本发明涉及精馏，具体涉及一种甲醇正向四塔三效精馏节能设备及方法。
背景技术：
1、在甲醇生产领域，精馏过程对于确保产品质量至关重要。传统的双塔或三塔精馏系统在处理不同原料、能效和产品纯度方面存在一系列挑战。本发明作为对这些问题的创新性解决方案，提出了两种特色鲜明的流程，旨在提高能源利用效率、减少能耗，尤其适用于处理含水量高的粗甲醇原料。
2、在这一背景下，本发明首次提出了一种创新的甲醇正向四塔三效精馏节能设备及方法。其中，两种方案均采用正向三效流程，包括预精馏塔、高压精馏塔、中压精馏塔和常压精馏塔/真空精馏塔，为甲醇精馏过程引入了新的结构和操作方式。
3、特别值得注意的是，在本发明中，高压精馏塔的塔底采出高温废水，实现了对高温废水的有效处理。这一创新的步骤减少了高温废水被加热的次数，显著提高了能源利用效率，降低了能耗。
4、这两种流程均能保持单位精甲醇蒸汽消耗量在0.6-0.7的范围内，实现了节能的目标。这样的创新性设计不仅有助于提高甲醇精馏过程的效率，还使得本发明在处理含水量高的原料时表现出色。这为甲醇生产领域带来了全新的技术解决方案，具有重要的实际应用价值。
技术实现思路
1、本申请提供了一种甲醇正向四塔三效精馏节能设备及方法，包括两种四塔正向三效甲醇精馏流程。流程一包括依次连接的预精馏塔、高压精馏塔、中压精馏塔、常压精馏塔。所述预精馏塔的下部连接有预精馏塔再沸器一和预精馏塔再沸器二，所述高压精馏塔和中压精馏塔的下部分别连接有高压精馏塔再沸器、中压精馏塔再沸器，所述常压精馏塔的下部连接常压精馏塔再沸器。其中高压精馏塔塔顶的气相对中压精馏塔的再沸器进行供热，中压精馏塔塔顶的气相对常压精馏塔的再沸器进行供热，常压精馏塔塔顶的气相对预精馏塔再沸器一进行供热，中压精馏塔塔顶产品对预精馏塔再沸器二进行供热。流程二包含依次连接的预精馏塔、高压精馏塔、中压精馏塔、真空精馏塔。所述预精馏塔的下部连接有预精馏塔再沸器一和预精馏塔再沸器二，所述高压精馏塔和中压精馏塔的下部分别连接有高压精馏塔再沸器、中压精馏塔再沸器，所述真空精馏塔的下部连接有真空精馏塔再沸器一和真空精馏塔再沸器二。其中高压精馏塔塔顶的气相对中压精馏塔的再沸器和预精馏塔再沸器二进行供热，中压精馏塔塔顶的气相对真空精馏塔再沸器一进行供热，预精馏塔塔顶的气相对真空精馏塔再沸器二进行供热。
2、作为一种优选方案，所述的流程一包含正压分布式双效，预精馏塔(t1)后依次连接高压精馏塔(t2)、中压精馏塔(t3)与常压精馏塔(t4)。
3、作为一种优选方案，所述的流程二包含负压分布式双效，预精馏塔(t1)后依次连接高压精馏塔(t2)、中压精馏塔(t3)与真空精馏塔(t5)。
4、作为一种优选方案，所述的流程一和流程二中的高压精馏塔(t2)塔底采出高温废水。
5、作为一种优选方案，所述的常压精馏塔(t4)/真空精馏塔(t5)塔底采出燃料醇。
6、作为一种优选方案，所述的一种甲醇正向四塔三效精馏节能设备及方法，其特征在于，所述的高压精馏塔(t2)塔底采出的高温废水温度在160℃左右，所述的常压精馏塔(t4)塔底采出的燃料醇温度在75-85℃。
7、作为一种优选方案，所述的高压精馏塔(t2)塔底采出的高温废水温度在140℃左右，所述的真空精馏塔(t5)塔底采出的燃料醇温度在55-60℃。
8、作为一种优选方案，所述的中压精馏塔(t3)与常压精馏塔(t4)/真空精馏塔(t5)塔顶采出精甲醇。
9、作为一种优选方案，所述流程一与流程二适用于处理高含水量粗甲醇原料。
10、作为一种优选方案，所述高压/中压精馏塔(t2/t3)压力下降，精馏效率提高。
