提高甲醇精餾得率

2012年2月大氛配Feb.2012第35卷第再1期Large Scale Nitrogenous Fertilizer IndustryVoL.35 No.1提高甲醇精餾得率湯雄,趙西坤(兗礦國宏化工有限責任公司,山東鄒城273512)摘要:針對低壓法合成甲醇,精餾采用節能型三塔精餾流程,分析影響甲醇精餾得率的原因,總結出提高精餾得率的優(yōu)化措施。關(guān)鍵詞:甲醇精餾得率方法兗礦國宏化工有限責任公司是以高硫煤為原從閃蒸槽來(lái)的粗甲醇加入濃度為5%的堿液料生產(chǎn)醇烴酯類(lèi)產(chǎn)品的大型煤化工企業(yè)。一期裝中和后，經(jīng)甲醇預熱器加熱到65C后進(jìn)人預精餾置設計年產(chǎn)50萬(wàn)噸甲醇,同時(shí)副產(chǎn)硫磺、氬氣、液塔,預精 餾塔塔底由1.1 MPa飽和水蒸氣經(jīng)熱虹吸氧、液氮等化工原料。采用的工藝為德士古加壓氣式再沸器提供熱量。精餾系統流程如圖2所示?；?，中溫變換，低溫甲醇洗脫硫脫碳,8.2 MPa合成,系低壓法合成甲醇,精餾采用節能型三塔精餾;不凝氣放空循環(huán)水流程。該項目于2005年5月1日奠基,2005年10回流櫝月底開(kāi)工建設,2007年11月29日全線(xiàn)打通流程。2{精餾得率是產(chǎn)出的精甲醇和產(chǎn)出這些精甲醇循環(huán)水國?；亓鞑鬯枰拇旨状贾?。精餾得率的提高可直接提加|高精甲醇的產(chǎn)量,降低系統損耗,降低生產(chǎn)成本，料←精一精甲醇提高經(jīng)濟效益。因此,提高精餾得率是目前企業(yè)生.低5Ped-去回收塔產(chǎn)中著(zhù)重關(guān)注的問(wèn)題。1工藝流程介紹圖2精餾系統流程示意合成系統的工藝氣體流程如圖1所示。凈化塔頂甲醇蒸氣經(jīng)預精餾塔冷凝器將大部分甲工段來(lái)的工藝氣體,經(jīng)甲醇壓縮機加壓,在一定壓醇冷凝到預精餾塔回流槽中，沒(méi)有冷凝下來(lái)的氣力(6.5 MPa)、溫度(225~255C)、 銅基催化劑體經(jīng)過(guò)不凝氣冷卻器冷卻到38C,將其中的甲醇(C307)作用下合成粗甲醇,然后在甲醇閃蒸槽中回收到萃取槽。萃取槽加入萃取水,使其中的油類(lèi)減壓到0.4 MPa,閃蒸出溶解在甲醇中的大部分氣物 質(zhì)分離出來(lái),并在萃取槽側線(xiàn)采出。預精餾塔底體。部甲醇由泵經(jīng)預熱器預熱后進(jìn)人加壓塔，加壓塔頂的甲醇蒸氣進(jìn)人常壓塔再沸器冷凝，同時(shí)為常循環(huán)氣- -弛放氣壓塔提供熱量,甲醇蒸氣被冷凝到加壓塔回流槽,-放空氣然后一部分由回流泵升壓后回流至加壓塔塔頂，合成氣一甲醇收稿日期:2011-11-02;收到修改稿日期:2012- 01-12。閃蒸氣作者簡(jiǎn)介:楊雄,男 ,1984年出生,助理工程師。2007年畢業(yè)于武漢工程大學(xué)機械設計制造及自動(dòng)化專(zhuān)業(yè)，現為兗礦國宏化工循環(huán)水甲醇分離器閃蒸槽有限責任公司合成精餾控制室主操。聯(lián)系電話(huà):0537-5939238;圖1合成系統的工藝氣體 流程Email:yxgC 1314@163.com。第1期楊雄等. 提高甲醇精餾得率5其余部分經(jīng)加壓塔精甲醇冷卻器冷卻至不高于40催化劑活性差,且易產(chǎn)生羥基化合物,但是溫度高C,作為產(chǎn)品送人精甲醇貯槽。