подают в трубное пространство тепло-массообменного блока укрепляющей секции 3 для создания флегмового орошения массообменных поверхностей, где нагревают за счет тепла конденсации флегмы, далее подогревают в теплообменнике 4 балансовой частью конденсата водяного пара (II), выводимой с установки, и смешивают с нагретым водяным паром (III).

Полученную парожидкостную смесь (IV) сепарируют в гидроциклонном сепараторе первой ступени 5 с получением водометанольных паров (V) и водометанольного раствора (VI), обедненного метанолом, который подвергают изоэнтальпийному испарению при пониженном давлении в гидроциклонном сепараторе второй ступени 6 с получением дополнительного количества водометанольных паров (VII) и воды (VIII), содержащей концентрат солей и остаточных механических примесей, содержавшихся в исходном водометанольном растворе (I), которую выводят с установки для утилизации.

Водометанольные пары (V) подают в среднюю часть фракционирующего аппарата 2, где при пониженном давлении осуществляют их фракционирование с получением метанола (IX), который выводят с установки, и конденсата водяного пара (X), откачиваемого насосом 7, рециркулируемую часть которого (XI) нагревают в нагревателе 8 (условно показан теплообменник) с получением водяного пара (XII), а балансовую часть (II) охлаждают в теплообменнике 4 и выводят с установки.

Конденсацию паров метанола в конденсационной секции 1 и образование флегмы в укрепляющей секции 3 осуществляют за счет охлаждения исходным водометанольным раствором (I), а паровое орошение в отгонной секции 9 получают за счет нагрева, по меньшей мере, частью водяного пара (XII), полученного при нагреве рециркулируемой части конденсата водяного пара (XI).

Пониженное давление во фракционирующем аппарате 2 и гидроциклонном сепараторе второй ступени 6 поддерживают за счет отсоса смеси несконденсированных паров (XIII) из фракционирующего аппарата 2 и водометанольных паров (VII) из гидроциклонного сепаратора второй ступени 6 за счет дросселирования нагретого водяного пара (XII) в пароструйном эжекторе 10. Запорно-регулирующая на схеме арматура не показана.

Работоспособность предлагаемого способа иллюстрируется следующим примером.

Пример 1. Исходный водометанольный раствор после дегазации и сепарации от углеводородного конденсата и механических примесей, содержащий 24% масс. метанола и 35 г/л солей с температурой -15°C и давлением 0,1 МПа в количестве 2,0 т/час нагревают в трубном пространстве конденсационной и укрепляющей секции фракционирующего аппарата, а также теплообменнике до температуры 70°C, при которой не происходит выпадение солей, смешивают с 0,55 т/час перегретого водяного пара и подают в гидроциклонные сепараторы, получая 1,33 т/час водометанольных паров и 1,22 т/час воды с содержанием растворенного метанола не более 2% масс., которую выводят на утилизацию. Полученные пары водометанольной смеси фракционируют при давлении 0,085 МПа с получением 0,49 т/час метанола с концентрацией 92% масс. и температурой 6°C и т/час конденсата водяного пара, часть которого направляют на получение пара, а балансовую часть 0,29 т/часть охлаждают и выводят с установки.

Предлагаемый способ может найти применение в нефтегазодобывающей промышленности при подготовке природного и попутного нефтяного газа к транспорту и переработке.

Способ регенерации метанола, включающий предварительный нагрев водометанольного раствора, испарение паров водометанольной смеси путем смешения с нагретыми парами, содержащими водяной пар, и фракционирование паров водометанольной смеси с выделением метанола и конденсата водяного пара, отличающийся тем, что нагрев водометанольного раствора осуществляют парами метанола при его конденсации во фракционирующем аппарате, а также балансовой частью конденсата водяного пара, выводимой с установки, испарение водометанольной смеси осуществляют в гидроциклонных сепараторах в две ступени с предварительным смешением водометанольного раствора с водяным паром перед первой ступенью сепарации, а также изоэнтальпийным испарением на второй ступени сепарации, фракционирование осуществляют при пониженном давлении в трехсекционном колонном фракционирующем аппарате с падающей пленкой, оснащенном тепло-массообменными блоками спирально-радиального типа, и состоящем из отгонной, укрепляющей и конденсационной секций, при этом охлаждение укрепляющей и конденсационной секций осуществляют водометанольным раствором, нагрев отгонной секции осуществляют, по меньшей мере, частью нагретого водяного пара, полученного нагреванием рециркулируемой части конденсата водяного пара, а пониженное давление поддерживают за счет отсоса смеси несконденсированных паров из фракционирующего аппарата и паров из гидроциклонного сепаратора второй ступени за счет дросселирования нагретого водяного пара в пароструйном эжекторе.



