一種羰基合成乙酸的節(jié)能方法與流程
1.本發(fā)明涉及羰基合成乙酸領(lǐng)域，特別是涉及一種羰基合成乙酸的節(jié)能方法。
背景技術(shù)：
2.現(xiàn)有低壓羰基合成乙酸裝置應(yīng)用傳統(tǒng)的精餾工藝，塔頂汽相物料采用循環(huán)冷卻水進(jìn)行冷凝，塔底液相物料采用中壓蒸汽加熱進(jìn)行汽化，裝置的主要能耗由該過程產(chǎn)生，其熱量未得到利用。羰基化合成反應(yīng)產(chǎn)生大量熱量，但由于反應(yīng)溫度在180～200℃，只能產(chǎn)生低品位熱能，難以利用。
3.現(xiàn)有乙酸合成流程如下：經(jīng)預(yù)熱的原料甲醇、一氧化碳按一定比例進(jìn)入反應(yīng)及催化劑制備區(qū)，在區(qū)內(nèi)完成催化劑制備及反應(yīng)。反應(yīng)液經(jīng)閃蒸、分離，分離出含催化劑的液體在反應(yīng)區(qū)內(nèi)循環(huán)回反應(yīng)器，而分離出的氣體(含有反應(yīng)產(chǎn)物)送至精制區(qū)。通過反應(yīng)液冷卻器，用冷卻水移除反應(yīng)熱。在精制區(qū)，乙酸從來自反應(yīng)區(qū)的含有反應(yīng)產(chǎn)物的氣體中分離出來，經(jīng)脫除輕組分、水和重組分即為產(chǎn)品去儲罐區(qū)。
4.精餾工藝原理是精餾塔中蒸汽自下而上流動，液體自上而下流動。汽液兩相在塔板上接觸并分開。接觸時汽相的熱傳遞給液體，使液體易揮發(fā)組分部分汽化傳質(zhì)到汽相中；而汽相被液體冷凝使汽相中的難揮發(fā)組分部分冷凝轉(zhuǎn)入到液相中。傳統(tǒng)精餾塔是在塔底通過再沸器使用蒸汽等熱源加熱汽化物料，在塔頂通過冷凝器使用冷卻水等冷源冷凝物料。使用的蒸汽和冷卻水產(chǎn)生乙酸裝置主要的能耗，精餾塔中的熱量沒有得到充分利用。傳統(tǒng)的熱虹吸式再沸器需要較大的傳熱溫差，對熱源蒸汽有較高的要求，壓力1.2～1.6mpag，溫度192～205℃。
5.羰基化合成反應(yīng)產(chǎn)生大量熱量，現(xiàn)有乙酸裝置多采用冷卻水移除熱量。但由于反應(yīng)溫度在180～200℃，只能產(chǎn)生低品位熱能，難以利用。
技術(shù)實現(xiàn)要素：
6.鑒于以上所述現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)，本發(fā)明的目的在于提供一種羰基合成乙酸的節(jié)能方法，對熱量進(jìn)行綜合利用，達(dá)到節(jié)省能源的目的。
7.為實現(xiàn)上述目的及其他相關(guān)目的，本發(fā)明第一方面提供一種羰基合成乙酸的節(jié)能方法，包括如下步驟：
8.1)將反應(yīng)原料流股進(jìn)行羰基合成反應(yīng)，以提供包含乙酸的反應(yīng)物料流股；
9.2)將步驟1)獲得的至少部分反應(yīng)物料流股進(jìn)行閃蒸、洗滌、脫輕、脫水和脫重，以提供醋酸產(chǎn)品流股；
10.3)將至少部分外部循環(huán)物料流股作為冷源與步驟1)獲得的至少部分反應(yīng)物料流股作為熱源進(jìn)行熱交換，回收羰基合成反應(yīng)熱，以提供第一蒸汽流股；
11.4)將所述第一蒸汽流股進(jìn)行壓縮，以提供第二蒸汽流股；
12.5)將所述第二蒸汽流股用作洗滌、脫輕、脫水和脫重中至少一種處理方法的熱源，進(jìn)行熱交換后循環(huán)至步驟3)再進(jìn)行熱交換。
13.該羰基合成乙酸的節(jié)能方法采用反應(yīng)熱利用工藝。
14.優(yōu)選地，步驟1)中，還包括如下技術(shù)特征中的至少一項：
15.11)羰基合成反應(yīng)的溫度為180～200℃；
16.12)所述反應(yīng)原料流股包括甲醇流股和co流股；
17.13)所述反應(yīng)原料流股進(jìn)行羰基合成反應(yīng)，還提供包含尾氣的流股。
18.優(yōu)選地，步驟2)具體包括如下步驟：
19.b1)將步驟1)獲得的至少部分反應(yīng)物料流股進(jìn)行閃蒸，以提供閃蒸氣相流股和閃蒸液相流股，所述閃蒸液相流股循環(huán)至步驟1)；
20.b2)將所述閃蒸氣相流股進(jìn)行洗滌，以提供洗滌第一流股和洗滌第二流股，所述洗滌第二流股循環(huán)至步驟b1)；
21.b3)將所述洗滌第一流股進(jìn)行脫輕，塔頂汽相進(jìn)行冷凝和分離，塔底液相部分進(jìn)行再沸回流進(jìn)行脫輕，以提供脫輕第一液體流股、脫輕第二液體流股、脫輕第三液體流股、包含尾氣的脫輕氣相流股和脫輕組分流股；所述脫輕第一液體流股回流進(jìn)行脫輕；所述脫輕第二液體流股和所述脫輕第三液體流股循環(huán)至步驟1)；所述脫輕組分流股分為兩部分：一部分進(jìn)行脫水，另一部分循環(huán)至步驟b2)；
22.b4)將所述脫輕組分流股進(jìn)行脫水，塔頂汽相進(jìn)行冷凝和分離，塔底液相部分進(jìn)行再沸回流進(jìn)行脫水，以提供脫水組分流股、脫水液相流股和脫水氣相流股；所述脫水液相流股分為兩部分：一部分回流進(jìn)行脫水，另一部分循環(huán)至步驟1)；所述脫水氣相流股循環(huán)至步驟b3)中進(jìn)行分離；