加壓塔底部的甲醇會(huì )影響催化劑的活性,還會(huì )影響產(chǎn)品質(zhì)量,溫度越液經(jīng)過(guò)回收熱量后進(jìn)人常壓塔，常壓塔頂排出的高,在CO和H2的反應中,副產(chǎn)物產(chǎn)量增大,增加甲醇蒸氣經(jīng)常壓塔冷卻器冷至不高于40%，冷凝了H2的消耗,從而會(huì )降低甲醇精餾得率。因而存下來(lái)的甲醇液體進(jìn)入常壓塔回流槽，一部分作為在最佳溫度點(diǎn),一般溫度會(huì )控制在230C為宜?；亓魉腿氤核敳?，其余部分作為產(chǎn)品送往精2.4維持較低的合 成操作壓力甲醇貯槽。常壓塔底排出的廢水經(jīng)過(guò)四塔回收其從化學(xué)平衡來(lái)考慮,壓力提高,對反應平衡有中的雜醇油后，經(jīng)廢水泵全部送往氣化污水處理利;從動(dòng)力學(xué)來(lái)考慮,壓力提高,反應速率提高,因裝置,以達到清潔生產(chǎn)的目的。而,提高壓力對主反應及副反應的正向反應有利。但其對各個(gè)反應的影響程度不一樣，如產(chǎn)生烴類(lèi)2粗甲醇質(zhì)量控制的反應是一個(gè)體積縮小的反應,烴類(lèi)的碳鏈越長(cháng),優(yōu)化合成操作，提高粗甲醇的質(zhì)量是提高精反應體積變化越大,故反應壓力越高,產(chǎn)生的烴類(lèi)餾得率的前提條件。目前甲醇的合成方法主要是的碳鏈越長(cháng)，越有利于副反應，如:8C0+17H2=高壓法、中壓法和低壓法,兗礦國宏化工有限責任CHg+8H20+Q。因此在保證合成反應的條件下,適公司采用低壓法，合成反應器為絕熱一管殼型并當地維持較低的操作壓力，合成系統操作壓力控.聯(lián)反應器(華東理工大學(xué)的專(zhuān)利技術(shù)),催化劑為制在5~6MPa,有利于減少飽和烷烴、長(cháng)鏈烴類(lèi)雜中國石化南京化學(xué)工業(yè)集團研究院開(kāi)發(fā)的C307質(zhì)的產(chǎn)生。銅基催化劑。由于催化劑有很高的選擇性,反應溫2.5降低循環(huán)氣中的甲 醇含量，減少副產(chǎn)物的產(chǎn)度為225~255C時(shí)，其副產(chǎn)物少,雜質(zhì)也少,具有很生顯著(zhù)的優(yōu)勢:有機雜質(zhì)含量少，增加了甲醇的產(chǎn)人塔氣中的甲醇含量應盡量低些，這樣有利率;用于測定精甲醇中還原性物質(zhì)的高錳酸鉀試于合成的反應,也可避免二甲醚、高級醇等副產(chǎn)物驗時(shí)間顯著(zhù)提高;降低了精餾的負荷,有利于提高的產(chǎn)生。如二甲醚是由甲醇脫水產(chǎn)生的,其生產(chǎn)速產(chǎn)品質(zhì)量，降低了精制過(guò)程中的物料和熱負荷的度與接觸時(shí)間和人塔氣的濃度成正比，因此應該損失。盡量降低循環(huán)氣中的甲醇含量,-般不超過(guò)0.5%。2.1甲 醇反應原理循環(huán)氣中的甲醇含量控制與以下因素有關(guān):CO+2H2=CHzOH+Q1)降低循環(huán)氣溫度。人塔氣中的甲醇含量與CO2+3H=CH,0H+H2O+Q甲醇水冷器后的溫度有直接的關(guān)系，甲醇水冷器同時(shí)發(fā)生副反應，甲醇中的副產(chǎn)物按照沸點(diǎn)的溫度越低,甲醇蒸氣分壓越低,循環(huán)氣中的甲醇的高低可分為兩大類(lèi):第- -大類(lèi)為輕鎦分,主要為含量越低，進(jìn)合成塔的甲醇含量也就越少。