申请日2020.12.29
公开（公告）日2021.04.09
IPC分类号B01D3/14; B01D36/00; C07C29/80; C07C31/04; C07C67/54; C07C69/14; C07C67/56; C07C67/48
摘要
本发明涉及一种聚乙烯醇废液回收系统的高温热水综合利用装置，包括：甲醇提纯塔(1)，催化分解塔(2)，闪蒸罐(3)，用于所述催化分解塔(2)的第一再沸器(4)和第二再沸器(5)；所述甲醇提纯塔(1)和所述第一再沸器(4)分别与所述闪蒸罐(3)相连接，所述催化分解塔(2)与所述第一再沸器(4)和所述第二再沸器(5)相连接；所述第一再沸器(4)和所述第二再沸器(5)并联设置。达到了高温废水蒸汽和热水分别再利用，降低蒸汽消耗和除盐水消耗，减少污水排放量，降低污水处理压力的效果。
权利要求书
1.一种聚乙烯醇废液回收系统的高温热水综合利用装置，其特征在于，包括：甲醇提纯塔(1)，催化分解塔(2)，闪蒸罐(3)，用于所述催化分解塔(2)的第一再沸器(4)和第二再沸器(5)；
所述甲醇提纯塔(1)和所述第一再沸器(4)分别与所述闪蒸罐(3)相连接，所述催化分解塔(2)与所述第一再沸器(4)和所述第二再沸器(5)相连接；
所述第一再沸器(4)和所述第二再沸器(5)并联设置。
2.根据权利要求1所述的高温热水综合利用装置，其特征在于，所述甲醇提纯塔(1)的塔釜与所述闪蒸罐(3)的入口采用第一管路(11)相连接；
所述催化分解塔(2)的塔釜采用第二管路(21)分别与所述第一再沸器(4)和所述第二再沸器(5)的下部入口相连接；
所述闪蒸罐(3)的蒸汽出口与所述第一再沸器(4)的上部入口采用第三管路(31)相连接；
所述第一再沸器(4)和所述第二再沸器(5)的上部出口分别采用第四管路(41)与所述催化分解塔(2)的下部相连接；
所述第一再沸器(4)的下部出口采用第五管路(42)与所述第一管路(11)相连接。
3.根据权利要求2所述的高温热水综合利用装置，其特征在于，所述第五管路(42)上设置有用于排污的第一排污管(421)。
4.根据权利要求3所述的高温热水综合利用装置，其特征在于，所述第二再沸器(5)的上部入口连接有用于与外部蒸汽源相连的第六管路(51)。
5.根据权利要求4所述的高温热水综合利用装置，其特征在于，所述闪蒸罐(3)的排污口连接有第七管路(32)和第八管路(33)。
6.根据权利要求5所述的高温热水综合利用装置，其特征在于，所述闪蒸罐(3)还设置有用于控制所述第八管路(33)通断的液位控制装置(34)。
7.根据权利要求1所述的高温热水综合利用装置，其特征在于，还包括：醋酸甲酯提纯塔(6)、冷却器(7)和离心泵(8)；
所述醋酸甲酯提纯塔(6)与所述冷却器(7)相连接，所述冷却器(7)通过所述离心泵(8)与所述闪蒸罐(3)相连接。
8.根据权利要求7所述的高温热水综合利用装置，其特征在于，所述醋酸甲酯提纯塔(6)上部设置有用于输入外部除盐水的第九管路(61)，其顶部设置有用于与催化分解塔(2)相连的第十管路(62)，其塔釜设置有与所述甲醇提纯塔(1)相连的第十一管路(63)；
所述催化分解塔(2)的顶部设置有第十二管路(22)与所述醋酸甲酯提纯塔(6)相连接。
9.根据权利要求8所述的高温热水综合利用装置，其特征在于，所述冷却器(7)设置有与所述第九管路(61)相连接的第十三管路(71)，以及设置有与所述离心泵(8)出液口相连接的第十四管路(72)；
