甲醇精馏工艺及装置

科技慵报开发与经济SCITECH INFORMATION DEVELOPMENT & ECONOMY2005年第15卷 第18期文章编号:1005-. -6033(2005)18-0179- 03收稿日期:2005-06-15甲醇精馏工艺及装置贾民选(山西省化工设计院,山西太原,030024)摘要:绍了 甲醇精馏工段的工艺和装置,论述了装置系统自调控制情况,并提出了对装置技术改进的措施。通过改进,装置排放残液中的甲醇含量降低到0.05 %以下,COD降低到950 mg/L以下。关键词:甲醇精馏;脱醚塔;加压精馏塔;常压精馏塔;自调阀中图分类号:TQ223.12*1文献标识码:A近年来,由于我国中小型氨肥厂生产的进步,也带来了装置内部技油中间槽，再送人杂醇油贮槽。在脱醚塔底部，粗醇液用加压塔进料泵送术的不断改进。前些年,我国氨肥企业采用了当时的醇烃化工艺来取代人加压精馏塔。为了保持脱醚塔内的操作温度,粗醇液进人脱醚塔再沸原精炼工段，改变了过去精炼工段用铜氨液来吸收Co工艺中产生的稀器,被加热成气相甲醇(c=80 C,P=0.15 MPa)送人脱醚塔中下部进口。氨水污染环境的问题,但也出现了另一问题,就是产生的多碳烃醇没有另外,在脱醚塔冷凝器中未冷凝下来的杂醇气,经排气冷凝器再冷工业市场，只能白白烧掉作为能量回收,其中的有效碳氢只能浪费掉。凝后,杂醇油送人杂醇油贮槽。没有做到节能降耗。由加压塔进料泵送来的粗醇液,经预后粗醇预热器加热后,进入加现在,双甲工艺诞生了。双甲是指合成氨厂将联醇、甲烷化技术引人压精馏塔进行第二二次精馏。此时，加压精馏塔内操作参数为t=122 C-系统,取代过去的醇烃化技术和铜洗再生工艺。此工艺生产的甲醇不仅132 C,P=0.7 MPao在塔中,成为气相的甲醇作为热载体从塔顶送人常压用于汽车作为新型能源,也是重要的化工原料,市场前景广阔,避免了醇塔再沸器换热冷却,冷凝成液体的甲醇送人加压塔回流櫓,然后作为回烃化工艺多碳醇、经无市场的困境。流液送人加压精馏塔上部。从塔底流出的液体甲醇,送至常压精馏塔。另本文介绍的甲醇精馏工艺是将双甲工段生产的粗醇经本工段精馏-部分则进人加压塔再沸器底部,经加热成气相后(=150 C,P-0.7 MPa)成为精甲醇,从而作为产品销售。进入加压精馏塔中下部。从加压塔回流槽底部流出的另一部分甲醇液,送人加压塔精甲醇冷1甲醇精馏工艺却器,经冷却后(=150 C,P-0.15 MPa)与常压塔精甲醇冷却器出口的甲从双甲工段来的粗醇,经由粗醇罐后,用粗醇泵泵人脱醚塔进行第醇液一起送至精醇贮槽。由加压精馏塔送来的液体甲醇，进入常压精馏塔进行最后一次精-次脱醚精馏。此时,脱醚塔内操作参数为1=62 C-78 C,P-0.14 MPao在馏。此时,加压精馏塔内操作参数为1=655 C-109 C,P0.13 MPa,成为气塔内的操作状况下，粗醇中的杂醇成为气体经塔顶去脱醚塔冷凝器冷相甲醇的甲醇气从常压精馏塔项进人常压塔冷凝器,冷凝成液体的甲醇凝,冷凝后的醇液流人脱醚塔回流槽。在脱醚塔回流槽中,甲醇液经槽底经过常压塔回流槽,再经常压塔回流泵泵出, -部分甲醇液体作为回流部用泵送人脱醚塔的回流液口,而杂醇则在槽的中上部溢流口流人杂醇低压蒸汽来自外管蒸汽冷厦去锅炉房加压精馏塔排气冷凝器常压冷凝器杂醇油冷却器脱酿塔冷凝器0冷凝水槽脱酿塔[冷凝水泵常压塔中常压精馏塔回流精4,KMnO, 预后粗醇预热器常压塔{o高锰酸钾高位槽再沸器。醉{」杂醇油中间槽换热路|加压塔再沸器[也覆液去界外><杂醇油外供}加压塔回流槽I加压塔精甲醇0冷却器.常压塔精甲醇精醇去精醇罐区杂醇油贮罐[冷却器粗醇来自粗醇罐加压塔回旗泵常压塔回流泵 精醇贮槽脱酿塔回流泵加压塔进料泵贼液扬喊器OF图1甲醇精馏工艺流程图179贾民选甲醇精馏工艺及装置本刊E-mail:jb@mail.sxinfo.net综述液送入常压精馏塔上部。