23.b5)將所述脫水組分流股進(jìn)行脫重，塔頂汽相進(jìn)行冷凝和分離，塔底液相部分進(jìn)行再沸回流進(jìn)行脫重，以提供脫重組分流股、醋酸產(chǎn)品流股、脫重液相流股和脫重氣相流股；所述脫重液相流股回流進(jìn)行脫重。
24.優(yōu)選地，步驟3)中，還包括如下技術(shù)特征中的至少一項：
25.31)所述外部循環(huán)物料流股為脫鹽水流股和/或鍋爐水流股；脫鹽水和/或鍋爐水在節(jié)能方法中循環(huán)利用，大大降低水的消耗；
26.32)所述第一蒸汽流股的壓力為0.3～0.5mpag；
27.33)所述第一蒸汽流股的溫度為144～159℃；
28.34)熱交換后得到的反應(yīng)物料流股循環(huán)至步驟1)。
29.優(yōu)選地，步驟4)中，還包括如下技術(shù)特征中的至少一項：
30.41)所述第二蒸汽流股的壓力為1.2～1.6mpag；
31.42)所述第二蒸汽流股的溫度為192～205℃。
32.優(yōu)選地，步驟5)選自如下步驟中的至少一種：
33.c1)將至少部分第二蒸汽流股作為洗滌的第一熱源，進(jìn)行熱交換，熱交換后的第一熱源至少部分循環(huán)至步驟3)作為冷源進(jìn)行熱交換；
34.c2)將至少部分第二蒸汽流股作為脫輕的第二熱源與脫輕的部分塔底液相作為冷源進(jìn)行熱交換，熱交換后的第二熱源至少部分循環(huán)至步驟3)作為冷源進(jìn)行熱交換，再沸后的塔底液相回流進(jìn)行脫輕；
35.c3)將至少部分第二蒸汽流股作為脫水的第三熱源與脫水的部分塔底液相作為冷源進(jìn)行熱交換，熱交換后的第三熱源至少部分循環(huán)至步驟3)作為冷源進(jìn)行熱交換，再沸后
的塔底液相回流進(jìn)行脫水；
36.c4)將至少部分第二蒸汽流股作為脫重的第四熱源與脫重的部分塔底液相作為冷源進(jìn)行熱交換，熱交換后的第四熱源至少部分循環(huán)至步驟3)作為冷源進(jìn)行熱交換，再沸后的塔底液相回流進(jìn)行脫重。
37.更優(yōu)選地，將至少部分選自熱交換后的第一熱源、熱交換后的第二熱源、熱交換后的第三熱源和熱交換后的第四熱源中的至少一種作為冷源與步驟1)獲得的至少部分反應(yīng)物料流股作為熱源進(jìn)行熱交換。
38.進(jìn)一步，該羰基合成乙酸的節(jié)能方法采用自回?zé)峋s工藝。優(yōu)選地，將至少部分選自外部循環(huán)物料流股、熱交換后的第一熱源、熱交換后的第二熱源、熱交換后的第三熱源和熱交換后的第四熱源中的至少一種冷卻后用作脫輕、脫水和脫重中至少一種處理方法的冷源，進(jìn)行熱交換后循環(huán)至步驟4)進(jìn)行壓縮。
39.更優(yōu)選地，還包括如下技術(shù)特征中的至少一項：
40.d1)循環(huán)至步驟4)進(jìn)行壓縮前的物料壓力為0.15～0.3mpag；
41.d2)循環(huán)至步驟4)進(jìn)行壓縮前的物料溫度為128～144℃；
42.d3)脫輕使用的脫輕塔中塔頂、塔底物料的溫差為10～25℃；
43.d4)脫水使用的脫輕塔中塔頂、塔底物料的溫差為10～25℃；
44.d5)脫重使用的脫輕塔中塔頂、塔底物料的溫差為10～25℃。
45.更優(yōu)選地，所述節(jié)能方法選自如下步驟中的至少一種：
46.e1)將至少部分選自外部循環(huán)物料流股、熱交換后的第一熱源、熱交換后的第二熱源、熱交換后的第三熱源和熱交換后的第四熱源中的至少一種冷卻后作為脫輕的第一冷源，與脫輕的塔頂汽相作為熱源進(jìn)行熱交換，熱交換后的第一冷源循環(huán)至步驟4)進(jìn)行壓縮，冷凝后的塔頂汽相進(jìn)行分離；
47.e2)將至少部分選自外部循環(huán)物料流股、熱交換后的第一熱源、熱交換后的第二熱源、熱交換后的第三熱源和熱交換后的第四熱源中的至少一種冷卻后作為脫水的第二冷源，與脫水的塔頂汽相作為熱源進(jìn)行熱交換，熱交換后的第二冷源循環(huán)至步驟4)進(jìn)行壓縮，冷凝后的塔頂汽相進(jìn)行分離；
48.e3)將至少部分選自外部循環(huán)物料流股、熱交換后的第一熱源、熱交換后的第二熱源、熱交換后的第三熱源和熱交換后的第四熱源中的至少一種冷卻后作為脫重的第三冷源，與脫重的塔頂汽相作為熱源進(jìn)行熱交換，熱交換后的第三冷源循環(huán)至步驟4)進(jìn)行壓縮，冷凝后的塔頂汽相進(jìn)行分離。
49.上述技術(shù)方案具有如下有益效果：
50.1)上述技術(shù)方案利用羰基合成乙酸的反應(yīng)熱將外部循環(huán)物料流股加熱獲得第一蒸汽流股，第一蒸汽流股壓縮升壓升溫獲得第二蒸汽流股，第二蒸汽流股可用作洗滌、脫輕、脫水和脫重中至少一種處理方法的熱源，從而達(dá)到綜合利用熱量，降低能耗的目的。
51.2)上述技術(shù)方案利用至少部分選自外部循環(huán)物料流股、熱交換后的第一熱源、熱交換后的第二熱源、熱交換后的第三熱源和熱交換后的第四熱源中的至少一種冷卻后用作脫輕、脫水和脫重中至少一種處理方法的冷源，熱交換后循環(huán)進(jìn)行壓縮，從而達(dá)到綜合利用熱量，降低能耗的目的。