所述冷却器(7)还设置有用于与外界循环水相连的循环水管路(73)。
10.根据权利要求9所述的高温热水综合利用装置，其特征在于，所述离心泵(8)的进液口设置有第十五管路(81)与所述闪蒸罐(3)相连接。
11.根据权利要求10所述的高温热水综合利用装置，其特征在于，第五管路(42)上的第一排污管(421)通过第十六管路(82)与所述第十五管路(81)相连接。
12.根据权利要求11所述的高温热水综合利用装置，其特征在于，所述离心泵(8)并列设置有多个。
13.根据权利要求7所述的高温热水综合利用装置，其特征在于，还包括：醋酸甲酯粗分塔(9)、卧式换热器(10)；
所述醋酸甲酯粗分塔(9)分别与所述甲醇提纯塔(1)、所述醋酸甲酯提纯塔(6)、所述冷却器(7)、所述卧式换热器(10)相连接；
所述卧式换热器(10)与所述闪蒸罐(3)、醋酸甲酯粗分塔(9)相连接，以及与所述冷却器(7)和所述离心泵(8)之间的第十四管路(72)相连接。
14.根据权利要求13所述的高温热水综合利用装置，其特征在于，所述醋酸甲酯粗分塔(9)的上部设置有用于输入外部除盐水的第十七管路(91)，其顶部设置有用于与所述醋酸甲酯提纯塔(6)相连接的第十八管路(92)，其塔釜设置有与第十一管路(63)相连接的第十九管路(93)。
15.根据权利要求14所述的高温热水综合利用装置，其特征在于，所述卧式换热器(10)设置有用于输入醇解废液的第二十管路(101)，用于与所述醋酸甲酯粗分塔(9)中部相连的第二十一管路(102)，以及与第五管路(42)上的第一排污管(421)相连接的第二十二管路(103)和第二十三管路(104)；
所述第二十二管路(103)和所述第二十三管路(104)上分别设置有用于控制其通断的控制阀。
16.根据权利要求15所述的高温热水综合利用装置，其特征在于，所述第二十管路(101)和所述第二十一管路(102)之间连接有第二十四管路(105)；
所述第二十四管路(105)上设置有用于控制其通断的控制阀。
17.根据权利要求16所述的高温热水综合利用装置，其特征在于，所述醋酸甲酯粗分塔(9)还设置有用于连接所述第十七管路(91)和所述第十三管路(71)的第二十五管路(94)，以及设置有用于连接所述第十九管路(93)和所述第十四管路(72)的第二十六管路(95)。
18.根据权利要求17所述的高温热水综合利用装置，其特征在于，所述第二十六管路(95)上还设置有用于连接所述第二十管路(101)的第二十七管路(951)；
所述第二十七管路(951)上设置有用于控制其通断的控制阀。
19.根据权利要求7所述的高温热水综合利用装置，其特征在于，所述冷却器(7)为板式冷却器。
说明书
一种聚乙烯醇废液回收系统的高温热水综合利用装置
技术领域
本发明涉及化工领域，尤其涉及一种聚乙烯醇废液回收系统的高温热水综合利用装置。
背景技术
化工企业精馏塔是常见的设备之一，在分离甲醇和水过程中，对甲醇精馏塔进行加压，甲醇蒸汽送其他塔器作为热源，底部高温废水直接排地沟，此部分废水热量高，COD低，水质好，直接排地沟造成能源浪费，但是又不能将此部分废水直接回用。如聚乙烯醇行业回收工序的甲醇提纯塔。