所以應二甲醚、甲乙醚、- -甲胺、二甲胺、三甲胺、甲醛等,該盡量降低甲醇水冷器的溫度。當甲醇水冷器的約占粗甲醇的1%;第二大類(lèi)為重組分,主要為水、溫度為 30C,操作壓力為13MPa時(shí),塔后的甲醇高級烷烴、高級醇、烯烴和有機酸等，約占粗甲醇含量為0.2%~0.3%2]。中的7%-9%。2)甲醇分離器控制較低液位。液位偏高則循2.2保持合理的原料氣中氫碳比環(huán)氣中夾帶甲醇液體，進(jìn)入合成塔后會(huì )再次反應新鮮氣中的氫碳比應控制在2.0~2.2，- -般來(lái)產(chǎn)生高級醇，使合成溫度下降，打破原有的熱平說(shuō),新鮮氣中的氫碳比過(guò)小,容易發(fā)生副反應及結衡,嚴重時(shí)還會(huì )導致循環(huán)氣壓縮機液擊損壞。因此碳,粗甲醇中的雜質(zhì)含量會(huì )大幅上升,并且對催化在實(shí)際生產(chǎn)中要盡量控制分離器的液位低些。劑的使用壽命有影響，但是氫碳比過(guò)高則消耗過(guò)3)空速的控制?？账偈钦{節合成塔床層溫度大”。在合成操作中,盡量控制氫碳比在合理值之和產(chǎn)醇量的重要手段。在甲醇生產(chǎn)中，氣體一次通內。過(guò)合成塔只能得到3%~6%的甲醇,新鮮氣的甲醇2.3維持較低的操作溫度合成率不高,因此新鮮氣必須循環(huán)使用。在- -定條從化學(xué)平衡考慮,溫度越高,對平衡不利;從件下,增加空速,合成氣與催化劑接觸的時(shí)間就會(huì )動(dòng)力學(xué)考慮,溫度越高,反應速率加快。溫度過(guò)低，減少 ,出塔氣體中的甲醇含量就少,但空速過(guò)大，5大氛職2012年第35 卷.也會(huì )增加消耗。因此,在實(shí)際生產(chǎn)中保證- -定的空3.4提高常壓塔塔底溫度，降低常壓塔塔底醇含速能減少甲醇副產(chǎn)物的生成。甲醇的沸點(diǎn)是64.7C,,在此溫度下,甲醇是沸3精餾系統的優(yōu)化騰的氣態(tài)。甲醇精餾就是粗甲醇進(jìn)人塔內匯同塔粗甲醇經(jīng)預熱后進(jìn)人精餾系統精制，制得的頂回流液流下，塔底的甲醇蒸氣逐漸上移與液體.精甲醇的產(chǎn)量直接影響著(zhù)精餾得率。所以在精餾傳質(zhì)傳熱,輕組分上移,重組分下移。從這里可以系統中,在保持產(chǎn)品質(zhì)量達到優(yōu)級品的情況下,要看出,提高塔底的溫度,使上升的輕組分中增加一盡量減少甲醇損耗,以盡量地提高精甲醇產(chǎn)量。些重組分，常壓塔塔底液體中的甲醇含量就會(huì )減3.1 消除跑冒滴漏現象少,也就減少了常壓塔塔底排出的甲醇量,減少了精餾精制過(guò)程多數為液相和汽相之間的傳熱甲醇的浪費3)。目前將常壓塔塔底溫度提高到105傳質(zhì)過(guò)程,如果出現跑冒滴漏,會(huì )使餾分物減少，C左右，此時(shí)塔底甲醇含量能達到0.1%~0.3% ,極從而影響最終精甲醇的產(chǎn)量，因此消除跑冒滴漏大地提高了精甲醇的產(chǎn)量。是提高精餾得率的基礎。3.2 降低不凝氣放空的溫度4結束語(yǔ)沒(méi)有冷凝下來(lái)的不凝氣最終經(jīng)過(guò)水洗后放綜上所述,提高精餾得率的方法很多，必須系統空，控制好不凝氣中夾帶甲醇的量可以有效的減地考慮。