Процес вилучення метанолу із мінералізованого водометанольного розчину

Реферат: Процес вилучення метанолу із мінералізованого водометанольного розчину включає його попередній нагрів, випаровування із нього водометанольної суміші, відбирання сольового залишку і наступну ректифікацію водометанольної суміші на метанол і воду. Перед попереднім нагрівом на мінералізований водометанольний розчин впливають постійним магнітним полем. Випаровування водометанольної суміші здійснюють змішуванням попередньо нагрітого рекуперацією тепла нижнього продукту ректифікації мінералізованого водометанольного розчину з частиною концентрованого сольового розчину, що рециркулюють після видалення сольового залишку. Отриману суміш нагрівають при надлишковому тиску, що попереджує процес інтенсивного кипіння, здійснюють миттєве розширення нагрітої суміші з випаровуванням водометанольної суміші та наступну сепарацію цієї суміші від концентрованого сольового розчину, що містить сольовий залишок. Після сепарації водометанольну суміш подають на остаточну ректифікацію на метанол і воду, а сольовий залишок відділяють від концентрованого сольового розчину та направляють на утилізацію. При цьому частину концентрованого сольового розчину подають на рециркуляцію. Регулювання температури попереднього нагріву мінералізованого водометанольного розчину здійснюють шляхом з'єднання між собою через клапан-регулятор входу і виходу нижнього продукту ректифікації. Сольовий залишок з меншою частиною концентрованого сольового розчину з'єднують з нижнім продуктом ректифікації та направляють на рекуперацію тепла для попереднього нагріву мінералізованого водометанольного розчину. UA 121415 U (12) UA 121415 U UA 121415 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 Корисна модель належить до нафтогазової промисловості, зокрема до способів регенерації метанолу з водометанольного розчину, що містить розчинені мінеральні солі, і може бути використана при будівництві нових або реконструкції діючих установок регенерації метанолу на газових, нафтогазових та газоконденсатних родовищах. Відомий "Спосіб регенерації метанолу із мінералізованого водного розчину" (Патент РФ № 2159664, МПК B01D 53/26, опубл. 27.11.2000 р.), за яким мінералізований водометанольний розчин (BMP) попередньо нагрівають, випаровують із нього водометанольну суміш, відбирають сольовий залишок з наступною ректифікацією водометанольної суміші на метанол і воду, при цьому випарювання водометанольної суміші здійснюється змішуванням попередньо нагрітого мінералізованого водометанольного розчину з частиною парів водометанольної суміші, які додатково нагріваються і рециркулюються, основна частина парів водометанольної суміші охолоджується і направляється на ректифікацію. Додаткове нагрівання частини парів водометанольної суміші здійснюється теплою парою, яка утворюється з нижнього продукту ректифікації. Рециркуляція нагрітої пари водометанольної суміші забезпечується рециркуляцією рідкої фази сольового залишку. Охолодження основної частини пари водометанольної суміші здійснюється шляхом теплообміну з нижнім продуктом ректифікації (водним розчином) і первинним розчином. Концентрацію основної частини пари водометанольної суміші підтримують додаванням до її частини верхнього продукту. Недоліками даного способу є неможливість безперервної роботи установки внаслідок потреби у періодичному видаленні сольового залишку із спеціального піддону розділювача, складна конструкція розділювача та струменевого змішувача, зумовлена високими тиском, температурою і швидкістю потоків. Також даний спосіб має велику енергоємність через необхідність підтримання високих температур процесу. Найбільш близьким до запропонованого технічного рішення є "Спосіб регенерації метанолу із мінералізованого водного розчину" (Експрес-інформація. Серія "Подготовка, переработка и использование газа". - М.: ВНИИЭгазпром, 1990. - Вип. 4. - С. 1-4), який включає попередній нагрів мінералізованого BMP, випаровування із нього водометанольної суміші, відбирання сольового залишку і наступну ректифікацію водометанольної суміші на метанол і воду. Недоліками такого способу є випаровування водометанольної суміші при інтенсивному процесі кипіння в теплообмінному обладнанні, що створює умови швидкого відкладання мінеральних солей на теплообмінних поверхнях, внаслідок чого знижується ефективність теплообмінних процесів, забивається обладнання солями, виникають аварійні ситуації. Задачею корисної моделі, що пропонується, є оптимізація процесу вилучення метанолу з мінералізованих BMP з метою підвищення ефективності вилучення метанолу, зниження енергетичних витрат і зменшення об'ємів ремонтно-відновлювальних робіт. Поставлена задача вирішується за рахунок того, що у процесі вилучення метанолу із мінералізованого BMP, який включає попередній нагрів BMP, випаровування із нього водометанольної суміші, відбирання сольового залишку і наступну ректифікацію водометанольної суміші на метанол і воду, згідно із запропонованим технологічним рішенням, перед попереднім нагрівом на мінералізований BMP впливають постійним магнітним полем, випаровування водометанольної суміші здійснюють змішуванням попередньо нагрітого рекуперацією тепла нижнього продукту ректифікації мінералізованого BMP з частиною концентрованого сольового розчину, що рециркулюють після видалення сольового залишку, отриману суміш піддають нагріванню при надлишковому тиску, що попереджує процес інтенсивного кипіння, здійснюють миттєве розширення нагрітої суміші з випаровуванням водометанольної суміші та наступну сепарацію цієї суміші від концентрованого сольового розчину, що містить сольовий залишок, після сепарації водометанольна суміш подається на остаточну ректифікацію на метанол і воду, а сольовий