甲醇精餾工藝流程分析

中國化工貿易第6卷第13期研究與探討China Chemical Trade2014年5月上旬刊甲醇精餾工藝流程分析張偉朝(河北保定定州天鷺新能源有限公司073000 )摘要: 甲醇作為一種基本有機化工原料,在世界經(jīng)濟中有著(zhù)非常重要的作用。而隨著(zhù)能源日益緊缺,甲醇又逐漸發(fā)展成為一種重要的能源替代品，促進(jìn)了二甲醇等化工產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。但隨著(zhù)甲醇需求量的日益增大,人們對甲醇產(chǎn)品質(zhì)量及性能提出了更高的要求。甲醇精餾作為甲醇生產(chǎn)中的重要工序，對甲醇產(chǎn)品質(zhì)量高低有著(zhù)直接影響。本文就結合甲醇，對甲醇精餾工藝進(jìn)行詳細分析與探究.關(guān)鍵詞:甲醇精餾工藝流程雙塔三塔模擬甲醇精餾是多個(gè)簡(jiǎn)單蒸餾組合。因液體混合物中所包含的物質(zhì)其沸表1粗甲醇的組成點(diǎn)不同，所以當其處于- -定溫度情況 下時(shí)，氣相中的低沸點(diǎn)物濃度會(huì )高質(zhì)量分數1%質(zhì)量分數/%于液相中的低沸點(diǎn)濃度，反之則液相中的高沸點(diǎn)物濃度較高，這就會(huì )從0.08一氧化碳乙醉0.05一定程度上轉變了氣液兩相組成。部分氣化形成的蒸汽實(shí)施冷凝處理時(shí)，二氧化碳0.74丙醇0.005因高沸點(diǎn)物相對易于冷凝，因此冷凝液中的高沸點(diǎn)物濃度則相對較高，氮0.03正丁稱(chēng)同理則未冷凝中的低沸點(diǎn)物濃度則相對較高。如此進(jìn)行不斷的冷凝.氣化,甲0.06便會(huì )從混合液中將純甲醇組完全分離出來(lái)。本文采用化工流程模擬計算0.01肉胸0.0085.836辛軟件，對甲醇精餾工藝的雙塔流程三塔流程及四塔流程進(jìn)行了模擬計算93. 161分析與比較。雙塔三塔及四塔流程的能耗比較分析，其中，冷卻水的消耗是指一、 流程簡(jiǎn)介(一)雙塔流程.32C的冷卻水被加熱到42C,蒸汽是指0.6MPa (表壓)的低壓蒸汽。雙塔精餾流程是我國老的甲醇裝置中采用較廣的一-種精餾流程從合表2雙塔三塔及 四塔流程的能耗比較th成單元來(lái)的粗甲醇經(jīng)泵加壓，再經(jīng)粗甲醇預熱器預熱后進(jìn)人預精餾塔(常項目雙塔流程三塔流程四塔流程壓操作)為了提高預精餾塔后甲醇的穩定性并盡可能回收甲醇，塔頂采預精餾塔用兩級冷凝，經(jīng)部分冷凝后的大部分甲醇水及少量雜質(zhì)留在液相作為回主精餾塔或塔頂冷卻水 2403.4 0流返回塔，二甲醚等輕組分(初餾分)及少量的甲醇水由塔頂逸出，塔加壓精餾塔塔底蒸汽 39.4底含水甲醇則由泵送至主精餾塔主精餾塔操作壓力稍高于預精餾塔，但常壓精餾塔塔頂冷卻水1925.4 1828. 1也可以認為是常壓操作，塔頂得到精甲醇產(chǎn)品，塔底排出的含微量甲醇塔底蒸汽及其它重組分的廢水送往水處理系統。548汽提塔(二) 三塔流程三塔流程是目前甲醇生產(chǎn)裝置應用最廣泛的精餾工藝，與雙塔流程其他物料耗冷卻水.7 152.2 31.2最大不同是將精餾過(guò)程分為加壓精餾和常壓精餾，充分利用加壓精餾塔總耗冷卻水2689.5 267.2 2601.9冷凝器的高品位熱能作為常壓精餾塔再沸器的熱源，減少蒸汽供應量，總耗蒸汽48.8 40.4 49.8以達到節能降耗的目的由合成單元送來(lái)的粗甲醇經(jīng)預熱器預熱后進(jìn)人預從表中的數據可以看出: 1) 雙塔流程和三塔流程中預精餾塔的分離精餾塔，溶解在租甲醉中的低沸點(diǎn)雜質(zhì)在預精餾塔塔頂精餾出并送人燃要求及操作條件完 全相同，都是將租甲醇預熱到泡點(diǎn)65C左右后進(jìn)入預料管網(wǎng);從預精餾塔塔底來(lái)的物料經(jīng)泵加壓后，送人加壓精餾塔。