现有技术的回收工序中，聚乙烯醇醇解废液送醋酸甲酯粗分塔进行粗分，醋酸甲酯粗分塔馏出粗醋酸甲酯送醋酸甲酯提纯塔萃取精制，醋酸甲酯提纯塔馏出精醋酸甲酯送催化分解塔发生催化水解反应生成醋酸和甲醇；醋酸甲酯粗分塔釜出甲醇和醋酸甲酯提纯塔釜出甲醇水溶液送甲醇提纯塔提纯甲醇，甲醇提纯塔馏出气相精甲醇给醋酸甲酯粗分塔再沸器换热后送罐区，甲醇提纯塔釜出热水给醋酸甲酯粗分塔加料换热后送污水处理厂。
上述设备及工艺存在如下问题：1.目前甲醇提纯塔塔釜出高温热水(温度为120-140℃)温度高，且流量大，由于汽液混合，能源不好利用，直接排地沟送污水处理厂，不仅造成能量浪费，而且增加污水处理压力，高温也会杀死水处理系统中的部分菌类，影响污水处理的正常生产。2.醇解母液带有PVA粉末，造成醇解母液管线和板式换热器易污堵，醋酸甲酯粗分塔的来料为醇解母液，因此醋酸甲酯粗分塔塔板和釜出管线也易堵塞，需要用大量除盐水进行停车煮洗和清洗，能耗高，造成能源浪费，增加排污量。
发明内容
本发明的目的在于提供一种聚乙烯醇废液回收系统的高温热水综合利用装置。
为实现上述发明目的，本发明提供一种聚乙烯醇废液回收系统的高温热水综合利用装置，包括：甲醇提纯塔，催化分解塔，闪蒸罐，用于所述催化分解塔的第一再沸器和第二再沸器；
所述甲醇提纯塔和所述第一再沸器分别与所述闪蒸罐相连接，所述催化分解塔与所述第一再沸器和所述第二再沸器相连接；
所述第一再沸器和所述第二再沸器并联设置。
根据本发明的一个方面，所述甲醇提纯塔的塔釜与所述闪蒸罐的入口采用第一管路相连接；
所述催化分解塔的塔釜采用第二管路分别与所述第一再沸器和所述第二再沸器的下部入口相连接；
所述闪蒸罐的蒸汽出口与所述第一再沸器的上部入口采用第三管路相连接；
所述第一再沸器和所述第二再沸器的上部出口分别采用第四管路与所述催化分解塔的下部相连接；
所述第一再沸器的下部出口采用第五管路与所述第一管路相连接。
根据本发明的一个方面，所述第五管路上设置有用于排污的第一排污管。
根据本发明的一个方面，所述第二再沸器的上部入口连接有用于与外部蒸汽源相连的第六管路。
根据本发明的一个方面，所述闪蒸罐的排污口连接有第七管路和第八管路。
根据本发明的一个方面，所述闪蒸罐还设置有用于控制所述第八管路通断的液位控制装置。
根据本发明的一个方面，还包括：醋酸甲酯提纯塔、冷却器和离心泵；
所述醋酸甲酯提纯塔与所述冷却器相连接，所述冷却器通过所述离心泵与所述闪蒸罐相连接。
根据本发明的一个方面，所述醋酸甲酯提纯塔上部设置有用于输入外部除盐水的第九管路，其顶部设置有用于与催化分解塔相连的第十管路，其塔釜设置有与所述甲醇提纯塔相连的第十一管路；
所述催化分解塔的顶部设置有第十二管路与所述醋酸甲酯提纯塔相连接。
根据本发明的一个方面，所述冷却器设置有与所述第九管路相连接的第十三管路，以及设置有与所述离心泵出液口相连接的第十四管路；
所述冷却器还设置有用于与外界循环水相连的循环水管路。
根据本发明的一个方面，所述离心泵的进液口设置有第十五管路与所述闪蒸罐相连接。
根据本发明的一个方面，第五管路上的第一排污管通过第十六管路与所述第十五管路相连接。
根据本发明的一个方面，所述离心泵并列设置有多个。
根据本发明的一个方面，还包括：醋酸甲酯粗分塔、卧式换热器；
所述醋酸甲酯粗分塔分别与所述甲醇提纯塔、所述醋酸甲酯提纯塔、所述冷却器、所述卧式换热器相连接；
所述卧式换热器与所述闪蒸罐、醋酸甲酯粗分塔相连接，以及与所述冷却器和所述离心泵之间的第十四管路相连接。