附圖說明
52.圖1顯示為本發(fā)明第一實施例羰基合成乙酸的節(jié)能方法流程圖。
53.圖2顯示為作為本發(fā)明對比例的羰基合成乙酸流程圖。
54.附圖標(biāo)記
55.1羰基合成反應(yīng)器
56.11甲醇流股管道
57.12co流股管道
58.13第一尾氣流股管道
59.2閃蒸分離器
60.21閃蒸氣相流股管道
61.22閃蒸液相流股管道
62.3洗滌塔
63.31洗滌第一流股管道
64.32洗滌第二流股管道
65.33第一熱源出口
66.4脫輕塔
67.41第一冷凝器
68.411第一冷源進(jìn)口
69.412第一冷源出口
70.42第一分離器
71.43第一再沸器
72.431第二熱源出口
73.44脫輕第一液體流股管道
74.45脫輕第二液體流股管道
75.46脫輕第三液體流股管道
76.47第二尾氣流股管道
77.48脫輕組分流股總管
78.49脫輕組分流股第一支管
79.410脫輕組分流股第二支管
80.413脫輕塔本體
81.5脫水塔
82.51第二冷凝器
83.511第二冷源進(jìn)口
84.512第二冷源出口
85.52第二分離器
86.53第二再沸器
87.531第三熱源出口
88.54脫水組分流股管道
89.55脫水液相流股總管
90.56脫水液相流股第一支管
91.57脫水液相流股第二支管
92.58脫水氣相流股管道
93.59脫水塔本體
94.6脫重塔
95.61第三冷凝器
96.611第三冷源進(jìn)口
97.612第三冷源出口
98.62第三分離器
99.63第三再沸器
100.631第四熱源出口
101.64脫重組分流股管道
102.65醋酸產(chǎn)品流股管道
103.66脫重液相流股管道
104.67脫重氣相流股管道
105.68脫重塔本體
106.7熱交換裝置
107.71熱源進(jìn)口
108.72熱源出口
109.73冷源進(jìn)口
110.74冷源出口
111.8壓縮裝置
112.81第一熱源管道
113.82第二熱源管道
114.83第三熱源管道
115.84第四熱源管道
116.9第一外部循環(huán)物料流股管道
117.10第二外部循環(huán)物料流股管道
118.14冷卻器
119.15外部循環(huán)物料流股總管
120.16反應(yīng)物料流股冷卻器
具體實施方式
121.以下通過特定的具體實例說明本發(fā)明的技術(shù)方案。應(yīng)理解，本發(fā)明提到的一個或多個方法步驟并不排斥在所述組合步驟前后還存在其他方法步驟或在這些明確提到的步驟之間還可以插入其他方法步驟；還應(yīng)理解，這些實施例僅用于說明本發(fā)明而不用于限制本發(fā)明的范圍。而且，除非另有說明，各方法步驟的編號僅為鑒別各方法步驟的便利工具，而非為限制各方法步驟的排列次序或限定本發(fā)明可實施的范圍，其相對關(guān)系的改變或調(diào)整，在無實質(zhì)變更技術(shù)內(nèi)容的情況下，當(dāng)亦視為本發(fā)明可實施的范疇。
122.一種羰基合成乙酸的節(jié)能系統(tǒng)，如圖1所示，包括：
123.羰基合成反應(yīng)器1，用于將反應(yīng)原料流股進(jìn)行羰基合成反應(yīng)，以提供包含乙酸的反應(yīng)物料流股；
124.閃蒸分離器2、洗滌塔3、脫輕塔4、脫水塔5和脫重塔6，用于將至少部分反應(yīng)物料流股進(jìn)行閃蒸、洗滌、脫輕、脫水和脫重，以提供醋酸產(chǎn)品流股；羰基合成反應(yīng)器1、閃蒸分離器2、洗滌塔3、脫輕塔4、脫水塔5和脫重塔6依次連通；
125.熱交換裝置7，用于將至少部分外部循環(huán)物料流股作為冷源與至少部分反應(yīng)物料流股作為熱源進(jìn)行熱交換，回收羰基合成反應(yīng)熱，以提供第一蒸汽流股；羰基合成反應(yīng)器1與熱交換裝置7連通；
126.壓縮裝置8，用于將第一蒸汽流股進(jìn)行壓縮，以提供第二蒸汽流股；
127.熱交換裝置7與壓縮裝置8連通后再與選自洗滌塔3、脫輕塔4、脫水塔5和脫重塔6中至少一種連通后再與熱交換裝置7連通。
128.該羰基合成乙酸的節(jié)能系統(tǒng)利用羰基合成乙酸的反應(yīng)熱，將外部循環(huán)物料流股如脫鹽水流股和/或鍋爐水流股加熱從而獲得低壓蒸汽即第一蒸汽流股，第一蒸汽流股經(jīng)壓縮裝置8如壓縮機(jī)壓縮升壓升溫從而獲得第二蒸汽流股，第二蒸汽流股可用作洗滌、脫輕、脫水和脫重中至少一種處理方法的熱源，如作為洗滌塔3、脫輕塔再沸器、脫水塔再沸器和脫重塔再沸器的熱源，換熱后循環(huán)至熱交換裝置7，循環(huán)利用熱量，達(dá)到降低能耗的目的。
129.壓縮裝置8可選用較高的壓縮比，用于提高第一蒸汽流股的溫度和壓力，為了保證節(jié)能系統(tǒng)能夠高效、穩(wěn)定運(yùn)行，壓縮裝置8選型時可留有充足的流量和壓縮比裕度。
130.該羰基合成乙酸的節(jié)能系統(tǒng)中，節(jié)能系統(tǒng)還包括甲醇流股管道11和co流股管道12，甲醇流股管道11和co流股管道12分別與羰基合成反應(yīng)器1連通。甲醇流股管道11用于向羰基合成反應(yīng)器1輸入反應(yīng)原料甲醇，co流股管道12用于向羰基合成反應(yīng)器1輸入反應(yīng)原料co。羰基合成反應(yīng)器1放置有現(xiàn)有技術(shù)中羰基合成反應(yīng)的催化劑，如三碘化銠、和碘化氫等。
