甲醇精餾技術(shù)淺析

第29卷第1期山西化工Vol.29 No.12009 年2月SHANXI CHEMICAL INDUSTRYFeb. 2009專(zhuān)題討論甲醇精餾技術(shù)淺析長(cháng)蔚(山西天柱山化工有限公司,山西靜樂(lè )035100)摘要:對甲醇精餾的原理、工藝、設備進(jìn)行了評述,并對雙塔精餾工藝和三塔精餾工藝的產(chǎn)品質(zhì)量、能源消耗、建設投資以及生產(chǎn)規模進(jìn)行了對比分析。.關(guān)鍵詞:甲醇精餾工藝;精餾塔;雙塔精餾;三塔精餾中圖分類(lèi)號:TQ028.1+3文獻標識碼:A 文章編號: 1004 7050(2009)01-0052-03行部分冷凝時(shí),因高沸點(diǎn)物易于冷凝,使冷凝液中高引言沸點(diǎn)物濃度較高,未冷凝氣中低沸點(diǎn)物的濃度較高。甲醇作為重要的基本有機化工原料之一,在世如此不斷地氣化冷凝,最后使混合液中的組分幾乎界經(jīng)濟中起著(zhù)十分重要的作用。隨著(zhù)世界能源的日以純甲醇組分被分離出來(lái)。趨緊缺,甲醇又逐步發(fā)展成為重要的能源替代品,以目前，國內甲醇精餾工藝主要分為雙塔精餾工甲醇為原料合成二甲醚、烯烴等化工產(chǎn)業(yè)也得到了藝、帶有高錳酸鉀反應的精餾工藝和三塔精餾工藝。迅速的發(fā)展。目前,我國甲醇產(chǎn)能已占世界總產(chǎn)能帶有高錳酸鉀反應的精餾工藝需要對粗甲醇中的還的1/4,總能力逾1500萬(wàn)t/a。而且,隨著(zhù)甲醇衍生原性物質(zhì)進(jìn)行處理后再精餾,工藝復雜,該工藝主要物及其下游產(chǎn)品的迅速發(fā)展和甲醇燃料的應用,甲用于對甲醇質(zhì)量要求相當嚴格的場(chǎng)合。由于雙塔精醇需求量還會(huì )越來(lái)越大,因此提高甲醇產(chǎn)品質(zhì)量和餾和三塔精餾工藝完全能夠保證工業(yè)上對精甲醇質(zhì)降低生產(chǎn)消耗就越來(lái)越引起人們的關(guān)注。甲醇精餾量的要求,因此一般不必采用帶高錳酸鉀反應的精是甲醇生產(chǎn)裝置的最后一道工序,其能耗約占甲醇餾工藝。下面就甲醇生產(chǎn)的最終工序粗甲醇的雙塔生產(chǎn)總能耗的20%左右,甲醇精餾技術(shù)的好壞直接精餾和三塔精餾進(jìn)行剖析和比較。關(guān)系到精甲醇的質(zhì)量,因此選擇適合企業(yè)生產(chǎn)需要1.1雙塔精餾工藝的精餾技術(shù),是降低成本、節能降耗、提高企業(yè)經(jīng)濟雙塔精餾工藝是以前最為普遍采用的流程。這效益和市場(chǎng)競爭力的重要舉措。一流程主要由預精餾塔和主精餾塔構成(見(jiàn)第53頁(yè)圖1)。粗甲醇首先進(jìn)人預塔,它實(shí)際，上是-一個(gè)萃取1精餾工藝技術(shù)精餾塔,在塔頂和回流槽加人的相當于粗甲醇進(jìn)料甲醇精餾是多個(gè)簡(jiǎn)單蒸餾的組合。由于液體混20% ~ 30%的水作為萃取劑,將粗甲醇中所含低沸合物中所含組分的沸點(diǎn)不同,當其在- -定溫度下部點(diǎn)的非水溶性雜質(zhì)脫除。脫除輕餾分的預后甲醇進(jìn)分氣化時(shí),低沸點(diǎn)物在氣相中的濃度高于其在液相人主精餾塔,在此實(shí)現甲醇和水、高沸點(diǎn)雜質(zhì)的分中的濃度,反之液相中高沸點(diǎn)物的濃度較高,這就改離。為了保證粗甲醇中高級醇酮從甲醇中徹底脫變了氣液兩相的組成。當對部分氣化所得的蒸汽進(jìn)除,在主精餾塔的中下部設有側線(xiàn),采用管線(xiàn)形式，其主要雜質(zhì)水從主塔底部排出(必須保證主塔塔底收稿日期2008-12-11作者簡(jiǎn)介:張蔚,女 ,1971年出生, 1996年畢業(yè)于太原工業(yè)大學(xué),溫度大于104 C ,同時(shí)主塔塔底殘液的pH值在7~9)。