精甲醇及MTO級甲醇精餾工藝技術(shù)進(jìn)展

第3期(總第160期)煤化工012年6月Coal Chemical IndustryJun.2012精甲醇及MTO級甲醇精餾工藝技術(shù)進(jìn)展陳翠翠,付玉川,趙勇(蒲城清潔能源化工有限責任公司,陜西渭南714000)重點(diǎn)介紹了甲醇精餾工藝中雙塔和三塔精餾流程,對比了兩種工藝的投資消耗,為甲醇生產(chǎn)企業(yè)的精餾流程節能減耗提供參考。此外,對發(fā)展前景較好的甲醇制烯烴(MT0)產(chǎn)業(yè),針對MT0級甲醇在原料方面的特殊要求,對M級甲醇精餾工藝進(jìn)行了詳細描述,以期對甲醇制烯烴(T0)產(chǎn)業(yè)提供技術(shù)支持。關(guān)鍵詞甲醇,M0級甲醇,精餾,工藝技術(shù)文章編號:1005-9598(2012)-03-0031-03中圖分類(lèi)號:70028.13文獻標識碼:A在合成甲醇工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程中,粗甲醇的精制不僅是決定甲醇產(chǎn)品品質(zhì)的重要工序,而且精餾的能耗也2甲醇精餾工藝技術(shù)簡(jiǎn)介是影響甲醇生產(chǎn)成本的關(guān)鍵因素口l因此,對甲醇精最早的甲醇精餾工藝流程是用于30Ⅷa壓力餾工藝進(jìn)行系統研究,可以指導甲醇生產(chǎn)企業(yè)節能減以鋅鉻催化劑合成粗甲醇的精制。主要步驟有中和、耗,促進(jìn)甲醇及其下游產(chǎn)品的更好發(fā)展。脫醚、預精餾脫除輕組分等雜質(zhì)、氧化凈化、主精餾脫目前廣泛使用的甲醇精制技術(shù)為三塔雙效精餾水和重組分,最終得到精甲醇產(chǎn)品。隨著(zhù)甲醇合成L藝,在此之前,雙塔精餾工藝的使用較為普遍。本文技術(shù)的不斷發(fā)展和生產(chǎn)規模的擴大,精餾技術(shù)也取得以節約能耗、降低成本為出發(fā)點(diǎn),對甲醇精餾工藝進(jìn)了較大進(jìn)展行系統綜述,并對M0(甲醇制烯烴)級甲醇精餾進(jìn)行2.1精餾塔的選擇詳述,為MT0產(chǎn)業(yè)提供指導。精餾塔是甲醇精餾過(guò)程中最重要的設備,直接影響精甲醇的產(chǎn)品質(zhì)量、分離效果、產(chǎn)品收率、能源消耗1粗甲醇中的雜質(zhì)與三廢處理等。按內件分,精餾塔可以分為板式塔和填料塔由于甲醇合成的副反應較多,無(wú)論采用何種工藝傳統的板式塔的生產(chǎn)能力大、操作彈性大、造價(jià)方法合成甲醇都無(wú)法避免雜質(zhì)的生成。粗甲醇中的低但塔身大,安裝和檢修困難。隨著(zhù)新型板式塔的發(fā)雜質(zhì)除了水,還有醇、醚、酯、胺等40多種組分,主要展,上世紀八九十年代出現了導向浮閥、斜孔篩板、垂分為輕組分和水等重組分,其中輕組分約占甲醇質(zhì)量直篩板等塔板結構,在能耗、甲醇收率、操作等方面得的1%,重組分約占甲醇質(zhì)量的4%-5%。粗甲醇中還含到了很大改善。目前,甲醇精餾使用較廣泛的是填有獗基鐵及微量的催化劑雜質(zhì)。粗甲醇中較難分離的料塔,其優(yōu)點(diǎn)是壓降小、通量大、安裝簡(jiǎn)便,尤其是絲分有內酮(沸點(diǎn)56.29℃)正己烷(沸點(diǎn)68.7℃)等網(wǎng)波紋填料在保持其高傳質(zhì)效率的前提下,降低了造沸點(diǎn)與甲醇沸點(diǎn)(沸點(diǎn)64.7℃)較接近的組分和能與價(jià)。根據企業(yè)生產(chǎn)狀況,選擇合適的精餾塔,可以達到甲醇形成共沸物的組分。為了得到符合MA級標準節能減耗、提高企業(yè)效益的目的?；蜻_到下游工藝反應要求指標的甲醇產(chǎn)品需對某些22雙塔精餾與三塔精餾工藝特殊雜質(zhì)進(jìn)行分離。