131.該羰基合成乙酸的節(jié)能系統(tǒng)中，節(jié)能系統(tǒng)還包括第一尾氣流股管道13，羰基合成反應(yīng)器1與第一尾氣流股管道13連通。第一尾氣流股管道13用于排出包含co、co2的尾氣。
132.該羰基合成乙酸的節(jié)能系統(tǒng)中，節(jié)能系統(tǒng)包括第一外部循環(huán)物料流股管道9，熱交換裝置7設(shè)有熱源進(jìn)口71、冷源進(jìn)口73和冷源出口74；羰基合成反應(yīng)器1與熱源進(jìn)口71連通，第一外部循環(huán)物料流股管道9與冷源進(jìn)口73連通，熱源出口72與羰基合成反應(yīng)器1連通，冷源出口74與壓縮裝置8連通。
133.該羰基合成乙酸的節(jié)能系統(tǒng)中，羰基合成反應(yīng)器1與熱交換裝置7連通后熱交換裝置7再與羰基合成反應(yīng)器1連通，具體的，熱交換裝置7設(shè)有熱源出口72，熱源出口72與羰基合成反應(yīng)器1連通。
134.至少部分外部循環(huán)物料作為冷源通過第一外部循環(huán)物料流股管道9和冷源進(jìn)口73輸入，至少部分反應(yīng)物料流股作為熱源從熱源進(jìn)口71輸入，在熱交換裝置7內(nèi)進(jìn)行熱交換，熱交換后的至少部分外部循環(huán)物料從冷源出口74排出并通入壓縮裝置8進(jìn)行壓縮，熱交換后的至少部分反應(yīng)物料流股從熱源出口72排出并循環(huán)至羰基合成反應(yīng)器1。
135.該羰基合成乙酸的節(jié)能系統(tǒng)中，閃蒸分離器2設(shè)有閃蒸氣相流股管道21和閃蒸液相流股管道22，閃蒸氣相流股管道21與洗滌塔3連通，閃蒸液相流股管道22與羰基合成反應(yīng)
器1連通。閃蒸氣相流股管道21用于排出包含乙酸的氣體并輸入至洗滌塔3洗滌，閃蒸液相流股管道22用于將包含催化劑的液體循環(huán)至羰基合成反應(yīng)器1。
136.該羰基合成乙酸的節(jié)能系統(tǒng)中，洗滌塔3設(shè)有洗滌第一流股管道31和洗滌第二流股管道32，洗滌第一流股管道31與閃蒸分離器2連通，洗滌第二流股管道32與脫輕塔4連通。洗滌第一流股管道31用于將洗滌的催化劑循環(huán)至閃蒸分離器2，繼而后續(xù)再循環(huán)至羰基合成反應(yīng)器1，洗滌第二流股管道32用于排出洗滌后包含乙酸的氣體并輸入脫輕塔4脫輕。
137.該羰基合成乙酸的節(jié)能系統(tǒng)中，脫輕塔4包括第一冷凝器41、第一分離器42、第一再沸器43、脫輕第一液體流股管道44、脫輕第二液體流股管道45、脫輕第三液體流股管道46、第二尾氣流股管道47和脫輕組分流股總管48、脫輕組分流股第一支管49、脫輕組分流股第二支管410和脫輕塔本體413；脫輕塔本體413依次與第一冷凝器41和第一分離器42連通后經(jīng)脫輕第一液體流股管道44與脫輕塔本體413連通，分別經(jīng)脫輕第二液體流股管道45和脫輕第三液體流股管道46與羰基合成反應(yīng)器1連通，或者，分別經(jīng)脫輕第二液體流股管道45和脫輕第三液體流股管道46與甲醇流股管道11連通；第二尾氣流股管道47與第一分離器42連通；脫輕塔本體413與第一再沸器43連通后第一再沸器43再與脫輕塔本體413連通；脫輕塔本體413與脫輕組分流股總管48連通后分別經(jīng)脫輕組分流股第一支管49和脫輕組分流股第二支管410分別與洗滌塔3和脫水塔5連通。具體的，脫輕塔本體413與第一冷凝器41連通后分兩支路與第一分離器42連通：一支路排出液相流股，另一支路排出氣相流股。第一冷凝器41用于將脫輕塔的塔頂汽相進(jìn)行冷凝。第一分離器42用于將冷凝后的物料進(jìn)行分離。第一再沸器43用于將脫輕塔的塔底液相進(jìn)行再沸。脫輕第一液體流股管道44用于將冷凝后的液相物料回流至脫輕塔本體413。脫輕第二液體流股管道45用于排出包含催化劑的流股。脫輕第三液體流股管道46用于排出包含醋酸甲酯和水的流股。第二尾氣流股管道47用于排出包含co、co2的尾氣。脫輕組分流股總管48用于排出脫輕后的流股。脫輕組分流股第一支管49用于將脫輕后的流股輸送至洗滌塔，作為洗滌液使用。脫輕組分流股第二支管410用于將脫輕后的流股輸送至脫水塔5進(jìn)行脫水。
138.具體的，脫輕組分流股第二支管410可以直接與脫水塔5連通，也可以設(shè)有多個分支管從脫水塔5不同的塔板位置進(jìn)入脫水塔5。