11、作为一种优选方案，所述流程一中的高压精馏塔的压力范围为400-700kpa(a)，中压精馏塔的压力范围为200-400kpa(a)。
12、作为一种优选方案，所述流程二中的高压精馏塔的压力范围为300-500kpa(a)，中压精馏塔的压力范围为150-200kpa(a)，真空精馏塔(t5)的压力为60kpa(a)。
13、作为一种优选方案，所述流程二中含有喷射真空泵(p1)，高压精馏塔(t2)塔顶2％的蒸汽经喷射真空泵(p1)去预精馏塔(t1)。
14、作为一种优选方案，所述流程一可用蒸汽压力为1.0+mpa(a)。
15、作为一种优选方案，所述流程二可用蒸汽压力为0.5+mpa(a)。
16、本申请具有如下优点：
17、1.流程一包含正压分布式双效，预精馏塔与常压精馏塔作为热阱，与中压精馏塔形成热耦合；
18、在其基础之上，设置高压精馏塔，中压精馏塔作为热阱，由高压精馏塔塔顶蒸汽向中压精馏塔底部的中压精馏塔再沸器供热；通过预精馏塔—高压精馏塔—中压精馏塔—常压精馏塔四塔实现三效热集成，充分利用废热；精甲醇产能分散，其中中压精馏塔与常压精馏塔塔顶采出精甲醇产品，收率高，不采出杂醇油；
19、2.流程二包含负压分布式双效，高压精馏塔塔顶部分蒸汽向中压精馏塔底部的中压精馏塔再沸器供热，剩余蒸汽分两部分，绝大部分向预精馏塔再沸器二供热，2％的蒸汽经喷射真空泵去预精馏塔回流罐，使溶有甲醇的水相回流到预精馏塔回流罐，将损失的甲醇带回预精馏塔，减少甲醇的损失；真空精馏塔再沸器一作为热阱，与中压精馏塔形成热耦合，在其基础之上，预精馏塔塔顶蒸汽向真空精馏塔再沸器二供热；通过预精馏塔—高压精馏塔
20、—中压精馏塔—真空精馏塔四塔实现三效热集成，充分利用废热；精甲醇产能分散，其中中压精馏塔与真空精馏塔塔顶采出精甲醇产品，收率高，不采出杂醇油；
21、3.两种流程中的高压精馏塔塔底采出高温废水，塔顶含醇产品进入后续塔设备进行深度分离，使得醇水分离，减少废水被加热次数，使得本发明适用于处理含水量高的粗甲醇原料。
22、4.两种流程均能保持单位精甲醇蒸汽消耗量在0.6-0.7的范围内，实现节能目标。
1.一种甲醇正向四塔三效精馏节能设备及方法，其特征在于，包括依次连接的预精馏塔(t1)、高压精馏塔(t2)、中压精馏塔(t3)、常压精馏塔(t4)/真空精馏塔(t5)，所述预精馏塔(t1)的下部连接有预精馏塔再沸器一(r1a)和预精馏塔再沸器二(r1b)，所述高压精馏塔(t2)和中压精馏塔(t3)的下部分别连接有高压精馏塔再沸器(r2)和中压精馏塔再沸器(r3)，所述常压精馏塔(t4)的下部连接有常压精馏塔再沸器(r4)，所述真空精馏塔(t5)的下部分别连接有真空精馏塔再沸器一(r5a)和真空精馏塔再沸器二(r5b)；在流程一中，所述高压精馏塔(t2)塔顶的气相用于对中压精馏塔再沸器(r3)进行供热，中压精馏塔(t3)塔顶的气相用于对常压精馏塔再沸器(r4)进行供热，常压精馏塔(t4)塔顶的气相对预精馏塔再沸器一(r1a)进行供热，中压精馏塔(t3)塔顶产品对预精馏塔再沸器二(r1b)进行供热；在流程二中，所述高压精馏塔(t2)塔顶的部分气相用于对中压精馏塔再沸器(r3)进行供热，中压精馏塔(t3)塔顶的气相用于对真空精馏塔再沸器(r5a)进行供热，高压精馏塔(t2)塔顶产品对预精馏塔再沸器二(r1b)进行供热，预精馏塔(t1)塔顶的气相对真空精馏塔再沸器一(r5b)进行供热。
