热泵耦合甲醇多效精馏节能新工艺

发布时间：2021-01-04 16:45

　　粗甲醇精馏的能耗是影响甲醇生产成本的关键因素之一。虽然五塔多效精馏可以降低精馏过程能耗,但仍存在相当的低品位余热未利用,为进一步降低五塔多效精馏工艺的能耗,本研究引入机械蒸汽再压缩式（MVR）热泵,在常压塔提馏段增设辅助再沸器,形成热泵耦合多效甲醇精馏新工艺。基于新工艺的全流程模拟数据,文章利用夹点技术对热泵设置的合理性进行分析,采用能耗、效能系数（COP）和年总成本（TAC）等指标对新工艺过程进行评价。结果表明:热泵耦合多效甲醇精馏新工艺中热泵设置合理,冷负荷为24.7MW,再沸器总热负荷为22.25MW,COP为22.5,相比五塔多效精馏工艺,冷负荷、热负荷以及TAC分别降低33.76%、32.64%和26.97%。热泵耦合多效甲醇精馏新工艺节能效果显著。 

【文章来源】：化工进展. 2020年09期 北大核心

【文章页数】：6 页

【部分图文】：

五塔多效精馏流程

预精馏塔（C1）设置两级冷凝系统，使塔顶采出尽可能多的轻组分和尽可能少的甲醇。一级冷却至65℃，二级冷却至40℃。轻组分从二级冷凝器出来后，进入水洗塔（循环水量约为粗甲醇进料的10%），冷凝后冷凝液回流至回流罐，最后进入预塔。C4塔顶蒸汽经压缩机压缩后，出口蒸汽压力为100kPa，对应温度为102.35℃，目标温度为83.08℃。换热完成后，高压蒸汽经过膨胀阀变为40kPa的低压乏汽，最后经过冷却器温度降至66℃。4 结果及讨论

图3为总组合曲线图（GCC），其中夹点处冷、热物流温度分别为64.4℃和79.4℃。图中所示为热泵跨越加点的设置，红色标注为夹点之下热源，对应于C4塔顶蒸汽，吸热在夹点之下。蓝色标注为热阱，对应于C4再沸器，放热在夹点之上。这样，过程在夹点之下为净热源，热泵从中吸取Q2的热量，使冷公用工程量减少Q2；而在夹点之上，过程为净热阱，热泵提供Q1的热量，使加热公共工程减少Q1。五塔多效甲醇精馏工艺，35.47%的甲醇在常压塔C4′塔顶采出，冷凝器负荷为25.6MW，约占总冷凝负荷的68.65%，冷却后成为废热，C4′再沸负荷为22.56MW，需要过程系统来提供。降低C4′塔顶冷凝负荷成为节能的关键，采用热泵技术，将塔顶蒸汽压缩升温后作为再沸器的热源，不仅可以降低冷却水的用量，而且降低了蒸汽的消耗。热泵耦合多效甲醇精馏工艺中出现的冷、热流股数据见表4,GCC曲线见图4。

【参考文献】：
期刊论文
[1]甲醇热泵精馏新工艺[J]. 叶鑫,吕建宁,丁干红,宫万福.  化工进展. 2010(S2)
[2]甲醇精馏工艺及其塔器优化设计[J]. 褚雅志,秦丽萍,王胜利,黄熠,周三平.  化工进展. 2008(10)



本文编号：2957082