139.該羰基合成乙酸的節(jié)能系統(tǒng)中，脫水塔5包括第二冷凝器51、第二分離器52、第二再沸器53、脫水組分流股管道54、脫水液相流股總管55、脫水液相流股第一支管56、脫水液相流股第二支管57、脫水氣相流股管道58和脫水塔本體59；脫水塔本體59依次與第二冷凝器51和第二分離器52連通后與脫水液相流股總管55連通，脫水液相流股第一支管56和脫水液相流股第二支管57分別與脫水液相流股總管55連通，脫水液相流股第一支管56與脫水塔本體59連通，脫水液相流股第二支管57與羰基合成反應(yīng)器1連通，或者，脫水液相流股第二支管57與甲醇流股管道11連通；第二分離器52經(jīng)脫水氣相流股管道58與第一分離器42連通；脫水塔本體59與第二再沸器53連通后第二再沸器53再與脫水塔本體59連通；脫水塔本體59經(jīng)脫水組分流股管道54與脫重塔6連通。第二冷凝器51用于將脫水塔5的塔頂汽相進(jìn)行冷凝。第二分離器52用于將冷凝后的物料進(jìn)行分離。第二再沸器53用于將脫水塔5的塔底液相進(jìn)行再沸。脫水組分流股管道54用于將脫水后的流股輸送至脫重塔6進(jìn)行脫重。脫水液相流股總管55用于排出冷凝后的液相物料(包含水和醋酸)，脫水液相流股第一支管56用于將冷凝后的液相物料回流至脫水塔本體59，脫水液相流股第二支管57用于將冷凝后的液相物
料回流至羰基合成反應(yīng)器1或甲醇流股管道11，脫水氣相流股管道58用于排出冷凝后的氣相物料并送至第一分離器42。
140.該羰基合成乙酸的節(jié)能系統(tǒng)中，脫重塔6包括第三冷凝器61、第三分離器62、第三再沸器63、脫重組分流股管道64、醋酸產(chǎn)品流股管道65、脫重液相流股管道66、脫重氣相流股管道67和脫重塔本體68；脫重塔本體68依次與第三冷凝器61和第三分離器62連通后再經(jīng)脫重液相流股管道66與脫重塔本體68連通，脫重氣相流股管道67與第三分離器62連通；脫重塔本體68與第三再沸器63連通后第三再沸器63再與脫重塔本體68連通；醋酸產(chǎn)品流股管道65和脫重液相流股管道66分別與脫重塔本體68連通。第三冷凝器61用于將脫重塔6的塔頂汽相進(jìn)行冷凝。第三分離器62用于將冷凝后的物料進(jìn)行分離。第三再沸器63用于將脫重塔6的塔底液相進(jìn)行再沸。脫重組分流股管道64用于排出脫重組分。醋酸產(chǎn)品流股管道65用于排出醋酸產(chǎn)品。脫重液相流股管道66用于將冷凝后的液相物料回流至脫重塔本體68。脫重氣相流股管道67用于排出包含氮?dú)獾奈矚猓梢运椭粱鹁妗?br/>141.醋酸產(chǎn)品流股管道65上可設(shè)有冷卻器，將從脫重塔6獲得的醋酸產(chǎn)品進(jìn)行冷卻。
142.該羰基合成乙酸的節(jié)能系統(tǒng)中，選自如下連通方式中的至少一種：
143.1)節(jié)能系統(tǒng)還包括第一熱源管道81，壓縮裝置8、第一熱源管道81和洗滌塔3依次連通后再與熱交換裝置7連通；至少部分第二蒸汽流股可作為洗滌塔3的熱源，即用作洗滌的熱源，換熱后循環(huán)至熱交換裝置7，循環(huán)利用熱量；
144.2)節(jié)能系統(tǒng)還包括第二熱源管道82，脫輕塔4包括第一再沸器43和脫輕塔本體413，壓縮裝置8、第二熱源管道82和第一再沸器43依次連通后再與熱交換裝置7連通；脫輕塔本體413與第一再沸器43連通后第一再沸器43再與脫輕塔本體413連通；至少部分第二蒸汽流股可作為第一再沸器43的熱源，即用作脫輕的熱源，換熱后循環(huán)至熱交換裝置7，循環(huán)利用熱量；
145.3)節(jié)能系統(tǒng)還包括第三熱源管道83，脫水塔5包括第二再沸器53和脫水塔本體59，壓縮裝置8、第三熱源管道83和第二再沸器53依次連通后再與熱交換裝置7連通；脫水塔本體59與第二再沸器53連通后第二再沸器53再與脫水塔本體59連通；至少部分第二蒸汽流股可作為第二再沸器53的熱源，即用作脫水的熱源，換熱后循環(huán)至熱交換裝置7，循環(huán)利用熱量；
146.4)節(jié)能系統(tǒng)還包括第四熱源管道84，脫重塔6包括第三再沸器63和脫重塔本體68，壓縮裝置8、第四熱源管道84和第三再沸器63依次連通后再與熱交換裝置7連通；脫重塔本體68與第三再沸器63連通后第三再沸器63再與脫重塔本體68連通；至少部分第二蒸汽流股可作為第三再沸器63的熱源，即用作脫重的熱源，換熱后循環(huán)至熱交換裝置7，循環(huán)利用熱量。
147.具體的，洗滌塔3設(shè)有第一熱源出口33，第一再沸器43設(shè)有第二熱源出口431，第二再沸器53設(shè)有第三熱源出口531，第三再沸器63設(shè)有第四熱源出口631；選自如下如下連通方式中的至少一種：
148.第一熱源出口33與熱交換裝置7連通；
149.第二熱源出口431與熱交換裝置7連通；
150.第三熱源出口531與熱交換裝置7連通；
151.第四熱源出口631與熱交換裝置7連通。
152.該羰基合成乙酸的節(jié)能系統(tǒng)中，還包括第二外部循環(huán)物料流股管道10和冷卻器14；選自第二外部循環(huán)物料流股管道10、第一熱源出口33、第二熱源出口431、第三熱源出口531和第四熱源出口631中的至少一種與冷卻器14連通，冷卻器14與選自第一冷凝器41、第二冷凝器51和第三冷凝器61中的至少一種連通后再與壓縮裝置8連通。
153.從洗滌塔3、第一再沸器43、第二再沸器53和第三再沸器63熱交換后的凝液可以至少部分送往熱交換裝置7，進(jìn)一步，可以至少部分經(jīng)冷卻后送往第一冷凝器41、第二冷凝器51和第三冷凝器61中的至少一種與塔頂汽相進(jìn)行熱交換，回收熱量，降低塔頂冷量的消耗，然后通入壓縮裝置8，利用少量電能提高熱品位后再送至洗滌塔3、第一再沸器43、第二再沸器53和第三再沸器63中至少一種，回收熱量，降低塔底熱能的消耗。