2.根据权利要求1所述的一种甲醇正向四塔三效精馏节能设备及方法，其特征在于流程一包含正压分布式双效，预精馏塔(t1)后依次连接高压精馏塔(t2)、中压精馏塔(t3)与常压精馏塔(t4)。
3.根据权利要求1所述的一种甲醇正向四塔三效精馏节能设备及方法，其特征在于流程二包含负压分布式双效，预精馏塔(t1)后依次连接高压精馏塔(t2)、中压精馏塔(t3)与真空精馏塔(t5)。
4.根据权利要求1、2和3所述的一种甲醇正向四塔三效精馏节能设备及方法，其特征在于，所述的流程一和流程二中的高压精馏塔(t2)塔底采出高温废水。
5.根据权利要求1、2和3所述的一种甲醇正向四塔三效精馏节能设备及方法，其特征在于，所述的常压精馏塔(t4)/真空精馏塔(t5)塔底采出燃料醇。
6.根据权利要求1、2、4和5所述的一种甲醇正向四塔三效精馏节能设备及方法，其特征在于，所述的高压精馏塔(t2)塔底采出的高温废水温度在160℃左右，所述的常压精馏塔(t4)塔底采出的燃料醇温度在75-85℃。
7.根据权利要求1、3、4和5所述的一种甲醇正向四塔三效精馏节能设备及方法，其特征在于，所述的高压精馏塔(t2)塔底采出的高温废水温度在140℃左右，所述的真空精馏塔(t5)塔底采出的燃料醇温度在55-60℃。
8.根据权利要求1、2和3所述的一种甲醇正向四塔三效精馏节能设备及方法，其特征在于，所述的中压精馏塔(t3)与常压精馏塔(t4)/真空精馏塔(t5)塔顶采出精甲醇。
9.根据权利要求1、2、3和4所述的一种甲醇正向四塔三效精馏节能设备及方法，其特征在于流程一与流程二适用于处理高含水量粗甲醇原料。
10.根据权利要求1所述的一种甲醇正向四塔三效精馏节能设备及方法，其特征在于高压/中压精馏塔(t2/t3)压力下降，精馏效率提高。
11.根据权利要求1和2所述的一种甲醇正向四塔三效精馏节能设备及方法，其特征在于流程一中的预精馏塔的压力范围为50-90kpa(a)，回流比为0.5-2，塔顶温度为35-40℃，塔底温度为45-50℃；高压精馏塔的压力范围为400-700kpa(a)，回流比为2.5-3.5，塔顶温度为120-125℃，塔底温度为155-160℃；中压精馏塔的压力范围为200-400kpa(a)，回流比为1.5-2.5，塔顶温度为95-100℃，塔底温度为110-115℃；常压精馏塔的回流比为1.5-2，塔顶温度为60-65℃，塔底温度为75-85℃。
12.根据权利要求1和3所述的一种甲醇正向四塔三效精馏节能设备及方法，其特征在于流程二中的预精馏塔的压力范围为90-150kpa(a)，回流比为0.5-2，塔顶温度为70-75℃，塔底温度为80-85℃；高压精馏塔的压力范围为300-500kpa(a)，回流比为2.5-3.5，塔顶温度为90-95℃，塔底温度为135-140℃；中压精馏塔的压力范围为150-200kpa(a)，回流比为1.5-2.5，塔顶温度为65-70℃，塔底温度为80-85℃；真空精馏塔的压力为60kpa(a)，回流比为1.5-2，塔顶温度为45-50℃，塔底温度为55-60℃。
13.根据权利要求1和3所述的一种甲醇正向四塔三效精馏节能设备及方法，其特征在于，流程二中含有喷射真空泵(p1)，高压精馏塔(t2)塔顶2％的蒸汽经喷射真空泵(p1)去预精馏塔(t1)。
14.根据权利要求1、2和6所述的一种甲醇正向四塔三效精馏节能设备及方法，其特征在于，所述流程一可用蒸汽压力为1.0+mpa(a)。
15.根据权利要求1、3和7所述的一种甲醇正向四塔三效精馏节能设备及方法，其特征在于，所述流程二可用蒸汽压力为0.5+mpa(a)。
