中國化工貿易第6卷第13期研究與討■China chemical trade2014年5月上句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,在世界經濟中有著非常重要的作用。而隨著能源日益緊缺,甲醇又逐漸發(fā)展成為一種重要的能源替代品促進了二甲醇等化工產業(yè)的發(fā)展。但隨著甲醇需求量的日益増大,人們對甲醇產品質量及性能提出了更高的要求。甲醇精餾作為甲醇生產中的重要工序對甲醇產品質量高低有著直接影響。本文就結合甲醇,對甲醇精餾工藝進行詳細分析與探究關鍵詞:甲醇精餾工藝流程雙塔三塔模擬甲醇精餾是多個簡單蒸餾組合。因液體混合物中所包含的物質其沸表1粗甲醇的組成點不同,所以當其處于一定溫度情況下時,氣相中的低沸點物濃度會高質量分數/%質量分數/%于液相中的低沸點濃度,反之則液相中的高沸點物濃度較高,這就會從一氧化碳定程度上轉變了氣液兩相組成。部分氣化形成的蒸汽實施冷凝處理時二氧化碳因高沸點物相對易于冷凝,因此冷凝液中的高沸點物濃度則相對較高,0.03正丁醇同理則未冷凝中的低沸點物濃度則相對較高。如此進行不斷的冷凝、氣化,異丁醇便會從混合液中將純甲醇組完全分離出來。本文采用化工流程模擬計算軟件,對甲醇精餾工藝的雙塔流程三塔流程及四塔流程進行了模擬計算5.8360.005分析與比較流程簡介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(一)雙塔流程32℃的冷卻水被加熱到42℃,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成單元來的粗甲醇經泵加壓,再經粗甲醇預熱器預熱后進入預精餾塔(常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(wěn)定性并盡可能回收甲醇,塔頂采塔頂冷卻水187.4186.6185.3預精餾塔用兩級冷凝,經部分冷凝后的大部分甲醇水及少量雜質留在液相作為回塔底蒸汽5.1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,塔主精餾塔或塔頂冷卻水2403.40加壓精餾塔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,但塔底蒸汽39.431.331.8塔頂冷卻水1925.4也可以認為是常壓操作,塔頂得到精甲醇產品,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塔頂冷卻水汽提塔(二)三塔流程塔流程是目前甲醇生產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98.7最大不同是將精餾過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2689.52267.22601.9冷凝器的髙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49,8以達到節(jié)能降耗的目的由合成單元送來的粗甲醇經預熱器預熱后進入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」精餾塔,溶解在粗甲醇中的低沸點雜質在預精餾塔塔頂精餾出并送入燃要求及操作條件完全相同,都是將粗甲醇預熱到泡點65℃左右后進入預料管網;從預精餾塔塔底來的物料經泵加壓后,送入加壓精餾塔。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塔頂為∞99%(體積分數)以上的甲醇蒸氣,冷凝后的甲醇進入和加壓精餾塔塔頂精甲醇產品換熱,將粗甲醇進料溫度提高到75℃左右回流槽,部分作為精甲醇產品送到精甲醇混合罐,另一部分返囯加壓后進入預精餾塔提高進料溫度后,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404h,大大少于雙證低于水沸點的雜質(主要是醇類)分離岀塔常壓精餾塔塔底釆岀的廢塔流程,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,說明三塔頂精甲醇換熱到冫5℃左右進入預精餾塔;塔頂氣經過兩級冷凝,不凝氣流程是一種節(jié)能型工藝,如果裝置規(guī)模越大,則節(jié)能效果越顯著;3)三再經洗滌后岀裝置·冷凝液和洗滌水返回塔頂全回流塔釜甲醇水經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入加壓精餾塔,塔頂甲醇蒸氣進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,泠凝液進入回流罐,經回流泵加壓后,及冷卻水耗量均增加;4)三塔流程可以產出約一半的精甲醇符合AA級部分返回塔頂作回流,另一部分為精甲醇產品出裝置加壓精餾塔塔釜要求,而四塔流程產出的總精甲醇濃度為9925%(質量分數),完全甲醇水自壓進入常壓精餾塔精餾,塔頂分出剩余甲醇,塔釜水一部分返符合AA級要求預精餾塔塔頂洗滌器,剩余廢水去污水處理系統側線抽出雜醇油進入汽提塔,塔頂氣體返回常壓精餾塔,汽提塔側線雜醇油出裝置,塔釜水參考文獻去污水處理或返回氣化工段使用。陸文斌,時正興新型高效規(guī)整填料塔在甲醇精餾生產中的應用Ⅲ現代化工.2005(12)二、模擬分析2吳嘉,陳露,具有熱集成和水璽鴿,劉喜保.甲醇精采用高r凵中國煤化工205(03)囹宋佰顧,2004(01)設計以某企業(yè)生產裝置年產300kt精甲醇,年運行時間7920h,粗甲[3趙瑞紅,趙煥祺,張向京,U醇總進料量為4080kg/,溫度為40℃,壓力為0MPa(表壓)為基礎4吳嘉,陳露,具有熱集成和水CNMHG化學工程20乙反具恢擬11子報.2005(03)5宋佰順數據.粗甲醇的組成見表1奎鴿,劉喜保.甲醇精遛采用高效塔板和工藝路線的改進小氮肥設計技術.2004(0)140中國化工貿易 China Chemical Trade