154.該羰基合成乙酸的節(jié)能系統(tǒng)中，第一冷凝器41設(shè)有第一冷源進(jìn)口411和第一冷源出口412；第二冷凝器51設(shè)有第二冷源進(jìn)口511和第二冷源出口512，第三冷凝器61設(shè)有第三冷源進(jìn)口611和第三冷源出口612；選自如下連通方式中的至少一種：
155.1)選自第二外部循環(huán)物料流股管道10、第一熱源出口33、第二熱源出口431、第三熱源出口531和第四熱源出口631中的至少一種與冷卻器14連通，冷卻器14與第一冷源進(jìn)口411連通，第一冷源出口412與壓縮裝置8連通；
156.2)選自第二外部循環(huán)物料流股管道10、第一熱源出口33、第二熱源出口431、第三熱源出口531和第四熱源出口631中的至少一種與冷卻器14連通，冷卻器14與第二冷源進(jìn)口511連通，第二冷源出口512與壓縮裝置8連通；
157.3)選自第二外部循環(huán)物料流股管道10、第一熱源出口33、第二熱源出口431、第三熱源出口531和第四熱源出口631中的至少一種與冷卻器14連通，冷卻器14與第三冷源進(jìn)口611連通，第三冷源出口612與壓縮裝置8連通。
158.在上述連通的管道上可依據(jù)實際輸送需求設(shè)置泵，比如羰基合成反應(yīng)器1與熱源進(jìn)口71連通的管道上設(shè)置泵，閃蒸液相流股管道22上設(shè)置泵，脫輕第一液體流股管道44上設(shè)置泵，脫水液相流股總管55上設(shè)置泵，脫重液相流股管道66上設(shè)置泵，脫輕組分流股總管48上設(shè)置泵，脫水氣相流股管道58上設(shè)置泵，脫水液相流股第二支管57上設(shè)置泵，脫輕第二液體流股管道45上設(shè)置泵，第一外部循環(huán)物料流股管道9上設(shè)置泵，第二外部循環(huán)物料流股管道10上設(shè)置泵。
159.具體的，該羰基合成乙酸的節(jié)能系統(tǒng)中，如圖1所示，節(jié)能系統(tǒng)還包括外部循環(huán)物料流股總管15，外部循環(huán)物料流股總管15上設(shè)有外部循環(huán)物料流股管道9和第二外部循環(huán)物料流股管道10，選自第一熱源出口33、第二熱源出口431、第三熱源出口531和第四熱源出口631中的至少一種與外部循環(huán)物料流股總管15連通。
160.實施例所使用的節(jié)能系統(tǒng)如圖1所示，對比例所使用的系統(tǒng)如圖2所示，未采用反應(yīng)熱利用工藝和自回?zé)峋s工藝，未設(shè)置熱交換裝置7、壓縮裝置8、冷卻器14及相關(guān)熱能利用的管道，通過反應(yīng)物料流股冷卻器16，用冷卻水移除反應(yīng)熱。
161.以乙酸50萬噸/年產(chǎn)能采用圖1羰基合成乙酸的節(jié)能系統(tǒng)和節(jié)能方法(實施例)，與圖2系統(tǒng)和方法(對比例)進(jìn)行對比：
162.1、本發(fā)明節(jié)能方法采用反應(yīng)熱利用工藝：從熱交換裝置7吸收熱量，壓縮后在洗滌塔3、脫輕塔4的第一再沸器43、脫水塔5的第二再沸器53和脫重塔6的第三再沸器63中釋放熱量，循環(huán)利用，包括如下步驟：
163.1)將反應(yīng)原料流股進(jìn)行羰基合成反應(yīng)，以提供包含乙酸的反應(yīng)物料流股；
164.2)將步驟1)獲得的至少部分反應(yīng)物料流股進(jìn)行閃蒸、洗滌、脫輕、脫水和脫重，以提供醋酸產(chǎn)品流股；
165.3)將至少部分外部循環(huán)物料流股作為冷源與步驟1)獲得的至少部分反應(yīng)物料流股作為熱源進(jìn)行熱交換，回收羰基合成反應(yīng)熱，以提供第一蒸汽流股；
166.4)將第一蒸汽流股進(jìn)行壓縮，以提供第二蒸汽流股；
167.5)將第二蒸汽流股用作洗滌、脫輕、脫水和脫重處理方法的熱源，進(jìn)行熱交換后循環(huán)至步驟3)再進(jìn)行熱交換。
168.來自羰基合成反應(yīng)器1溫度為195℃的反應(yīng)液在熱交換裝置7(廢熱鍋爐)中釋放熱量，返回羰基合成反應(yīng)器1。200℃飽和水(鍋爐水)即外部循環(huán)物料流股在熱交換裝置7(廢熱鍋爐)中吸收熱量汽化為壓力0.5mpag，溫度159℃的低壓蒸汽即第一蒸汽流股，然后經(jīng)壓縮裝置8(壓縮機(jī))壓縮從而升壓升溫為壓力1.5mpag，溫度201℃的第二蒸汽流股，然后進(jìn)入洗滌塔3、脫輕塔4的第一再沸器43、脫水塔5的第二再沸器53和脫重塔6的第三再沸器63，釋放熱量冷凝為飽和水，返回?zé)峤粨Q裝置7(廢熱鍋爐)。
169.表1反應(yīng)熱利用工藝能耗對比
[0170][0171]
注：a.折標(biāo)煤系數(shù)參考《工業(yè)冰醋酸單位產(chǎn)品能源消耗限額》(gb 29437-2012)及《石油化工設(shè)計能耗計算標(biāo)準(zhǔn)》(gb/t 50441-2016)；