加壓精餾塔，所以能耗相同而四塔流程是將粗甲醇先后與常壓精餾塔塔釜水精餾塔頂為9.999 (體積分數)以上的甲醇蒸氣，冷凝后的甲醇進(jìn)入和加壓精餾塔塔 頂精甲醇產(chǎn)品換熱，將粗甲醇進(jìn)料溫度提高到75C左右回流槽，-部分作為精甲醇產(chǎn)品送到精甲醇混合罐，另一部分返回加壓后進(jìn)入預精餾塔提高進(jìn)料溫度后，再沸器的蒸汽耗量有所降低，即降低精餾塔塔頂作為回流在加壓精餾塔塔底排出的甲醇水溶液送至常壓精餾了塔底熱負荷， 而冷凝器負荷維持不變，這樣可減少蒸汽用量; 2)三塔塔常壓精餾塔 下部設雜醇油采出口，抽出含甲醇水的異丁基油，以保流程所耗總冷卻水量和總蒸汽量分別為22672h和40.4/h,大大少于雙證低于水沸點(diǎn)的雜質(zhì)(主要是醇類(lèi))分離出塔常壓精餾塔底采出的廢塔流程， 這主要是由于三塔流程中的常壓精餾塔塔釜再沸器加熱所需熱水送往廢水處理系統量為加壓精餾塔塔頂蒸汽的冷凝熱，不需外界供熱，從而降低了熱能消(三)四塔流程耗;三塔流程加壓精餾塔和常壓精餾塔的回流量之和較雙塔流程中主精四塔精餾工藝流程，粗甲醇先后與常壓精餾塔塔釜水加壓精餾塔塔餾塔的回流量小，因此耗用的蒸汽量及冷卻水量均相對較少，說(shuō)明三塔頂精甲醇換熱到75C左右進(jìn)人預精餾塔:塔頂氣經(jīng)過(guò)兩級冷凝，不凝氣流程是一 種節能型工藝， 如果裝置規模越大，則節能效果越顯著(zhù); 3)三再經(jīng)洗滌后出裝置.冷凝液和洗滌水返回塔頂全回流塔釜甲醇水經(jīng)泵加塔流程 與四塔流程相比，2種流程都使用雙效精餾，因此加壓精餾塔和常壓并與加壓精餾塔塔釜甲醇水換熱后進(jìn)人加壓精餾塔，塔頂甲醇蒸氣進(jìn)壓精餾塔的能耗相當; 由于四塔流程多了1臺汽提塔，使得其蒸汽耗量人常壓精餾塔塔釜冷凝蒸發(fā)器冷凝，冷凝波進(jìn)人回流罐.經(jīng)回流泵加壓后，及冷卻水耗量 均增加; 4)三塔流程可以產(chǎn)出約一- 半的精甲醇符合AA級一部分返回塔頂作回流，另一部分為精甲醇產(chǎn)品出裝置加壓精餾塔塔釜要求，而四塔流程產(chǎn)出的總精甲醇濃度為9925%9 (質(zhì)量分數)，完全甲醇水自壓進(jìn)入常壓精餾塔精餾，塔頂分出剩余甲醇，塔釜水- -部分返符合 AA級要求?；仡A精餾塔塔頂洗滌器，剩余廢水去污水處理系統側線(xiàn)抽出雜醇油進(jìn)人汽提塔，塔頂氣體返回常壓精餾塔，汽提塔側線(xiàn)雜醇油出裝置,塔釜水參考文獻去污水處理或返回氣化工段使用。川陸文斌，時(shí)正興.新型高效規整填料塔在甲醇精餾生產(chǎn)中的應用I現代化工2005 (12)二、模擬分析[2l 吳嘉，陳露.具有熱集成和水集成的甲醇精餾新工藝及其欖擬L化工學(xué)報2005( 03 )151宋佰順，設計以某企業(yè)生產(chǎn)裝置年產(chǎn)300kt精甲醇，年運行時(shí)間7920h，粗甲奎鴿，劉喜保.甲醇精餾采用高效塔板和工藝路線(xiàn)的改進(jìn)uIL小氮肥設計技術(shù), 2004 (01 )醇總進(jìn)料量為40880kg/h,溫度為40C，壓力為0.4MPa (表壓)為基礎[31趙瑞紅，趙煥棋,張向京UNIFAC法在甲醇精餾過(guò)程模擬計算中的應用I.化學(xué)工程2000(01)[4吳嘉.陳露.具有熱集成和水集成的甲醇精餾新工藝及其樓擬川L化工學(xué)報2005( 03 )|51宋佰順，數據.粗甲醇的組成見(jiàn)表1.奎鴿，劉喜保。甲醇精餾采用高效塔板和工藝路線(xiàn)的改進(jìn)[.小氨吧設計技術(shù)，2004 (01)140中國化工貿易| China Chemical Trade