小氨肥 第39卷第11期2011年11月1甲醇精餾工藝流程分析田旭劉小英秦麗萍董士祥(北京航天萬源煤化工工程技術有限公司蘭州分公司730050)產(chǎn)品,塔底排出的含微量甲醇及其它重組分的廢0前言水送往水處理系統(tǒng)。隨著甲醇應用技術的發(fā)展,甲醇及其衍生品不凝氣放空作為替代能源的應用也越來越得到人們的重視。YCWR____ CWR大量煤基甲醇裝置在建或待建,而甲醇裝置的大SYCWRGCWRCWs'Cws型化和工藝流程的優(yōu)化控制對節(jié)能降耗、提高經(jīng)濟效益有著至關重要的作用。本文采用PRO/ II精甲醇化工流程模擬計算軟件,對甲醇精餾工藝的雙塔| 預精餾塔主精餾塔雜醉油流程、三塔流程及四塔流程進行了模擬計算、分析$LSC與比較。廢水1流程簡述圖1雙塔精餾工藝流程1.1 雙塔流程1.2三塔流程雙塔精餾流程是我國老的甲醇裝置中采用較三塔流程是目前甲醇生產(chǎn)裝置應用最廣泛廣的一種精餾流程(見圖1)。從合成單元來的粗的精餾工藝(見圖2),與雙塔流程最大不同是將甲醇經(jīng)泵加壓,再經(jīng)粗甲醇預熱器預熱后進人預精餾過程分為加壓精餾和常壓精餾,充分利用精餾塔(常壓操作)。為了提高預精餾塔后甲醇加壓精餾塔冷凝器的高品位熱能作為常壓精餾的穩(wěn)定性并盡可能回收甲醇,塔頂采用兩級冷凝，塔再沸器的熱源,減少蒸汽供應量,以達到節(jié)能經(jīng)部分冷凝后的大部分甲醇、水及少量雜質(zhì)留在降耗的目的。液相作為回流返回塔,二甲醚等輕組分(初餾分)由合成單元送來的粗甲醇經(jīng)預熱器預熱后進及少量的甲醇、水由塔頂逸出,塔底含水甲醇則由人預精餾塔,溶解在粗甲醇中的低沸點雜質(zhì)在預泵送至主精餾塔。主精餾塔操作壓力稍高于預精精餾塔塔頂精餾出并送入燃料管網(wǎng);從預精餾塔餾塔,但也可以認為是常壓操作,塔頂?shù)玫骄状妓讈淼奈锪辖?jīng)泵加壓后,送人加壓精餾塔。加1 CWR「cws&CWRCws'CWS'CWR精甲醇目g- JBcws'預精餾塔加壓精餾塔|雜醇油常壓精餾塔粗甲醇GSLGCwR精甲胞cws圖2三塔精餾工藝流程小氮肥_第39卷 第11期2011年11月壓精餾塔塔頂為99.99%(體積分數(shù))以上的甲醇不凝氣再經(jīng)洗滌后出裝置,冷凝液和洗滌水返回蒸氣,冷凝后的甲醇進入回流槽,一部分作為精甲塔頂全回流。塔釜甲醇水經(jīng)泵加壓并與加壓精餾醇產(chǎn)品送到精甲醇混合罐,另一部分返回加壓精塔塔釜甲醇水換熱后進人加壓精餾塔,塔頂甲醇餾塔塔頂作為回流。在加壓精餾塔塔底排出的甲蒸氣進入常壓精餾塔塔釜冷凝蒸發(fā)器冷凝,冷凝醇水溶液送至常壓精餾塔。常壓精餾塔下部設雜液進人回流罐,經(jīng)回流泵加壓后,-部分返回塔頂醇油采出口,抽出含甲醇、水的異丁基油,以保證作回流,另一部分為精甲醇產(chǎn)品出裝置。加壓精低于水沸點的雜質(zhì)(主要是醇類)分離出塔。常餾塔塔釜甲醇水自壓進人常壓精餾塔精餾,塔頂壓精餾塔塔底采出的廢水送往廢水處理系統(tǒng)。分出剩余甲醇,塔釜水一部分返回預精餾塔塔頂1.3 四塔流程洗滌器,剩余廢水去污水處理系統(tǒng)。側線抽出雜四塔精餾工藝流程見圖3。粗甲醇先后與常醇油進人汽提塔,塔頂氣體返回常壓精餾塔,汽提壓精餾塔塔釜水、加壓精餾塔塔頂精甲醇換熱到塔側線雜醇油出裝置,塔釜水去污水處理或返回75C左右進入預精餾塔;塔項氣經(jīng)過兩級冷凝,氣化工段使用。不凝氣( CWRRCWR精甲摩補充水sYCWR cws'G7CWRSCWR| cws'cws'cws寧汽提塔預精餾塔| 加壓精餾塔雜醇油常壓精餾塔LSCn LSCSg廢水粗甲醇圖3四塔精餾工藝流程2基礎數(shù)據(jù)模擬過程.