另- -部分在 常压塔精甲醇冷却器冷却后(1=404自控调节阀及仪表装置C,P=0.1 MPa)送人精醇贮槽。从常压精馏塔底部流出的甲醇液进入常压塔再沸器，经加热后,气在装置运行中,经几次改进.现在成型的仪表及自控调节阀系统运体甲醇(=110C,P=0.15 MPa )送人常压精馏塔中下部。粗醇经3次精馏后，从常压精馏塔底部流出的残液(水和少量甲行是成功的。装置共装配了13 套自控调节阀装置。醇),送人残液槽。在常压精馏塔侧.甲醇进料口上、下部各有3个出口, .4.1液位自调分别是乙醇和异T基油口,本文统称为杂醇,从上述出口流出的杂醇,送装置在3个塔(脱醚塔,加压精馏塔,常压精馏塔).3个槽(脱醚塔回流槽,加压塔回流槽,常压塔回流槽)和冷凝水槽共7台设备设液位自人杂醇油冷却器。冷却后一-并送入杂醇油贮槽。来自锅炉房的低压蒸汽(c=159 C,P-0.63 MPa),经调节阀,分别送调，自控调节阀设置在设备的出料管线上。至脱醚塔再沸器.预后粗醇预热器和加压塔再沸器,用于提高甲醇的温4.2温度自调在脱醚塔底部,加压精馏塔底部和加压塔粗醇入口管道3个地方设度。工艺流程见图1。置了温度自调。脱醚塔和加压精馏塔底部的温度自调,其自调阀门设置2工艺难点及方案在各自再沸器的进口蒸汽管线上。粗醇人口管线上的温度自调,其自调.阀设置在预热粗醇的低压蒸汽管线上。低压蒸汽用来自锅炉房的蒸汽将粗甲醇精馏而成精甲醇,在3个精馏塔中,各有针对双甲工艺送(规格为=159 C,P=0.63 MPa),如果有规格更高的蒸汽,则应当用减压来的杂醇、醚成分进行分离的工艺步骤。确定塔内的温度、压力工艺参数阀来降低蒸汽的温度和压力,以达到希望的蒸汽规格。很重要。工程中3个塔的成熟工艺参数见表1。4.3 流量自调表1 3 个精馏塔的工艺参数表在3个塔(脱醚塔,加压精馏塔.常压精馏塔)的甲醇回流液管线上塔顶塔底塔中部设置流量自调装置。值得-提的是,过去,许多装置将流量计放在自控调设备名称I温度心乐力/MPa温度/C|压力/MPa|温度/心C|压力MPa后节阀前,导致阀后流量不准。更科学的设置是将流量计设在自控调节阀脱醚塔.. 62]0.14. I 78 0.14 70 0.14加压精傻塔1220.732_0.73123.75技术改进常压精馏塔650.121099但是，由于操作不稳定等因数,3个精馏塔的操作参数也会发生变5.1 工段的技术改造和优化操作化,为了保证生产稳定,我们对脱醚塔和加压精馏塔用调节阀进行温度在过去的甲醇精馏生产中,运行是稳定的。但在精馏过程中,为使产控制。控制方法是,两塔操作温度过高或过低时,将进脱醚塔再沸器和加品甲醇的质量达到国家标准要求，必须要有-定量的甲醇残液连续排压塔再佛器的蒸汽流量控制少些或多些，即能稳定生产。如果脱醚塔和放,这样,不仅造成了物料的浪费,排放的残液又产生了环境污染。常压加压精馏塔的操作稳定了,常压精馏塔的工艺操作状况也是稳定的。精馏塔塔底排放的废水-般含甲醇1%左右,COD达到9000 mg/L~13000工艺操作中的另一重要方面是:配制KMnO,和碱(NaOH)液浓度及mg/L。控制这二种制剂进入生产装置的流量。为此,我们对工段进行 了技术改造和优化操作,其主要内容为:对原为了表述本文的主题,我们以年产10万i精甲醇为例来阐述装置状有工艺流程工艺控制指标.原料、产品及中间产品进行逐- -查定 ,并对况。甲醇精馏工段消耗定额是11精甲醇耗蒸汽量1.17 1,3个精馏塔采不合理因素进行相应整改,在物料和热量衡算的基础上建立甲醇精馏模用筛板塔。型,确定了优化改进的主要工艺指标。同时,根据生产负荷和进料粗甲醇组分情况,改变侧线采出位置及采出量,对采出工艺进行优化。3主要设备和泵参数改进后的装置可使塔底残液中甲醇含量降低到0.05 %以下.