根据本发明的一个方面，所述醋酸甲酯粗分塔的上部设置有用于输入外部除盐水的第十七管路，其顶部设置有用于与所述醋酸甲酯提纯塔相连接的第十八管路，其塔釜设置有与第十一管路相连接的第十九管路。
根据本发明的一个方面，所述卧式换热器设置有用于输入醇解废液的第二十管路，用于与所述醋酸甲酯粗分塔中部相连的第二十一管路，以及与第五管路上的第一排污管相连接的第二十二管路和第二十三管路；
所述第二十二管路和所述第二十三管路上分别设置有用于控制其通断的控制阀。
根据本发明的一个方面，所述第二十管路和所述第二十一管路之间连接有第二十四管路；
所述第二十四管路上设置有用于控制其通断的控制阀。
根据本发明的一个方面，所述醋酸甲酯粗分塔还设置有用于连接所述第十七管路和所述第十三管路的第二十五管路，以及设置有用于连接所述第十九管路和所述第十四管路的第二十六管路。
根据本发明的一个方面，所述第二十六管路上还设置有用于连接所述第二十管路的第二十七管路；
所述第二十七管路上设置有用于控制其通断的控制阀。
根据本发明的一个方面，所述冷却器为板式冷却器。
根据本发明的一种方案，达到了高温废水蒸汽和热水分别再利用，降低蒸汽消耗和除盐水消耗，减少污水排放量，降低污水处理压力的效果。
根据本发明的一种方案，通过设置闪蒸罐3，甲醇提纯塔1塔釜的高温热水(温度为120-140℃)即可沿闪蒸罐3切线进入罐内，根据流体两相流和涡流分离的作用，在罐内扩容后，压力降低，会在罐内产生二次闪蒸汽(温度为120-130℃)，进而可以引入低压蒸汽管道进入到第一再沸器4中，加热第一再沸器4中流经的物料，进而使得甲醇提纯塔1塔釜液所携带的热能能够被重新利用(换热后热水的温度为90-100℃)，这样实现了低品质的热能的重新利用，有效提高了本发明的能源利用率和降低了本发明的能耗，节约了生产成本。通过上述设置，其每年可节约蒸汽约1.32吨/吨聚乙烯醇，若聚乙烯醇年产量为1万吨，则产生直接经济效益约79万元/年。
根据本发明的一种方案，通过在第五管路42上设置第一排污管421，这样可以使得由甲醇提纯塔1塔釜和第一再沸器4排出的水能够被排放出去，这样有利于系统在长时间运行后排放掉具有较多固体杂质的水，对保证整个系统的长时间稳定运行有利。
根据本发明的一种方案，通过设置第二再沸器5以及用于输送外部蒸汽的第六管路51，这样可以保证在第一再沸器4无法工作或供热不足的情况下通过第二再沸器5进行热能补充，进而对保证本发明的稳定运行有利。
根据本发明的一种方案，通过在闪蒸罐3上设置多条排污管道，这样可以在其中一条排污管道被堵塞的情况下仍能对闪蒸罐3进行排污作业，对保证闪蒸罐的长时间连续运行有利。此外，通过采用液位控制装置控制其中一条排污管道，可以使得本发明闪蒸罐的排污实现动态控制，对提高本发明的排污效率以及系统的稳定运行有利。
根据本发明的一种方案，通过新增第一再沸器4、闪蒸罐3、离心泵8、冷却器7，甲醇提纯塔1塔釜的热水(温度为120-140℃)经过新增的第一再沸器4(换热后的热水温度为90-100℃)和冷却器7(换热后水的温度为30-40℃)两级冷却后，送至醋酸甲酯提纯塔6做萃取水循环使用，甲醇提纯塔1塔釜的热水经过新增的第一再沸器4还可以将此部分热能作为催化分解塔2塔釜的热源，不仅降低了催化分解塔2蒸汽消耗，同时节约了除盐水用量，提高了水资源利用率，减少了排污量。通过上述设置，可达到节约蒸汽约1.32吨/吨聚乙烯醇，节约除盐水用量约3.64吨/吨聚乙烯醇，减少排污量约3.64吨/吨聚乙烯醇，若聚乙烯醇年产量为1万吨，则产生直接经济效益超越104.5万元/年。