設計以某企業(yè)生產(chǎn)裝置年產(chǎn)300 kt 精甲醇，3.1 熱力學方程年運行時間為7 920 h, 粗甲醇總進料量為物系主要組分為甲醇和水，另外還有少量的40 880 kg/h,溫度為40 C,壓力為0. 4 MPa(表二甲醚.乙醇、一氧化碳、二氧化碳、氫氣、甲烷、氮壓)為基礎數(shù)據(jù)。粗甲醇的組成見表1。氣氬氣等以及高沸物(主要為異丁醇)。醇水系表1粗甲醇的組成統(tǒng)屬于強非理想液體混合物,本文采用修正的組分質(zhì)量分數(shù)/%|組分質(zhì)量分數(shù)/%NRTL熱力學計算模型進行模擬。氫氣0.0003二甲醚0.083.2模擬結果氧化碳0.000 24乙醇0.05雙塔流程、三塔流程以及四塔流程的物料平二氧化碳0.74丙醇0.005衡結果(其中各組分均為質(zhì)量分數(shù))分別見表2.氮氣0.03正丁醇表3和表4。甲烷0.01異丁醇0. 06由表2~表4比較可以看出:3種流程都可產(chǎn)氬氣丙酮0.008出合格的精甲醇產(chǎn)品,但雙塔流程產(chǎn)的精甲醇純水5. 836辛烷度稍低,三塔流程與四塔流程產(chǎn)的精甲醇純度相甲醇.93. 161當;3種流程產(chǎn)的精甲醇產(chǎn)量都能達到要求。_小氮肥 第39卷 第11期2011年11月3表2雙塔流程物料平衡粗甲酶補充水預精餾塔塔頂主精餾塔塔頂精餾廢雜醇油項目(液)不凝氣(氣)精甲醇(液)氣體(氣)水(液)氫氣/%0.00030.03250一氧化碳/%0.000 240.026 0二氧化碳/%0.7480. 192 6氮氣/%0.033.251 5o甲烷/%0.011. 083 8氬氣/%1.0838水/%5. 8361004. 282 00.000197.1973 15.871 093. 1611.161 899.957 199. 964 82.3116 80.215 5二甲醚/%0.088.649 6乙醇/%.0.050.036 50.020 20.076 32.057 3丙醇/90. 0050.028 90. 1906正丁醇/% .0.0050.029 70. 1247異丁醇/% .0.060. 35621. 5409丙酮/%0. 0080.216 00.006 30.015 0辛烷/%0.005 .總流量(kg.h-')40 8804 000377. 178 737 814. 985 764.092 56 540.0918(溫度/C405(4C4(，壓力/MPa0.50. 1250.10. 1030.103表3三塔流程物料平衡粗甲醇加壓精餾塔常壓精餾塔精餾廢水氫氣%0.032 70.026 180.5769.3.26701. 08905.8363.994 50.009 399.3406 26. 7856甲醇/%1.042 199.972 199.997 40.451 850.218 48. 6902乙醇/%0.000 10.00560.00 5.054 710.414 1丙醇/%0.009 10.975 1正丁醇/%0.008 70. 99500.1352 10.611 80.0080. 172 30.012 90.001 1C0.020 1總流量/(kg.h-I)4000375.38218 35019 6306 370. 844 51505壓力/MPa0.120.630. 1050.104小氮肥第39卷 第11期 2011年11月克勞斯硫回收工藝細節(jié)剖析劉學武李春蓮(山東兗礦集團國宏化工有限責任公司鄒城273512)目前,克勞斯硫回收工藝在各化工企業(yè)的運燃料氣行情況不盡相同。