残液中的COD降低到950 mg/L以下。产品中乙醇含量基本能达到0.03 %以下。主要设备参数和主要泵参数分别见表2、表3。,同时做到不降低精甲醇产品质量,基本不增加装置能耗。表2主要设备参数表5.2 脱醚塔回流槐 的改进设计参数脱醚塔回流橹中的物料来自脱醚塔顶部冷凝下来的醚.杂醇和甲规格设计压力MPa设计温度/C醇。脱醚塔回流槽的作用是脱醚塔DN 1 400x23 6350.290将甲醇和醚、杂醇分离开,同加压精馏塔D 1 500x36 567|0.8时是甲醇的缓冲槽。过去的_ 常压精儒塔D.1 800x35 917_0:10脱醚塔回流槽分离醚、杂醇I直π脱鰱塔再佛器Dy 900x3 503 I 管程:0.2;壳程:0.8管码:100;壳程:170的管口只有1个，而且管口加压塔再佛器D、1 300x4 44管程:1.0:壳程:1.0 管程:150:党程:180较大,经改进,最终将醚、杂常压塔再佛器Ds ! 600x4 781 l管程:0.2:完程:0.8管程:120:壳程:125醇分离的出口改为3个,管Ho1脱醚塔冷凝器Dy 800x4 357|管程:0.5;壳程:0.2| 管程:40:壳程:80口公称直径为D,25 mm。同402常压塔冷凝器I Dx 1 0053 136营程:0.57 ;壳程:0.2]管程:50;壳程:100时，槽的液位采用自调阀来杂醇油冷却器D. 250x2 447]管 程:0.5;壳程:0.18管程:50;壳程:00调节。改进后,溢流出的醚、杂醇中的甲醇含量明显少百表3主要泵参数表了.提高了分离效率。改进后流量扬程人口压力|使用温度的脱醚塔回流槽简图见图2。! 1800泵名称(m/h)/m/MPa5.3膨胀节材料的选用粗醇泵3050常压加压塔再沸器和常压塔脱醚塔回流泵_3080再沸器的气体出口管均是高加压塔进料泵3(10078温甲醇蒸气，加压塔再沸器加压塔回流泵.122出口管道甲醇气体温度为常压塔回流泵i40.1362150 C,压力为0.7 MPa,常压残液泵.0.15塔再沸器出口管道甲醇气体图2改进后的脱醚塔回流槽简图(单位为mm)180科技情报开发与经济SCI/TECH INFORMATION DEVELOPMENT & ECONOMY2005年第15卷 第18期文章编号:1005- 603200)18 -0181-03收稿日期:2005-06-03BAF中滤料的研究进展邢丽贞,安莹,李飞(山东建筑工学院市政与环境工程学院,山东济南, 250101)摘要:曝气生物滤池(BAF)作为一种新型的生 物氧化处理工艺,被广泛应用于水处理的各个领域,滤料是曝气生物滤池的核心元素，综述了近几年来填料在国内外的研究现状和进展,并指出了其在今后的研究发展方向。关键词:BAF;水处理;滤料中图分类号:X703文献标识码:A性物质。而在微生物膜附着、固定的过程中都需要各种媒介来承担或完1曝气生物滤池概述成固定,这种媒介被称为微生物膜载体。在BAF中,微生物载体被称为曝气生物滤池(BAF)是在生物接触氧化工艺的基础上引人饮用水处生物滤料。理中过滤的思想而产生的一种生物膜法水处理工艺，集曝气高过滤、截留生物滤料是曝气生物滤池的重要组成部分。首先,滤料作为微生物悬浮物.定期反冲洗等特点于-体。由于曝气生物谑池良好的处理性能,因的载体,影响着微生物的生长繁殖脱落和形态(";其次,滤料起到吸附而在污水的二级、三级处理中的得到广泛的应用,包括生活污水、城市污水并截留污水中悬浮物的作用'1;再次.滤料起到切割、阻挡气泡的作用,及工业废水的处理'。此外在给水处理中微污染水的预处理中也有着良好可以增加气泡在水体中的停留时间和气、液接触表面积,提高传质效果,的处理性能'"。随着研究的深人,曝气生物滤池从单-的工艺逐渐发展成加快氧的转移速率,减少瞟气量.从而节约能源.并减少设备体积1。