脫除雜質(zhì)后在主塔上部或回流液中得到純度為工程師,現主要從事化工生產(chǎn)技術(shù)工作。2009年2月張蔚,甲醇精餾技術(shù)淺析●53●預塔冷凝器預后預熱器精醇冷卻器主下預塔回流槽預后泵精預|l 去甲醇貯槽。油水分離器答殘液冷卻器預塔回流泵_I主塔冷凝器殘液貯槽皆粗甲醉預熱器再預I佛|殘液泵塔主塔回流槽預塔給料泵器|殘液去污水處理沸粗甲醇貯槽|主塔回流泵甲醇貯槽圖1雙塔精餾工藝流程圄加壓塔給泵常壓塔回流槽一__一常壓塔回流泵↑加.甲醇去罐器、常壓塔冷凝器H乙醇冷卻器糖|餾乙醇貯槽雜醇冷卻器粗甲醇預熱器常雜醇貯槽開(kāi)加壓塔回流泵 塔再|(zhì)粗甲醇貯槽加壓塔回流槽器圖2三塔精餾工 藝流程圖99.9%的精甲醇。余部分經(jīng)精甲醇冷卻器冷卻到40 C作為合格產(chǎn)品。1.2三塔精餾工藝將加壓精餾塔底部排出的甲醇液送至常壓精餾三塔流程是由預精餾塔、加壓精餾塔、常壓精餾塔中下部,常壓精餾塔與雙塔精餾工藝中的主塔流塔組成的精餾系統,其工藝流程如圖2所示。其中，程相同、作用相同。所不同的是,常壓精餾塔的底部預精餾塔與雙塔流程中的預精餾塔流程相同作用熱源由加壓精餾塔的塔頂蒸汽冷凝潛熱提供。常壓相同。預精餾塔底部脫除輕餾分后密度保持在精餾塔的再沸器跟加壓精餾塔的回流冷凝器是同一0.84 g/cm3 ~0.87 g/cm3的預后甲醇液由加壓塔給臺設備。料泵加壓到0. 56 MPa~0.60 MPa,經(jīng)加壓塔出料2兩種精餾 工藝的比較換熱器和加壓塔再沸器冷凝水換熱,將溫度提高到125C后送人加壓精餾塔中下部,加壓塔塔底由2.1 產(chǎn)品質(zhì)量0.4MPa蒸汽通過(guò)加壓塔再沸器加熱到135C左雙塔精餾工藝所獲得的精甲醇產(chǎn)品中乙醇和有右,塔頂蒸出的甲醇蒸氣進(jìn)人加壓塔冷凝器冷卻,甲機雜質(zhì)含量只能控制在一定范圍內(一般只能滿(mǎn)足醇蒸氣冷凝潛熱作為常壓精餾塔的熱源,出加壓塔GB338-2004的標準要求)。主要表現為乙醇的分離冷凝器的甲醇液再次進(jìn)入加壓塔回流槽,一部分由程度較差。在- -般雙塔流程中,根據粗甲醇質(zhì)量的不加壓塔回流泵加壓后送人加壓精餾塔作為回流液,其同,精甲醇中乙醇的含量約為100 mg/g~ 600 mg/sgo，54●山西化工2009年2月隨著(zhù)甲醇衍生物產(chǎn)品的開(kāi)發(fā),對甲醇的質(zhì)量提出了能耗較大,但綜合而言 ,其經(jīng)濟、技術(shù)都比較有優(yōu)勢。更高要求。如羰基合成甲酸工藝要求甲酸中含乙酸三塔精餾工藝比較適合大型甲醇裝置,因為隨著(zhù)極少(< 100 mg/kg),因此傳統的雙塔工藝生產(chǎn)的生產(chǎn)規模的擴大,其工藝節能、高效的優(yōu)勢才可體現甲醇要達到這樣的標準,其能耗和收率均會(huì )受到較出來(lái),每萬(wàn)t甲醇的能耗投資遠低于雙塔精餾工藝。大的影響。.三塔精餾工藝彌補了雙塔精餾工藝的不足,生3甲醇精 餾塔的選擇[2]產(chǎn)的精甲醇質(zhì)量比雙塔精餾的質(zhì)量要好,乙醇含量對精餾過(guò)程來(lái)說(shuō),精餾設備是使過(guò)程得以進(jìn)行明顯降低。許多企業(yè)的生產(chǎn)質(zhì)量報告顯示,三塔精的重 要條件,它直接影響到生產(chǎn)裝置的產(chǎn)品質(zhì)量、生餾生產(chǎn)的精甲醇質(zhì)量一般能夠達到美國AA級標產(chǎn)能力 產(chǎn)品收率、能源消耗、三廢處理等。準,其中的乙醇質(zhì)量分數只有8.0X10 5左右,完全按內件分,精餾塔可分為板式精餾塔和填料型可以滿(mǎn)足甲醇羰基化的技術(shù)指標要求。精餾塔兩種。2.2能 源消耗[]傳統的板式精餾塔,塔身高大,操作彈性小,結精餾過(guò)程的能源消耗量很大,而且熱能利用率構復雜,安裝和檢修十分困難,具有開(kāi)孔率低,傳質(zhì)、極低。三塔加壓蒸餾合理地利用了熱量,它采用傳熱效果差的弊端。