[0172]
b.負(fù)數(shù)表示節(jié)約能耗。
[0173]
2、本發(fā)明節(jié)能方法采用自回?zé)峋s工藝：從塔頂冷凝器吸收熱量，壓縮后在洗滌塔、塔底再沸器中釋放熱量，循環(huán)利用，如下：
[0174]
脫輕塔4、脫水塔5和脫重塔6的塔頂汽相工藝物料溫度為115～140℃，在脫輕塔4的第一冷凝器41、脫水塔5的第二冷凝器51和脫重塔6的第三冷凝器61中釋放熱量冷凝為液相。
[0175]
128℃飽和水在脫輕塔4的第一冷凝器41、脫水塔5的第二冷凝器51和脫重塔6的第三冷凝器61中吸收熱量汽化為壓力0.15mpag，溫度128℃的低壓蒸汽，經(jīng)壓縮裝置8升壓升溫為壓力1.5mpag，溫度201℃的第二蒸汽流股，然后在洗滌塔3、脫輕塔4的第一再沸器43、脫水塔5的第二再沸器53和脫重塔6的第三再沸器63中釋放熱量冷凝為200℃飽和水，與外部循環(huán)物料流股(200℃飽和水)一起部分輸送至冷卻器14中冷卻到128℃即128℃飽和水，返回脫輕塔4、脫水塔5和脫重塔6的第一冷凝器、第二冷凝器和第三冷凝器。
[0176]
脫輕塔4、脫水塔5和脫重塔6塔底液相工藝物料溫度132～161℃，在洗滌塔3、脫輕塔4的第一再沸器43、脫水塔5的第二再沸器53和脫重塔6的第三再沸器63中吸收熱量汽化。
[0177]
表2自回?zé)峋s工藝能耗對比
[0178][0179]
注：a.《工業(yè)冰醋酸單位產(chǎn)品能源消耗限額》(gb 29437-2012)及《石油化工設(shè)計能耗計算標(biāo)準(zhǔn)》(gb/t 50441-2016)。
[0180]
3、對比效果
[0181]
由上述對比可見，對于50萬噸/年產(chǎn)能乙酸裝置，本發(fā)明的節(jié)能方法可節(jié)約標(biāo)準(zhǔn)煤9691.5kgce/h，每噸產(chǎn)品能耗降低155kgce/t，節(jié)能效果明顯。
[0182]
上述實施例僅例示性說明本發(fā)明的原理及其功效，而非用于限制本發(fā)明。任何熟悉此技術(shù)的人士皆可在不違背本發(fā)明的精神及范疇下，對上述實施例進(jìn)行修飾或改變。因此，舉凡所屬技術(shù)領(lǐng)域中具有通常知識者在未脫離本發(fā)明所揭示的精神與技術(shù)思想下所完成的一切等效修飾或改變，仍應(yīng)由本發(fā)明的權(quán)利要求所涵蓋。
技術(shù)特征：
1.一種羰基合成乙酸的節(jié)能方法，其特征在于，包括如下步驟：1)將反應(yīng)原料流股進(jìn)行羰基合成反應(yīng)，以提供包含乙酸的反應(yīng)物料流股；2)將步驟1)獲得的至少部分反應(yīng)物料流股進(jìn)行閃蒸、洗滌、脫輕、脫水和脫重，以提供醋酸產(chǎn)品流股；3)將至少部分外部循環(huán)物料流股作為冷源與步驟1)獲得的至少部分反應(yīng)物料流股作為熱源進(jìn)行熱交換，回收羰基合成反應(yīng)熱，以提供第一蒸汽流股；4)將所述第一蒸汽流股進(jìn)行壓縮，以提供第二蒸汽流股；5)將所述第二蒸汽流股用作洗滌、脫輕、脫水和脫重中至少一種處理方法的熱源，進(jìn)行熱交換后循環(huán)至步驟3)再進(jìn)行熱交換。2.如權(quán)利要求1所述的羰基合成乙酸的節(jié)能方法，其特征在于，步驟1)中，還包括如下技術(shù)特征中的至少一項：11)羰基合成反應(yīng)的溫度為180～200℃；12)所述反應(yīng)原料流股包括甲醇流股和co流股；13)所述反應(yīng)原料流股進(jìn)行羰基合成反應(yīng)，還提供包含尾氣的流股。3.如權(quán)利要求1所述的羰基合成乙酸的節(jié)能方法，其特征在于，步驟2)具體包括如下步驟：b1)將步驟1)獲得的至少部分反應(yīng)物料流股進(jìn)行閃蒸，以提供閃蒸氣相流股和閃蒸液相流股，所述閃蒸液相流股循環(huán)至步驟1)；b2)將所述閃蒸氣相流股進(jìn)行洗滌，以提供洗滌第一流股和洗滌第二流股，所述洗滌第二流股循環(huán)至步驟b1)；b3)將所述洗滌第一流股進(jìn)行脫輕，塔頂汽相進(jìn)行冷凝和分離，塔底液相部分進(jìn)行再沸回流進(jìn)行脫輕，以提供脫輕第一液體流股、脫輕第二液體流股、脫輕第三液體流股、包含尾氣的脫輕氣相流股和脫輕組分流股；所述脫輕第一液體流股回流進(jìn)行脫輕；所述脫輕第二液體流股和所述脫輕第三液體流股循環(huán)至步驟1)；所述脫輕組分流股分為兩部分：一部分進(jìn)行脫水，另一部分循環(huán)至步驟b2)；b4)將所述脫輕組分流股進(jìn)行脫水，塔頂汽相進(jìn)行冷凝和分離，塔底液相部分進(jìn)行再沸回流進(jìn)行脫水，以提供脫水組分流股、脫水液相流股和脫水氣相流股；所述脫水液相流股分為兩部分：一部分回流進(jìn)行脫水，另一部分循環(huán)至步驟1)；所述脫水氣相流股循環(huán)至步驟b3)中進(jìn)行分離；b5)將所述脫水組分流股進(jìn)行脫重，塔頂汽相進(jìn)行冷凝和分離，塔底液相部分進(jìn)行再沸回流進(jìn)行脫重，以提供脫重組分流股、醋酸產(chǎn)品流股、脫重液相流股和脫重氣相流股；所述脫重液相流股回流進(jìn)行脫重。4.如權(quán)利要求1所述的羰基合成乙酸的節(jié)能方法，其特征在于，步驟3)中，還包括如下技術(shù)特征中的至少一項：31)所述外部循環(huán)物料流股為脫鹽水流股和/或鍋爐水流股；32)所述第一蒸汽流股的壓力為0.3～0.5mpag；33)所述第一蒸汽流股的溫度為144～159℃；34)熱交換后得到的反應(yīng)物料流股循環(huán)至步驟1)。5.如權(quán)利要求1所述的羰基合成乙酸的節(jié)能方法，其特征在于，步驟4)中，還包括如下
