甲醇生产工艺中的塔外换热设备

摘要

本发明属于甲醇生产冷却冷凝技术。提出的甲醇生产工艺中的塔外换热设备中，采用蒸发空冷式冷却器分别对压缩工序中的各级原料气和出合成塔的混合气体进行换热处理，由预精馏塔出塔的甲醇气体和由常压塔出塔的甲醇气体采用蒸发式冷水器冷凝为液态甲醇，其设置的多单元组合式换热器具有多个独立的换热单元；分别对甲醇生产中的多路工艺流体进行冷凝冷却处理。本发明提出的换热设备可提高在甲醇生产中塔外换热的冷凝冷却效果，经实践证明传热效率可提高10％以上，达到了节能降耗的作用。

主权项

1.一种甲醇生产工艺中的塔外换热设备，本发明的特征是在原料气压缩工序中设置有多个独立的换热器，与原料气每级压缩对应设置；换热器采用蒸发空冷式换热器，在合成工序中，采用蒸发空冷式换热器(E)对出合成塔的混合气体进行换热处理，将甲醇气体和水气体等已到相变点的组合物质冷凝成液体而对其它组分气体冷却降温；在精馏工序中，对由预精馏塔出塔的甲醇气体采用蒸发式冷凝器(F)进行冷凝冷却；将气体中达到相变点的甲醇和水冷凝成液体后再回到预精馏塔进一步精馏，将要放空的不凝性气体中夹带的甲醇气体进入到多单元组合式换热器(H)的独立蒸发式换热单元中进行甲醇冷凝回收；经加压塔工艺处理得到的甲醇气体经与从常压塔来的液体进行热交换，由气相变为液体，其中一部分液体进入多单元组合式换热器(H)中的蒸发冷凝式换热单元降温达到工艺指标被采集成甲醇成品；由加压塔来的甲醇液体进入常压塔经工艺处理由液体相变为气体，进入蒸发式冷凝器(G)中冷凝为液态甲醇，少量将要放空的不凝性气体中夹带的甲醇气体进入多单元组合式换热器(H)的独立蒸发式换热单元中进行甲醇冷凝回收后，与常压塔出塔的甲醇气体经冷凝获得的液态甲醇进入多单元组合式换热器(H)的独立蒸发式换热单元进行冷却，成为甲醇成品；上述中所涉及的蒸发空冷式换热器其换热方式为：高温工艺流体首先进入空气冷却的翅片管组预冷段进行换热预冷，即利用蒸发换热段产生的水蒸汽与空气混合所形成的湿空气对翅片管组预冷段进行冷却，使高温流体得到预冷降温；被降温的工艺流体再进入蒸发换热段，蒸发换热段的换热部件由循环冷却水喷淋而在其表面形成连续均匀的薄水膜，利用管外水膜的蒸发强化管内外换热；空气由下部引入自下向上流动与冷却喷淋水形成逆流，与蒸发换热段产生的水蒸汽混合形成湿空气，在排出设备前穿过空气冷却的翅片管组预冷段，作为冷却介质对进入翅片管组的工艺流体进行大风量、大温差的冷却；蒸发空冷式换热器的结构设计为：主要包括作为预冷段的翅片管组(2)、蒸发换热段的换热部件(5)和轴流风机(1)、水喷淋装置(4)及进风栅(6)，还具有提供循环冷却水的水泵(9)、水箱(10)；空气冷却的翅片管组(2)位于轴流风机下方为水平设置，其与工艺流体管道连通，使高温工艺流体首先进入空气冷却的翅片管组预冷段强化换热进行预冷降温；蒸发换热段的换热部件(5)位于翅片管组下方，在设备的下部四周设置进风栅(6)，在蒸发换热段换热部件的上方具有水喷淋装置(4)；本发明所涉及多单元组合式换热器的结构设计为：其主要由轴流风机(1)、空气冷却的翅片管组(2)和蒸发换热段的换热部件、水喷淋装置(4)及进风栅(6)构成，还具有提供循环冷却水的水泵(9)、水箱(10)等；轴流风机(1)位于设备上部，翅片管组(2)位于轴流风机下方水平设置，蒸发换热部件位于翅片管组下方；其中，蒸发换热部件为多个冷却盘管组，每个冷却盘管组与共用的轴流风机(1)、水喷淋装置(4)和进风栅(6)及水泵(9)、水箱(10)构成一个对工艺流体进行换热的独立单元；其中冷却盘管组(5-2)的进口与翅片管组连通，空气冷却的翅片管组与其中一路工艺流体连通，构成蒸发空冷式换热单元，即翅片管组作为预冷段，工艺流体先进入翅片管组进行预冷降温后再进入蒸发换热段的冷却盘管组(5-2)进行蒸发换热，而在蒸发换热段产生的水蒸汽与轴流风机从设备下部引进的空气混合形成的湿空气，作为冷却介质在排出设备前对翅片管组进行大风量、大温差的冷却；其它冷却盘管组均直接与所需处理的工艺流体管路对应连通，构成多个独立的蒸发式换热单元。