在生產(chǎn)過(guò)程中粗甲醇、水、電、2個(gè)主精餾塔,第1個(gè)主精餾塔加壓蒸餾，操作壓力蒸汽等消耗較高,而且控制點(diǎn)多,操作復雜,工藝指為0.56MPa~0.60MPa,使液體沸點(diǎn)升高,頂部氣標反應滯后,產(chǎn)品質(zhì)量不太穩定。隨著(zhù)新型板塔的相甲醇液化溫度約為121 C ,遠高于第2個(gè)常壓塔開(kāi)發(fā),又出現了導向浮閥斜孔篩板、垂直篩板等板塔釜液殘液的沸點(diǎn)溫度,因此可將冷凝潛熱作為常式塔結構,使之在能耗、甲醇回收率等方面有了較大壓塔再沸器的熱源。這種方式較雙塔流程可節約熱的改善。能30%~40%。--般三塔精餾的蒸汽消耗在.目前甲醇精餾使用較廣泛的是填料塔,其塔內1.1 t/d左右,循環(huán)水用量約為100 m3/t;而雙塔精件-般采用經(jīng)特殊工藝處理的不銹鋼絲網(wǎng)波紋填餾的蒸汽消耗在1.7 t/d~1. 8 t/d,甲醇循環(huán)水用量料 ,配套新型氣液分布器,可有效防止“壁流”的存約為150 m2/to .在,具有比表面積大,液體均布能力強,塔體阻力小,2.3設備投資傳質(zhì)、傳熱效率高,操作彈性大,安裝檢修方便等優(yōu)三塔精餾與雙塔精餾相比增加了加壓塔及部分點(diǎn)。與傳統板式塔相比,相同生產(chǎn)規模下能使主、預設備,設備投資有所增加,按照以往的工程建設經(jīng)塔的塔高降低1/3左右,只是設備造價(jià)較高。驗,相同規模的三塔精餾裝置要比雙塔精餾裝置在4結束語(yǔ)投資上增加25%左右,但是其運行費用一般也可節省近20%。雙塔精餾工藝和三塔精餾工藝各有利弊,生產(chǎn)2.4 生產(chǎn)規模企業(yè)應根據企業(yè)情況及生產(chǎn)狀況選擇適合的甲醇精隨著(zhù)工藝技術(shù)的不斷發(fā)展,甲醇生產(chǎn)大型化的餾工藝,以提高產(chǎn)品質(zhì)量,達到節能降耗的目的。趨勢越來(lái)越明顯,目前國內單套甲醇生產(chǎn)系統能力參考文獻:在60萬(wàn)t/a 的大型裝置已有多家建成投產(chǎn)。[1]廖衛昌 .甲醇雙效精餾節能技術(shù)[].中氮肥,2001(1):-般來(lái)說(shuō),對于年生產(chǎn)能力在4萬(wàn)t以下的甲22-24.醇裝置,采用雙塔精餾比較合適,它具有工藝投資省、[2] 陸文斌,時(shí)正興.新型高效規整填料塔在甲醇精餾生產(chǎn)建設周期短裝置簡(jiǎn)單、易于操作和管理的優(yōu)勢,雖然中的應用[J].現代化工,2005(12):59-62.Simple analysis of methanol distillation technologyZHANG Wei(Shanxi Tianzhushan Chemical Industry Co. Ltd, , Jingle Shanxi 035100, China)Abstract: This article focuses on the comments of the principles, processes and equipments of methanol disillation. Comparison analy-ses between twin- tower ditillation techniques and three tower ditillation techniques are performed in product quality, energy con-sumption and cornstruction investment a well as the different aspects of the production scale.Key words:methanol dillation process; distllation tower; twin tower disillation; three tower istllation