根据本发明的一种方案，通过新增闪蒸罐3、再沸器4(即第一再沸器)、冷却器7、卧式换热器10、离心泵8，高温热水(温度为120-140℃)首先进入闪蒸罐3，闪蒸罐3顶部闪蒸汽(温度为120-130℃)进入第一再沸器4换热，换热后的热水(换热后的热水温度为90-100℃)从第一再沸器4下部输入卧式换热器10，再由卧式换热器10给醋酸甲酯粗分塔9加料升温，降温后的水(温度60-80℃)与闪蒸罐底部排出的热水(温度为90-100℃)汇合在一起，通过新增的离心泵一路送醋酸甲酯粗分塔9的塔釜管线第十九管路93(通过管线95进行连接)，一路送醋酸甲酯粗分塔9的加料管线第二十管路101，一路再送至新增的冷却器7进行冷却，冷却后的热水再回到醋酸甲酯粗分塔9、醋酸甲酯提纯塔6进行回用。通过上述设置，可达到节约蒸汽约1.6吨/吨聚乙烯醇，节约除盐水用量约3.9吨/吨聚乙烯醇，减少排污量约3.9吨/吨聚乙烯醇，若聚乙烯醇年产量为1万吨，则产生直接经济效益约114万元/年。
根据本发明的一种方案，对上述三路热水采取上述分配策略能够在保证系统在技改后能够安全、稳定、高效运行，同时还能够达到本发明的热水综合利用，实现降低生产成本的目的。
根据本发明的一种方案，高温热水不仅可以给醋酸甲酯粗分塔9加料物料升温，还可以通过第一再沸器4、第二再沸器5用于催化分解塔2塔釜物料换热。如果其他装置无加料换热装置，则直接送至新增的冷却器7进行冷却后，再回到各用水点进行回用。
根据本发明的一种方案，因醋酸甲酯粗分塔9来料带有粉末，易造成塔板、加料管线以及醋酸甲酯粗分塔9的塔釜管线堵塞，平均每月需加入除盐水煮洗一次，甲醇提纯塔1的塔釜热水通过闪蒸罐3再到第一再沸器4，再到醋酸甲酯粗分塔9加料的卧式换热器10，再到新增冷却器7(即板式冷却器)后，此热水还可与醋酸甲酯粗分塔9加料换热，同时代替除盐水用于煮洗醋酸甲酯粗分塔9的塔板、加料管线第二十管路101以及醋酸甲酯粗分塔9的塔釜管线使用，节约除盐水用量，提高水资源利用率，减少排污量。通过上述设置，按照醋酸甲酯粗分塔9塔釜出料第十九管路93和加料管线第二十管路101按平均一个月煮洗一次计算，每年节约蒸汽约3万吨/年，节约除盐水用量约0.2万吨/年，减少排污量约0.2万吨/年，产生直接经济效益约3.2万元/年。
根据本发明的一种方案，通过采用列管卧式换热器10，减少设备清洗频次，节约除盐水用量，减少排污量；也可以在醋酸甲酯粗分塔9的进料管线第二十管路101上新增一台过滤器，过滤醋酸甲酯粗分塔9进料中聚乙烯醇粉末，确保整个装置正常运行。此外，通过采用列管卧式换热器10可连续性的为醋酸甲酯粗分塔9加料换热，有效降低了醋酸甲酯粗分塔9的蒸汽使用量(采用列管卧式换热器前，原来板式换热器易堵塞、为间断式运行，停用期间醋酸甲酯粗分塔加料温度低，需增加蒸汽消耗进行加料的加热，现改为卧式换热器后，可以连续性给醋酸甲酯粗分塔加料换热，节约醋酸甲酯粗分塔的蒸汽量)。通过上述设置，有效减少了列管卧式换热器的清洗次数，可保证设备连续运行三年以上，大大提高了设备运转率。
（发明人：张飞雄;罗江勤;吴远友;余德宝;朱文峰;欧阳志;刘毅;范林;王林;张伦;陈小敏）