2.2.1雙塔流程中國煤化工栝預精餾塔、精餾收稿日期:2012-01-12CNMHG作者簡(jiǎn)介:陳翠翠(1986—),女,河南新鄉,工程師,碩士,2007年本科畢業(yè)于鄭州輕工業(yè)學(xué)院化工系,現從事煤制甲醇技術(shù)工作, E-mail: chencuicui2011 hotmail1.ce煤化工2012年第3期塔,工藝流程如圖1所示。粗甲醇先通過(guò)預精餾塔去壓塔。加壓塔頂部得到精甲醇產(chǎn)品,塔底物料則進(jìn)入除輕組分,再由塔釜泵送至精餾塔,除去大部分的水常壓塔,常壓塔頂得到精甲醇產(chǎn)品,塔底得到含少量等重組分。為了保證高級醇、酮從甲醇中徹底脫除,在甲醇的廢水,排出系統或進(jìn)入汽提塔。三塔流程中常精餾塔的中下部,設有側線(xiàn)采出雜醇油,并在塔底排壓塔以加壓塔的塔頂蒸汽為熱源,達到節能目的。出廢水。另外,在甲醇合成過(guò)程中,會(huì )生成相當量的酸不凝氣性物質(zhì),如甲酸、乙酸,因此,在進(jìn)料管線(xiàn)上加入堿液,調節p值在7-9,以除去粗甲醇中的酸性物質(zhì)防止加堿裝置對設備的腐蝕。預國流罐不凝氣粗甲醇預精餾塔堿裝置壓預塔回灌精甲醇低壓塔餾冷凝液低壓燕汽冷凝液低壓麥淪人精甲醇圖2三塔雙效精餾工藝流程示意冷凝液2.2.3雙塔精餾與三塔雙效工藝對比圖1雙塔精餾工藝流程示意圖雙塔精餾和三塔精餾都能夠完全保證工業(yè)上對精甲醇質(zhì)量的要求,但在工藝流程上差別較大,其具2.2.2三塔流程體操作指標也相差較大。從投資、能耗等指標對雙塔塔工藝流程是由預精餾塔、加壓塔、常壓塔組精餾流程和三塔精餾流程進(jìn)行比較分析,結果見(jiàn)表成的精餾系統,其流程圖如圖2所示。其中,預精餾塔1。由于三塔精餾流程中的常壓塔塔釜再沸器加熱所的作用與其在雙塔流程中的作用相同,加壓塔和常壓需熱量由加壓塔塔頂蒸汽提供,不需要外界供熱,從塔組成順流雙效精餾流程粗甲醇首先利用加壓塔的而降低了熱能消耗。甲醇生產(chǎn)規模相同時(shí),三塔流程精甲醇產(chǎn)品進(jìn)行預熱進(jìn)人預精餾塔,塔頂去除大部分所用的冷卻水量和蒸汽量大大小于雙塔流程所用的低沸物,塔底得到含甲醇和水的高沸點(diǎn)物料,進(jìn)入加冷卻水量和蒸汽量。表1雙塔精餾與三塔精餾投資操作費用對比產(chǎn)品質(zhì)量能源消耗設備投資生產(chǎn)規模建設同期古地面積雙塔精餾工藝分離乙醇的能力較差較大建設投資小小規模較短較小較雙塔精餾節約二塔精餾工藝滿(mǎn)足AA級標準熱能30%-40投資增加25%大、中型裝置較長(cháng)較大從表1可知,雙塔精餾工藝投資小、裝置簡(jiǎn)單易應對甲醇中的金屬尤其是堿金屬的含量要求較高(≤于生產(chǎn)操作、建設周期短,但消耗遠遠高于三塔精餾0.1×106,質(zhì)量分數)若金屬含量過(guò)高,會(huì )導致MT0工藝,適合于小規模的甲醇生產(chǎn)裝置。雙塔流程對乙催化劑中毒,影響烯烴收率。為了符合M0反應的要醇的分離能力較差,這是限制其發(fā)展的一個(gè)重要因求,需要對粗甲醇進(jìn)行不同于常規精甲醇的精餾過(guò)素。另外,精餾工序的能耗占總能耗的10%-30%,雙塔程,其加百圖?中國煤化工ⅥT0級甲醇精餾采精餾每噸甲醇的耗汽量在2.0t左右,三塔精餾比雙用多有效濃縮金屬雜塔精餾節約蒸汽50%左右,但前期設備投資費用較高。質(zhì)并CNMHG穩定塔,脫除殘留23MTo級甲醇精餾工藝的氣體及少量低沸物,穩定塔設置回流冷凝器,大部甲醇制烯烴是重要的生產(chǎn)低碳烯烴技術(shù),Ⅶ0反分甲醇在此冷凝下來(lái),進(jìn)入穩定塔回流罐,再由回流2012年6月陳翠翠等:精甲醵及MYo級甲醇精餾工藝技術(shù)進(jìn)展泵送入塔內;不凝氣則送出界區。一級蒸發(fā)器由低壓蒸汽提供熱量,產(chǎn)生的甲醇蒸汽先進(jìn)入二級蒸發(fā)器。3結論通過(guò)3個(gè)蒸發(fā)器的甲醇蒸汽被冷卻至40℃,送入MO工段作原料。通過(guò)對雙塔精餾與三塔雙效工藝對比可知,三塔輕組分精餾流程中的常壓塔塔釜再沸器加熱所需熱量由加穩定塔回流罐壓塔塔頂蒸汽提供,不需要外界供熱,從而降低了熱想甲醇能消耗,規模相同時(shí)所需冷卻水量和蒸汽量遠遠小于雙塔流程,因此,在普通的甲醇精餾流程中,三塔雙效Q工藝將是未來(lái)發(fā)展的趨勢。