從粗甲醇合成工藝條件的選擇及操作管少精餾中甲醇的損失,提高精餾得率。一般控制放理,一直到精餾塔的操作,每個(gè)環(huán)節都不能放過(guò)?？盏牟荒龤鉁囟仍?8 C左右，如果高于38C，則只要精心操作,嚴格成品管理,不斷探索,積累經(jīng)不凝氣放空中的甲醇含量升高,甲醇的損失要大;驗,就能提高精餾得率,為企業(yè)創(chuàng )造好的效益。如果低于38C,則會(huì )影響產(chǎn)品的水溶性。3.3控制好預塔側線(xiàn)雜質(zhì)采出量.參考文獻在預精餾塔的循環(huán)中，需要從預精餾塔萃取[1] 楊福升,齊淑芳.甲醇生產(chǎn)工藝與操作[M].北京:石油化學(xué)工業(yè)出版杜,1976:122-124.槽和回流槽側線(xiàn)采出一-部分的油類(lèi)雜質(zhì)，這部分2] 王磊,趙紹民,李厚強.優(yōu)化甲醇工藝操作提高產(chǎn)品質(zhì)量油類(lèi)雜質(zhì)最終進(jìn)人雜醇油槽。通過(guò)視鏡觀(guān)察好槽[J].煤化工,2002 ,2(101):33-35.內液面的油類(lèi)物質(zhì),間斷性地排出,以提高產(chǎn)品的3] 宋維端,肖任堅,房鼎業(yè).甲醇工學(xué)[M].北京:化學(xué)工業(yè)出版質(zhì)量,減少甲醇的浪費。社,991 :291-292.YIELD IMPROVEMENT OF METHANOL DISTILATIONYang Xiong, Zhao Xikun(Yankuang Guohong Chemical Co. , Ltd. , Zoucheng 273512)Abstract: With the employed 3-tower distillation process of energy- -saving type in methanol synthesisat low pressure the causes affecting methanol distillation yield are analyzed and the optimized measures foryield improvement are summed up.Key word:methanol ;isillation yield;method晉煤冀州銀海年產(chǎn)1.5萬(wàn)噸氰尿酸項目建成投產(chǎn)晉煤冀州銀?；视邢挢熑喂灸戤a(chǎn)1.5 萬(wàn)噸氰尿酸項目于2011年12月6日投人試運行,11日產(chǎn)出合格品。項目正式投產(chǎn)后,每年將消耗尿素3萬(wàn)噸,年銷(xiāo)售收人6000萬(wàn)元,年創(chuàng )利稅可超1000萬(wàn)元。氰尿酸又名三聚氰酸,由尿素聚合而得,是具有良好市場(chǎng)前景的尿素后加工精細化工產(chǎn)品,可廣泛應用于醫藥、染料、涂料紡織、機械、電氣輕工等領(lǐng)域。銀?；使境浞职l(fā)揮與晉煤合作的原料優(yōu)勢延伸產(chǎn)業(yè)鏈,重點(diǎn)開(kāi)發(fā)尿素下游產(chǎn)品,采用在全國同行業(yè)中尚屬首家的天然氣熱解生產(chǎn)工藝生產(chǎn)氰尿酸,熱解完全均勻,能耗低收率高,氨氣易回收利用,且產(chǎn)品質(zhì)量穩定,節能環(huán)保效果好,對比原料煤生產(chǎn)模式優(yōu)勢更為明顯。汪家銘