由系列综合工艺,如去除ss有机物脱氮、除磷、除AOX有害物质等,具有此可见,滤料对曝气生物滤池的运行效果及能耗都有着+分重要的影响良好的工程应用前景(习。BAF工艺类型和操作方式有多种,各具特点,但其和意义。因此对生物滤料的选择应该规范化.在国外像美国、英国等国家基本原理是-致的，即滤料上生长的生物膜中微生物的氧化分解作用,滤都已经制定了BAF中所选滤料的相应标准。目前.我国对生物滤料的选料及生物膜的吸附截流作用和沿水流方向形成的食物链的分级捕食作用择一般遵循以下基本条件:-是具有良好的生物膜附着力,同时具有较大的比表面积;二是孔院率大,截污能力强;三是水流流态良好,有利于以及生物膜内部微环境和厌氧段的反硝化作用(4。发挥传质效应;四是阻力小,强度大,化学和生物稳定性好,经久耐用;五2滤料在BAF中的核心地位是形状规则,尺寸均一,使之可以在滤料间形成均一的流速;六是货源充微生物膜是指所有通过-定 媒介附着、固定的生物活性体或生物活足,价格便宜,运输和安装施工方便。生物滤料在曝气生物滤池的发展过程中也起了相当重要的作用,其对温度为115C,压力为0.16MPa,两根管道需要加膨胀节来克服管道的置的放空管道上,为了防止火灾逆流窜人装置.必须加设阻火器,以保证热胀冷缩。但在膨胀节材料选用时,许多厂家认为只要是不锈钢材料即装置运行安全。可,其实,最佳的材料选用应当用316L不锈钢材料。因为304不锈钢对在装置进行设计时,应当严格按《建筑设计防火规范)(GBJ 16--87)甲醇气的耐腐蚀性能要差些，而316L不锈钢对甲醇气的耐腐蚀性能要和(石油化工企业设计防火规范>(GB 50160 92)进行。好一些。7结语6安全 及消防问题甲醇精馏装置为合成氨厂双甲工艺提供了成功运行的保证。经过改甲醇属于甲类火灾危险性物质,同时又是MI级危害毒物,安全生产进.生产稳定性大大增加,同时,减少了残液中的甲醇含量.提高了经济和消防问题是装置的一个重要主题。这一问题在装置设计阶段必须实施效益,也为保护环境做出了贡献。完善。(责任编辑:薛培荣)装置四周除应设置消防通道外,还应设消防站、泡沫站和消防水泵房(或者利用全厂设施)。甲醇罐区要设室外消火栓、水炮消防管网。泡第一作者简介:贾民选,男,1964年4胜, 1984年毕业于大连理工沫站是专为甲醇罐区配备的,泡沫发生装置要采用压力式固定空气泡沫大学化工系,高级工程师,山西省化工设计院,山西省太原市,030024.灭火系统。同时,甲醇罐区周围要设防火堤和环行消防通道。在设备和装Methanol Rectification Processes and EquipmentJIA Min-xuanABSTRACT: This paper introduces the processes and equipment of the methanol rectification section, discusses on theself -adjusting and controlling situation of the equipment system, and puts forward some measures for improving thetechniques and equipment. Through the improvement, the methanol content in the discharge residual liquid from theequipment is reduced below 0.05 % and C0OD below 950 m/L.KEY WORDS: methanol rectification; de- -etherizing tower; pressure rectifying tower; non- pressure rectifying tower81