Способ регенерации метанола из минерализованного водного раствора

Способ регенерации метанола из минерализованного водного раствора

Реферат

Изобретение относится к процессам выделения метанола из минерализованных водометанольных растворов 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°C до разрушения тонкодисперсной эмульсии конденсата и выпадения механических примесей, 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 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 прерывают 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 его стадий, уменьшение количества 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 получением метанола, особенностью является то, что в качестве водометанольных паров в нижнюю часть колонны подают водометанольные пары с низким содержанием метанола, а в верхнюю часть колонны подают водометанольные пары с высоким содержанием метанола, кроме того, в среднюю часть колонны дополнительно подают нагретый минерализованный водометанольный раствор, при этом из колонны между точками ввода нагретого минерализованного водометанольного раствора и водометанольных паров с высоким содержанием метанола выводят деминерализованный водометанольный раствор, а из низа колонны выводят водно-солевой раствор, который затем охлаждают и выводят с установки, кроме того, деминерализованный водометанольный раствор фракционируют в отпарной колонне, с верха которой выводят водометанольные пары с высоким содержанием метанола, а из нижней части выводят водометанольные пары с низким содержанием метанола, при этом обогрев нижней части отпарной колонны осуществляют "горячей струей", получаемой путем нагрева смеси воды и водометанольного раствора, выводимого из низа отпарной колонны.

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

Нагрев смеси воды и водометанольного раствора может быть осуществлен, например, с помощью огневого или беспламенного устройства сжигания топлива или с помощью теплоносителя. Вывод деминерализованного водометанольного раствора из фракционирующей колонны может быть осуществлен, например, с помощью полуглухой тарелки. Нагрев минерализованного водометанольного раствора и охлаждение водно-солевого раствора могут быть осуществлены, например, с помощью рекуперационного теплообменника.

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

Разделение деминерализованного водометанольного раствора в отпарной колонне позволяет получить водометанольные пары с высоким содержанием метанола, возвращаемые на ректификацию, и водометанольные пары с низким содержанием метанола, используемые в качестве парового орошения фракционирующей колонны.

Обогрев нижней части отпарной колонны "горячей струей", получаемой путем нагрева смеси воды и водометанольного раствора, выводимого из низа колонны, обеспечивает получение расхода парового орошения колонн, необходимого для получения требуемой степени регенерации метанола, а также способствует снижению концентрации солевого раствора во фракционирующей колонне, что предотвращает солеотложение.

Способ осуществляют следующим образом. В среднюю часть фракционирующей колонны 1 подают минерализованный водометанольный раствор (1), предварительно очищенный от углеводородного конденсата и механических примесей (не показано) и нагретый, например, в рекуперационном теплообменнике 2. Из колонны 1 выше точки ввода нагретого минерализованного водометанольного раствора (I) выводят деминерализованный водометанольный раствор (II) и фракционируют его в отпарной колонне 3 с получением водометанольных паров с высоким содержанием метанола (III), направляемых в верхнюю часть колонны 1, водометанольных паров с низким содержанием метанола (IV), направляемых в качестве парового орошения в нижнюю часть колонны 1, и водометанольного раствора (V), который смешивают с водой (VI) и нагревают, например, в печи 4 с получением "горячей струи" (VII), возвращаемой в низ колонны 3. Из низа колонны 1 отбирают водно-солевой раствор (VIII), который после охлаждения, например, в рекуперационном теплообменнике 2 выводят с установки. Из верха колонны 1 выводят пары метанола (IX), охлаждают и конденсируют, например, в аппарате воздушного охлаждения 5, сепарируют, например, в емкостном сепараторе 6, полученный отдув (X) выводят с установки, а сконденсированный метанол (XI) разделяют на две части, одну из которых (XII) возвращают в колонну 1 в качестве острого орошения, а другую (XIII) выводят в качестве товарного продукта.

Работоспособность предлагаемого способа иллюстрирует следующий пример. 1,8 т/час минерализованного водометанольного раствора, содержащего 40% масс. метанола и 65 г/л солей, с температурой 62°C, подвергают ректификации во фракционирующей колонне, в которую также подают 1,27 т/час водометанольных паров с высоким содержанием метанола, 3,68 т/час острого орошения и 1,73 т/час паров водометанольного раствора с низким содержанием метанола в качестве парового орошения. Из верха фракционирующей колонны при 70,1°C выводят 4,4 т/час паров метанола, которые охлаждают, конденсируют и разделяют на две части, одну из которых возвращают в основную колонну в качестве острого орошения, а 0,72 т/час балансовой части выводят в качестве товарного метанола с концентрацией 90% масс. Из низа фракционирующей колонны при 99,5°C отбирают 1,62 т/час водно-солевого раствора, содержащего 4% масс. метанола и 72 г/л солей, который выводят с установки, а с полуглухой тарелки, расположенной выше точки ввода минерализованного водометанольного раствора, при 92,2°C выводят 2,46 т/час деминерализованного водометанольного раствора, который разделяют в отпарной колонне, в низ которой подают 2,75 т/час "горячей струи", с верха выводят водометанольные пары с высоким содержанием метанола, а с низа - 2,18 т/час водометанольного раствора, который смешивают с 0,57 т/час воды и нагревают с получением "горячей струи". Процесс осуществляют непрерывно с использованием 5 единиц оборудования.

Таким образом, предлагаемое изобретение позволяет упростить процесс регенерации метанола и может найти применение в нефтегазовой промышленности.

1. Способ регенерации метанола из минерализованного водного раствора, включающий ректификацию водометанольных паров во фракционирующей колонне с получением метанола, отличающийся тем, что в качестве водометанольных паров в нижнюю часть колонны подают водометанольные пары с низким содержанием метанола, а в верхнюю часть колонны подают водометанольные пары с высоким содержанием метанола, кроме того, в среднюю часть колонны дополнительно подают нагретый минерализованный водометанольный раствор, при этом из колонны между точками ввода нагретого минерализованного водометанольного раствора и водометанольных паров с высоким содержанием метанола выводят деминерализованный водометанольный раствор, а из низа колонны выводят водно-солевой раствор, который затем охлаждают и выводят с установки, кроме того, деминерализованный водометанольный раствор фракционируют в отпарной колонне, с верха которой выводят водометанольные пары с высоким содержанием метанола, а из нижней части выводят водометанольные пары с низким содержанием метанола, при этом обогрев нижней части отпарной колонны осуществляют "горячей струей", получаемой путем нагрева смеси воды и водометанольного раствора, выводимого из низа отпарной колонны.

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

3. Способ по п. 1 или 2, отличающийся тем, что нагрев смеси воды и водометанольного раствора осуществляют с помощью огневого или беспламенного устройства сжигания топлива или с помощью теплоносителя.

4. Способ по п. 1 или 2, отличающийся тем, что нагрев минерализованного водометанольного раствора и охлаждение водно-солевого раствора осуществляют с помощью рекуперационного теплообменника.