Способ выделения метанола из минерализованного водного раствора

Способ выделения метанола из минерализованного водного раствора

Реферат

Изобретение относится к процессам регенерации метанола и может быть использовано в нефтегазовой промышленности.

Известен способ регенерации метанола из водометанольного раствора [RU 2465949, опубл. 10.11.2012 г., МПК B01D 53/00], включающий дегазацию водометанольного раствора, отделение свободного конденсата, отстаивание при 20-40°С до разрушения тонкодисперсной эмульсии конденсата и выпадения механических примесей, огневой нагрев водометанольного раствора и выделение метанола в ректификационной колонне.

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

Наиболее близким по технической сущности к заявляемому способу является способ регенерации метанола из минерализованного водного раствора [RU 2159664, опубл. 27.11.2000 г., МПК B01D 53/26], который позволяет предотвратить отложение солей и механических примесей на греющих поверхностях и во фракционирующей колонне, и включает испарение предварительно нагретого минерализованного водометанольного раствора с получением солевого концентрата, солевого остатка (шлама) и водометанольных паров, ректификацию последних во фракционирующей колонне с острым орошением с получением метанола и воды, причем испарение осуществляют путем смешения предварительно нагретого водометанольного раствора с нагретой рециркулируемой частью водометанольных паров и солевым концентратом, при этом основную часть водометанольных паров охлаждают и подают на фракционирование. Периодически процесс останавливают и солевой шлам удаляют.

Недостатком известного способа является его сложность, связанная с многостадийностью процесса и использованием большого количества оборудования (15 единиц), а также периодичность процесса.

Задачей изобретения является упрощение способа.

Техническим результатом является упрощение способа за счет обеспечения непрерывности процесса, сокращения количества стадий процесса и используемых единиц оборудования путем исключения образования солевого шлама и периодических стадий его удаления.

Указанный технический результат достигается тем, что в известном способе, включающем ректификацию водометанольных паров во фракционирующей колонне с острым орошением с получением метанола, особенностью является то, что в среднюю часть колонны дополнительно подают нагретый минерализованный водометанольный раствор, из колонны выше точки ввода последнего выводят деминерализованный водометанольный раствор, выше точки вывода которого вводят водометанольные пары с высоким содержанием метанола, при этом в низ колонны подают первый поток паров водометанольного раствора с низким содержанием метанола, а из низа колонны выводят водно-солевой раствор, затем деминерализованный водометанольный раствор смешивают с водой и фракционируют в отпарной колонне, в низ которой подают второй поток паров водометанольного раствора с низким содержанием метанола, с верха выводят водометанольные пары с высоким содержанием метанола, а с низа выводят водометанольный раствор с низким содержанием метанола, который испаряют, а пары разделяют на два потока.

Минерализованный водометанольный раствор с целью исключения образования солеотложений целесообразно нагревать до температуры, не превышающей температуру его агрегативной стабильности.

Вывод деминерализованного водометанольного раствора из колонны выше точки ввода минерализованного водометанольного раствора позволяет исключить контакт минерализованных сред с греющими поверхностями, что предотвращает отложение солей на последних и обеспечивает непрерывность процесса.

Разделение деминерализованного водометанольного раствора в отпарной колонне позволяет получить водометанольные пары с высоким содержанием метанола и водометанольный раствор с низким содержанием метанола, путем испарения которого получают пары, используемый в качестве парового орошения колонн.

Предварительное смешение деминерализованного водометанольного раствора с водой обеспечивает получение необходимого расхода парового орошения, а также способствует снижению концентрации солевого раствора, что предотвращает отложение солей во фракционирующей колонне.