感這本亡器此外,對于甲醇制烯烴(MI0)反應,由于反應催化低壓蒸汽劑對甲醇中的金屬尤其是堿金屬的含量要求較高,需采用多效蒸發(fā)器,有效濃縮金屬雜質(zhì),并通過(guò)排污脫冷凝液平發(fā)器除,以此確保甲醇中金屬質(zhì)量分數降至0.1×106以下,才能夠使甲醇高效轉化M0級中醇圖3MTo級甲醇精餾工藝流程示意圖參考文獻:2.4甲醇精餾工藝研究新進(jìn)展[1]張蔚.甲醇精餾技術(shù)淺析[J.山西化工,2009,29日前,對甲醇精餾的研究主要集中在對各操作參(1):52-54數的優(yōu)化與控制上,如中國石油大學(xué)宋昭崢等5應用[2]查旭峰,段文杰萃取精餾在甲醇精餾中的應用[J]ASPEN PLUS對甲醇精餾進(jìn)行模擬,分別討論了操作回化學(xué)工程,2009,37(10):69-72流比、進(jìn)料位置、塔頂餾出量等參數對甲醇精餾過(guò)程[3]吳聲旺.甲醇雙塔精餾與三塔雙效精餾工藝應用比較[J].化學(xué)工程與裝備的影響,獲得了對高純度甲醇精餾具有指導意義的相[4]徐保云,張衛江,時(shí)彥間歇萃取精餾制備高關(guān)工藝數據。還有對間歇萃取精餾( batch extrac純甲醇模擬與實(shí)驗研究[J].化學(xué)工程,2007,35(6):tion distillation,簡(jiǎn)稱(chēng)BED,也稱(chēng)分批精餾、非穩態(tài)精餾)的研究;對具有熱集成和水集成的甲醇精餾新[5]宋昭崢,徐焱明,蔣慶哲.甲醇精餾系統的模擬研究工藝進(jìn)行模擬。這些新研究利用化工流程模擬軟[J].現代化工,2010,30(S1):85件,對甲醇精餾過(guò)程進(jìn)行模擬優(yōu)化,對甲醇精餾工藝[6]吳嘉,陳露.具有熱集成和水集成的甲醇精餾新的選擇和發(fā)展起到了積極的促進(jìn)作用工藝及其模擬[J].化工學(xué)報,2005,56(3):477-481Technology Progress on Methanol and MTo Grade Methanol Distillation ProcessChen Cuicui, Fu Yuchuan and Zhao YongPucheng Clean Energy Chemical Co, Ltd, Weinan Shaanxi 714000, China)Abstract The two-tower and three-tower methanol distillation processes were studied and both the investment andconsumption of the two processes were compared, so as to provide a reference of energy conservation and consumption re-duction for methanol producers. In addition, for methanol to olefins(MTO)industry which has a good prospect of develop-nent, the special requirements of the MTo grade methanol distillation in respect of raw materials was preserprocess of mto grade methanol distillation was described in detailmethanol to olefins(MTO)industryLLEL中國煤化工 support for theCNMHGKey words methanol, MTO grade methanol, distillation, proce