 

Похожие патенты:
Изобретение относится к лесохимической промышленности, а именно к способам переработки растительного сырья с получением полиизопреноидных спиртов - полипренолов, которые могут быть использованы в ветеринарной и фармацевтической промышленности.

Изобретение относится к вариантам способа извлечения 1,3-пропандиола из ферментативного бульона. .

Изобретение относится к усовершенствованному способу получения устойчивых к щелочи и термостойких полиолов, представляющих собой сахарно-спиртовые сиропы, который включает следующие стадии: гидрирование гидролизата соответствующего полисахарида с образованием гидрированного сахарно-спиртового сиропа, щелочную и термообработку гидрированного сиропа с целью получения стабилизированного сахарно-спиртового сиропа, очистку стабилизированного сахарно-спиртового сиропа путем пропускания стабилизированного сахарно-спиртового сиропа через, по меньшей мере, одну ионообменную смолу, в котором стабилизированный сахарно-спиртовый сироп очищают с помощью двойного пропускания через катионно-анионную ионообменную конфигурацию (КАКА), включающую, по меньшей мере, первую слабокислотную катионную ионообменную смолу и вторую сильно-, средне- или слабоосновную анионообменную смолу.
Изобретение относится к усовершенствованному способу снижения содержания альдегидов в этиленгликоле, содержащем 2000 млн -1 альдегидов или менее, включающему введение гликоля в жидкой фазе в контакт с твердой сильнокислой катионообменной смолой.

Изобретение относится к пищевой промышленности, в частности к ликероводочной отрасли, и может быть использовано при очистке водок от альдегидов. .

Изобретение относится к усовершенствованному способу очистки и выделения водно-гликолевого раствора из отработанных антифризов для приготовления охлаждающих жидкостей и низкозамерзающих теплоносителей, включающему добавление коагулянта к отработанному антифризу, последующее фильтрование через песчаный фильтр, затем очистку на адсорбенте – активированном угле, причем после добавления коагулянта дополнительно осуществляют стадию центрифугирования на сепараторе, а в качестве коагулянта продуктов окисления и коррозии в отработанном антифризе используют гидроксид щелочного металла, 75%-ную ортофосфорную кислоту, карбонат щелочного металла и сульфат натрия, при следующем соотношении компонентов, мас.%: гидроксид натрия (каустическая сода) или калия 0,01-1,0; ортофосфорная кислота 75%-ная 0,02-1,6; карбонат натрия или калия (поташ) 0,05-0,5; сульфат натрия 0,01-0,07; гликоли 40,0-90,0; вода, продукты окисления и коррозии остальное.

Изобретение относится к способу очистки отработанного антифриза на основе водно-этиленгликолевого раствора, используемого для охлаждения двигателей внутреннего сгорания, от продуктов окисления этиленгликоля, продуктов коррозии и механических примесей.

Изобретение относится к улучшенному способу синтеза метанола, в котором сырой метанол (101) получают в секции синтеза и очищают в секции дистилляции (D), получая очищенный метанол (104), поток (103) мгновенно выделяющегося газа и побочные продукты (105, 106).

Изобретение относится к тепломассообменным процессам в системе газ - жидкость и может быть использовано в установках нефтеперерабатывающей, химической и других отраслей промышленности.

Изобретение относится к улучшенным способам получения простого диметилового эфира (ДМЭ) из метанола (MeOH) путем превращения, предпочтительно при помощи конденсации в условиях кислотного катализа, сырого MeOH, полученного путем MeOH-синтеза, с отщеплением воды в реакторе (12) с получением ДМЭ, при котором исходную смесь, состоящую из сырого MeOH, и по меньшей мере один полученный внутри процесса и образованный из не вступившего в реакцию MeOH и воды из реакции возвратный поток подают в колонну для MeOH (7) и подвергают испарению, а дистиллят, в основном состоящий из газообразного MeOH, подают в реактор.