技術(shù)特征中的至少一項：41)所述第二蒸汽流股的壓力為1.2～1.6mpag；42)所述第二蒸汽流股的溫度為192～205℃。6.如權(quán)利要求1所述的羰基合成乙酸的節(jié)能方法，其特征在于，步驟5)選自如下步驟中的至少一種：c1)將至少部分第二蒸汽流股作為洗滌的第一熱源，進(jìn)行熱交換，熱交換后的第一熱源至少部分循環(huán)至步驟3)作為冷源進(jìn)行熱交換；c2)將至少部分第二蒸汽流股作為脫輕的第二熱源與脫輕的部分塔底液相作為冷源進(jìn)行熱交換，熱交換后的第二熱源至少部分循環(huán)至步驟3)作為冷源進(jìn)行熱交換，再沸后的塔底液相回流進(jìn)行脫輕；c3)將至少部分第二蒸汽流股作為脫水的第三熱源與脫水的部分塔底液相作為冷源進(jìn)行熱交換，熱交換后的第三熱源至少部分循環(huán)至步驟3)作為冷源進(jìn)行熱交換，再沸后的塔底液相回流進(jìn)行脫水；c4)將至少部分第二蒸汽流股作為脫重的第四熱源與脫重的部分塔底液相作為冷源進(jìn)行熱交換，熱交換后的第四熱源至少部分循環(huán)至步驟3)作為冷源進(jìn)行熱交換，再沸后的塔底液相回流進(jìn)行脫重。7.如權(quán)利要求6所述的羰基合成乙酸的節(jié)能方法，其特征在于，將至少部分選自熱交換后的第一熱源、熱交換后的第二熱源、熱交換后的第三熱源和熱交換后的第四熱源中的至少一種作為冷源與步驟1)獲得的至少部分反應(yīng)物料流股作為熱源進(jìn)行熱交換。8.如權(quán)利要求1至7任一項所述的羰基合成乙酸的節(jié)能方法，其特征在于，將至少部分選自外部循環(huán)物料流股、熱交換后的第一熱源、熱交換后的第二熱源、熱交換后的第三熱源和熱交換后的第四熱源中的至少一種冷卻后用作脫輕、脫水和脫重中至少一種處理方法的冷源，進(jìn)行熱交換后循環(huán)至步驟4)進(jìn)行壓縮。9.如權(quán)利要求8所述的羰基合成乙酸的節(jié)能方法，其特征在于，還包括如下技術(shù)特征中的至少一項：d1)循環(huán)至步驟4)進(jìn)行壓縮前的物料壓力為0.15～0.3mpag；d2)循環(huán)至步驟4)進(jìn)行壓縮前的物料溫度為128～144℃；d3)脫輕使用的脫輕塔中塔頂、塔底物料的溫差為10～25℃；d4)脫水使用的脫輕塔中塔頂、塔底物料的溫差為10～25℃；d5)脫重使用的脫輕塔中塔頂、塔底物料的溫差為10～25℃。10.如權(quán)利要求8所述的羰基合成乙酸的節(jié)能方法，其特征在于，所述節(jié)能方法選自如下步驟中的至少一種：e1)將至少部分選自外部循環(huán)物料流股、熱交換后的第一熱源、熱交換后的第二熱源、熱交換后的第三熱源和熱交換后的第四熱源中的至少一種冷卻后作為脫輕的第一冷源，與脫輕的塔頂汽相作為熱源進(jìn)行熱交換，熱交換后的第一冷源循環(huán)至步驟4)進(jìn)行壓縮，冷凝后的塔頂汽相進(jìn)行分離；e2)將至少部分選自外部循環(huán)物料流股、熱交換后的第一熱源、熱交換后的第二熱源、熱交換后的第三熱源和熱交換后的第四熱源中的至少一種冷卻后作為脫水的第二冷源，與脫水的塔頂汽相作為熱源進(jìn)行熱交換，熱交換后的第二冷源循環(huán)至步驟4)進(jìn)行壓縮，冷凝
后的塔頂汽相進(jìn)行分離；e3)將至少部分選自外部循環(huán)物料流股、熱交換后的第一熱源、熱交換后的第二熱源、熱交換后的第三熱源和熱交換后的第四熱源中的至少一種冷卻后作為脫重的第三冷源，與脫重的塔頂汽相作為熱源進(jìn)行熱交換，熱交換后的第三冷源循環(huán)至步驟4)進(jìn)行壓縮，冷凝后的塔頂汽相進(jìn)行分離。
技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明提供一種羰基合成乙酸的節(jié)能方法。該節(jié)能方法包括如下步驟：1)將反應(yīng)原料流股進(jìn)行羰基合成反應(yīng)；2)將至少部分反應(yīng)物料流股進(jìn)行閃蒸、洗滌、脫輕、脫水和脫重；3)將至少部分外部循環(huán)物料流股作為冷源與至少部分反應(yīng)物料流股作為熱源進(jìn)行熱交換，回收羰基合成反應(yīng)熱，以提供第一蒸汽流股；4)將第一蒸汽流股進(jìn)行壓縮，以提供第二蒸汽流股；5)將第二蒸汽流股用作洗滌、脫輕、脫水和脫重中至少一種處理方法的熱源，進(jìn)行熱交換后循環(huán)至步驟3)再進(jìn)行熱交換。本發(fā)明節(jié)能方法綜合利用熱量，降低能耗。耗。耗。