Способ осуществляют следующим образом (см. чертеж). В среднюю часть фракционирующей колонны 1 после предварительной очистки от углеводородного конденсата и механических примесей и нагрева (на схеме не показано) подают минерализованный водометанольный раствор (I), выше точки его ввода из колонны выводят деминерализованный водометанольный раствор (II), а между точками вывода последнего и ввода острого орошения (III) вводят водометанольные пары с высоким содержанием метанола (IV), в низ колонны 1 подают первый поток паров водометанольного раствора с низким содержанием метанола (V), а из низа выводят водно-солевой раствор (VI). Деминерализованный водометанольный раствор (II) смешивают с водой (VII) и фракционируют в отпарной колонне 2, в низ которой подают второй поток паров водометанольного раствора с низким содержанием метанола (VIII), с верха выводят водометанольные пары с высоким содержанием метанола (IV), а с низа выводят водометанольный раствор с низким содержанием метанола (IX), который испаряют, например, с помощью рибойлера 3 и разделяют на потоки (V) и (VIII). Пары метанола (X) выводят из верха колонны 1, охлаждают и конденсируют, например, в холодильнике-конденсаторе 4, сепарируют, например, в емкостном сепараторе 5, отдув (XI) выводят, а сконденсированный метанол разделяют на две части, одну из которых (III) возвращают в колонну 1 в качестве острого орошения, а другую (XII) выводят в качестве товарного метанола.

Работоспособность предлагаемого способа иллюстрирует следующий пример. 1,0 т/ч минерализованного водометанольного раствора, содержащего 60 мас.%, метанола и 35 г/л солей, нагретого до 62°С, подвергают ректификации во фракционирующей колонне, в которую также подают 3,2 т/ч водометанольных паров с высоким содержанием метанола, 6,2 т/ч метанола в качестве острого орошения и 1,35 т/ч паров водометанольного раствора с низким содержанием метанола в качестве парового орошения. Из верха фракционирующей колонны выводят пары метанола, которые охлаждают, конденсируют и разделяют на две части, одну из которых возвращают в основную колонну в качестве острого орошения, а 0,61 т/ч балансовой части выводят в качестве товарного метанола с концентрацией 96 мас.% Из низа фракционирующей колонны отбирают 0,82 т/ч водно-солевого раствора, содержащего 1 мас.%, метанола и 43 г/л солей, и выводят с установки, а с полуглухой тарелки, расположенной выше точки ввода минерализованного водометанольного раствора, выводят 4,2 т/ч деминерализованного водометанольного раствора, который смешивают с 0,46 т/ч воды и разделяют в отпарной колонне, в низ которой подают 2,5 т/ч паров водометанольного раствора с низким содержанием метанола в качестве парового орошения, с верха которой выводят водометанольные пары с высоким содержанием метанола, а с низа - 3,85 т/ч водометанольного раствора с низким содержанием метанола, который испаряют и направляют в качестве парового орошения во фракционирующую и отпарную колонны. Процесс осуществляют непрерывно с использованием 5 единиц оборудования.

Таким образом, предлагаемое изобретение позволяет упростить процесс выделения метанола из минерализованного водного раствора и может найти применение в нефтегазовой промышленности.

1. Способ выделения метанола из минерализованного водного раствора, включающий ректификацию водометанольных паров во фракционирующей колонне с острым орошением с получением метанола, отличающийся тем, что в среднюю часть колонны дополнительно подают нагретый минерализованный водометанольный раствор, из колонны выше точки ввода последнего выводят деминерализованный водометанольный раствор, выше точки вывода которого вводят водометанольные пары с высоким содержанием метанола, при этом в низ колонны подают первый поток паров водометанольного раствора с низким содержанием метанола, а из низа колонны выводят водно-солевой раствор, затем деминерализованный водометанольный раствор смешивают с водой и фракционируют в отпарной колонне, в низ которой подают второй поток паров водометанольного раствора с низким содержанием метанола, с верха выводят водометанольные пары с высоким содержанием метанола, а с низа выводят водометанольный раствор с низким содержанием метанола, который испаряют, а пары разделяют на два потока.

2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что минерализованный водометанольный раствор нагревают до температуры, не превышающей температуру его агрегативной стабильности.