Изобретение относится к усовершенствованному способу получения чистой метакриловой кислоты, включающему: а) окисление в газовой фазе С4-соединения с получением содержащей метакриловую кислоту газовой фазы, б) конденсирование содержащей метакриловую кислоту газовой фазы с получением водного раствора метакриловой кислоты, в) выделение по крайней мере части метакриловой кислоты из водного раствора метакриловой кислоты с получением по крайней мере одного содержащего метакриловую кислоту сырого продукта, г) выделение по крайней мере части метакриловой кислоты из по крайней мере одного содержащего метакриловую кислоту сырого продукта способом термического разделения с получением чистой метакриловой кислоты, причем на стадии процесса г) метакриловую кислоту выделяют из по крайней мере части по крайней мере одного содержащего метакриловую кислоту сырого продукта с помощью ректификации, и причем чистую метакриловую кислоту отбирают через боковой вывод используемой для ректификации колонны, а количество чистой метакриловой кислоты, отбираемой в определенный интервал времени, составляет от 40 до 80% от количества содержащего метакриловую кислоту сырого продукта, подаваемого в ректификационную колонну в тот же интервал времени.

Изобретение относится к усовершенствованному способу дистилляционной очистки диарилкарбонатов общей формулы (I), в которой R, R′ и R′′, независимо друг от друга, представляют собой атом водорода, прямоцепочечный или разветвленный алкил с 1-34 атомами углерода, алкокси с 1-34 атомами углерода, циклоалкил с 5-34 атомами углерода, алкиларил с 7-34 атомами углерода, арил с 6-34 атомами углерода или галогенный радикал, причем R, R′ и R′′ по обеим сторонам формулы (I) могут быть одинаковыми или разными, а R может также означать -COO-R′′′, причем R′′′ может представлять собой атом водорода; алкил с 1-34 атомами углерода, алкокси с 1-34 атомами углерода, циклоалкил с 5-34 атомами углерода, алкиларил с 7-34 атомами углерода или арил с 6-34 атомами углерода, по меньшей мере, в одной дистилляционной колонне, содержащей, по меньшей мере, одну обогащающую часть в верхней части колонны и, по меньшей мере, одну часть для отгонки в нижней части колонны, где подвергаемый очистке диарилкарбонат получают переэтерификацией, по меньшей мере, из одного диалкилкарбоната и, по меньшей мере, одного ароматического гидроксилсодержащего соединения общей формулы (III), в которой R, R′ и R′′, независимо друг от друга, могут иметь значения, названные для общей формулы (I), в присутствии, по меньшей мере, одного катализатора переэтерификации и который содержит в качестве примеси катализатор, использованный при получении диарилкарбоната, а очищенный диарилкарбонат отводят в боковом потоке первой дистилляционной колонны, причем первой дистилляционной колонной является колонна с разделительной стенкой.

Изобретение относится к области переработки газового конденсата и легкой нефти. Способ включает предварительный подогрев исходного сырья, отгонку в первой ректификационной колонне легкой нафты, подачу кубового остатка во вторую ректификационную колонну и отгонку в ней тяжелой нафты, керосиновой фракции и дизельной фракции с получением в качестве остатка мазута.

Изобретение относится к новому способу очистки раствора диэтаноламина от примесей, включающему нагрев загрязненного водного раствора диэтаноламина, содержащего продукты деструкции диэтаноламина и термостабильные соли, с последующим фракционированием полученной парожидкостной смеси.

Изобретение относится к способам первичной переработки нефти и может быть использовано в нефтеперерабатывающей промышленности. .
Изобретение относится к нефтеперерабатывающей промышленности, а именно к перегонке нефти, и может быть использовано для разделения ее на фракции. .

Изобретение относится к нефтегазоперерабатывающей промышленности, а именно к переработке нестабильного газового конденсата непосредственно на месторождении и может быть использовано для получения моторного топлива.

Изобретение относится к способу получения уксусной кислоты, включающему: (a) карбонилирование метанола в присутствии катализатора для образования реакционной смеси; (b) мгновеное испарение и дистилляцию реакционной смеси в испарителе, оборудованном дистилляционной колонной, для того чтобы образовать жидкий поток, включающий катализатор, из куба испарителя, и паровой поток из верхней части дистилляционной колонны; и (c) возврат жидкого потока в цикл на стадию (а), причем паровой поток дистиллируют в колонне отгонки легких фракций, чтобы образовать кубовый поток сырой уксусной кислоты и поток дистиллятного пара, который конденсируют и разделяют на легкую фазу и тяжелую фазу, и часть легкой фазы вводят в верх дистилляционной колонны испарителя, и жидкий поток отбирают из куба дистилляционной колонны испарителя и направляют в верх колонны отгонки легких фракций, чтобы получить практически чистую уксусную кислоту.
Наверх