比如,山東淄博齊魯石化公司、山東兗礦國泰公司的運行情況非常穩(wěn)定,而在山兗礦國宏公司采用的燃料氣為液化石油氣,東兗礦集團國宏化工有限責任公司(以下簡稱兗而其它化工企業(yè)采用甲醇合成系統(tǒng)產(chǎn)生的弛放礦國宏公司)運行情況卻不夠理想,故障頻發(fā),甚氣。燃料氣供應比較穩(wěn)定,不受其它工段的影響，至導致停車。同樣的工藝卻出現(xiàn)了不同的運行情能保證焚燒爐點火和系統(tǒng)升溫平穩(wěn)。因此,硫回況,故對全系統(tǒng)進行了仔細分析。收系統(tǒng)可以在合成系統(tǒng)接凈化氣之前接酸性氣，《辦4>Doo《ors>4.2綜合 比較力差不能太小,否則會導致冷凝器、再沸器的換熱與雙塔流程相比，三塔流程利用蒸汽潛熱的面積過大;但此壓力差也不能太大,若加壓精餾塔多重效用,充分達到節(jié)能的目的,但其總投資增壓力過高,塔的強度要求勢必要提高，投資費用必加能耗大幅度下降,操作費用也顯著降低。由于然增加,還必須提高加壓精餾塔進料泵的功率,這同一流程設備投資增加的幅度較生產(chǎn)規(guī)模增加的樣就會降低三塔流程的節(jié)能效果?？梢?必須優(yōu)幅度小得多,而噸甲醇能耗保持不變,所以同一流化設計三塔流程甲醇精餾系統(tǒng)。程投資的回收期隨著生產(chǎn)規(guī)模的擴大而縮短。一在四塔流程中,常壓精餾塔和回收塔之間存在般在100 kt/a以上的甲醇裝置應采用三塔流程。動量熱量、質(zhì)量的傳遞關系,故回收塔的操作隨常四塔流程與三塔流程相比,總投資和能耗都壓精餾塔的變化而變化。減少常壓精餾塔的側線增加,但四塔流程的優(yōu)勢是可以產(chǎn)出高純度的甲抽出量,可明顯降低回收塔熱負荷，但直接影響常醇,并且裝置規(guī)模越大,這種經(jīng)濟優(yōu)勢越明顯。另壓精餾塔塔底廢水中總醇含量,增加廢水處理系統(tǒng)一方面,四塔流程中,常壓精餾塔塔底的廢水幾乎的負荷;提高常壓精餾塔側線抽出量,會明顯提高不含雜質(zhì),若將其用作預精餾塔的萃取水，則可節(jié)回收塔熱負荷。因此,應根據(jù)常壓精餾塔進料中雜約大量的脫鹽水。如果由于廢水循環(huán)而導致的高醇含量和各塔熱負荷的變化,適當調(diào)整常壓精餾塔沸點雜質(zhì)的積累對產(chǎn)品質(zhì)量造成影響,可以通過和回收塔的操作參數(shù),尋求到最優(yōu)化點。調(diào)節(jié)補充新鮮水的水量來抑制系統(tǒng)中高沸點物質(zhì)5結語的積累,既節(jié)約用水又利于環(huán)保。總體而言,四塔流程的優(yōu)勢在裝置規(guī)模越大時越能得到體現(xiàn),在通過計算分析表明:只有綜合考慮能耗和投環(huán)保方面也具有積極意義。資等因素,考慮所分離物系的具體特性、投資與經(jīng)4.3 其它營等因素,并結合生產(chǎn)條件和要求，才能找到最預精餾塔在設計和操作時應給予一定的余可靠最經(jīng)濟的甲醇精餾工藝方案。雙塔流程適量,保證粗甲醇濃度在一定范圍內(nèi)變化時,盡量將用于小規(guī)模甲醇精餾裝置;對于大、中型甲醇精餾輕組分完全分離,保證甲醇質(zhì)量。根據(jù)雙效多精裝置,三塔流程工藝更具有優(yōu)越性;四塔流程由于餾原理,要實現(xiàn)2臺塔的熱量互用,必須滿足加壓產(chǎn)出的精甲醇純度高、有利于環(huán)保,在大型甲醇裝精餾塔塔頂物料的露點溫度高于常壓精餾塔塔底置中將會更有優(yōu)勢。液相的泡點溫度。但應注意:2臺主精餾塔的壓(收到修改稿日期2011-09-15)