залишок відділяється від концентрованого сольового розчину та направляється на утилізацію, при цьому частина концентрованого сольового розчину подається на рециркуляцію. Регулювання температури попереднього нагріву мінералізованого BMP може бути здійснено шляхом з'єднання між собою через клапан-регулятор входу і виходу нижнього продукту. Для попереднього нагріву мінералізованого BMP сольовий залишок з меншою частиною концентрованого сольового розчину може бути з'єднаний з нижнім продуктом ректифікації та направлений на рекуперацію тепла. Суть запропонованого способу полягає в тому, що процес вилучення метанолу із мінералізованого BMP здійснюється шляхом поєднання процесу випаровування водометанольної суміші у вільному просторі з процесом ректифікації водометанольної суміші на метанол і воду. 1 UA 121415 U 5 10 15 20 25 30 35 Вплив на мінералізований BMP постійним магнітним полем знижує здатність розчину до утворення сольових відкладень на нагрівальних поверхнях технологічного обладнання. Змішування попередньо нагрітого мінералізованого BMP з відповідною кількістю концентрованого залишку, що рециркулює, перед подальшим нагріванням, дозволяє підтримувати необхідну швидкість в теплообміннику-перегрівачі, яка попереджує відкладання накипу на теплообмінних поверхнях. Нагрівання суміші і концентрованого залишку при надлишковому тиску попереджує процес інтенсивного кипіння в теплообміннику-перегрівачі, за рахунок чого унеможливлюється локальна кристалізація мінеральних солей на теплообмінних поверхнях. Нагріта при надлишковому тиску суміш направляється до сепаратора-кристалізації, де відбувається її миттєве розширення із зменшенням тиску. При цьому відбувається процес інтенсивного кипіння у вільному просторі з випаровуванням водометанольної суміші, її сепарація від концентрованого сольового розчину, що містить сольовий залишок, відокремлення сольового залишку, що забезпечує неперервність та високу ефективність процесу регенерації метанолу і подовжує строк служби обладнання. Приклад використання способу. Мінералізований BMP, що надходить до установки з температурою 10 °C та тиском 0,1013 МПа з концентрацією солей 32 г/л і містить 22 мас. % метанолу, піддають впливу магнітного поля потужністю 60000 Гаусс і підігрівають до температури 75 °C. Далі його подають до випарювально-кристалізаційного блока, що являє собою випарний апарат з виносною нагрівальною камерою (теплообмінник-перегрівач), циркуляційним контуром і сепараторомкристалізатором. У циркуляційному контурі попередньо підігрітий BMP змішується з концентрованим мінералізованим розчином і суміш нагрівається в теплообміннику-перегрівачі при тиску 0,162 МПа до температури 117,5 С. Нагріта мінералізована суміш надходить до сепаратора-кристалізатора, де випаровується водометанольна суміш при тиску 0,121 МПа, яку подають в масообмінну колону як живлення для вилучення метанолу при температурі верха колони 72 °C та тиску 0,118 МПа. Пари метанолу 96 мас. % конденсують, охолоджують до температури 40 °C та збирають у буферну ємність, звідки частину метанолу скеровують на зрошення масообмінної колони. В сепараторі-кристалізаторі відділяють сольовий залишок і з меншою частиною концентрованого сольового розчину направляють на утилізацію. Більшу частину концентрованого сольового розчину подають в циркуляційний контур для змішування з попередньо нагрітим мінералізованим BMP. Таким чином, використання способу дозволяє попередити відкладення солей на теплообмінних поверхнях теплообмінного обладнання та на масообмінних пристроях ректифікаційних колон установок регенерації метанолу, що підвищує ефективність теплообмінних процесів і сприяє покращенню процесу ректифікації та вилучення метанолу з води. ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ 40 45 50 55 1. Процес вилучення метанолу із мінералізованого водометанольного розчину, який включає його попередній нагрів, випаровування із нього водометанольної суміші, відбирання сольового залишку і наступну ректифікацію водометанольної суміші на метанол і воду, який відрізняється тим, що перед попереднім нагрівом на мінералізований водометанольний розчин впливають постійним магнітним полем, випаровування водометанольної суміші здійснюють змішуванням попередньо нагрітого рекуперацією тепла нижнього продукту ректифікації мінералізованого водометанольного розчину з частиною концентрованого сольового розчину, що рециркулюють після видалення сольового залишку, отриману суміш нагрівають при надлишковому тиску, що попереджує процес інтенсивного кипіння, здійснюють миттєве розширення нагрітої суміші з випаровуванням водометанольної суміші та наступну сепарацію цієї суміші від концентрованого сольового розчину, що містить сольовий залишок, після сепарації водометанольну суміш подають на остаточну ректифікацію на метанол і воду, а сольовий залишок відділяють від концентрованого сольового розчину та направляють на утилізацію, при цьому частину концентрованого сольового розчину подають на рециркуляцію. 2. Процес за п. 1, який відрізняється тим, що регулювання температури попереднього нагріву мінералізованого водометанольного розчину здійснюють шляхом з'єднання між собою через клапан-регулятор входу і виходу нижнього продукту ректифікації. 3. Процес за п. 1, який відрізняється тим, що сольовий залишок з меншою частиною концентрованого сольового розчину з'єднують з нижнім продуктом ректифікації та направляють на рекуперацію тепла для попереднього нагріву мінералізованого водометанольного розчину. 2 UA 121415 U Комп’ютерна верстка О. Рябко Міністерство економічного розвитку і торгівлі України, вул. М. Грушевського, 12/2, м. Київ, 01008, Україна ДП “Український інститут інтелектуальної власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 3