Результат интеллектуальной деятельности: СПОСОБ РЕГЕНЕРАЦИИ МЕТАНОЛА ИЗ МИНЕРАЛИЗОВАННОГО ВОДНОГО РАСТВОРА

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.