甲醇精馏技术简述

Oct. 2004化肥设计第42卷第5期22●Chemical Fertilizer Design2004年10月甲醇精馏技术简述王永全(宁波远东化工科技有限公司，宁波市315040)摘要: 论述了甲醇精馏技术中双塔和三塔精馏工艺,介绍了采用高效丝网波纹填料和分布器的填料型精馏塔的优点。对双塔和三塔精馏技术的经济性进行了比较。关键词:甲醇;精馏工艺;双塔精馏;三塔精馏中图分类号: TQ223. 121文献标识码: B文章编号: 1004- 8901(2004)05 - 0022 -03Briefly Describing the Methanol Rectification TechnologyWANG Yongquan(Ningoo Far East Chemical Enginering Science and Technology Company Ltd., Ningbo cisy, 315040, China)Abstract: Two columns retification proces and three columns reification process were discssed in methanol retifiation technology, theadvantages of packing type retifying column with high efetivte wire net corngated packing and dstributor were itroduced, economy was com-pared for two columns rectification technology with the three columns retification technology.Key words: methanol; retification process; two columns rectification; three columns rectification近年来，随着氨肥企业产品结构调整步伐的艺流程已经很少采用。三塔精馏工艺技术是为减加快、甲醇市场的好转,许多氮肥厂增设了联醇少甲醇在精馏中的损耗和提高热利用率而开发的装置并不断提高甲醇在产品中的比例。据报道:- -种先进、高效和能耗较低的工艺流程,近年来近几年我国新增甲醇生产能力将超过500万t,在大、中型企业中得到了推广和应用。甲醇节能降耗的生产技术也将引起众多企业的重1.2按塔内件分类视。甲醇精馏装置是甲醇生产的重要后处理工精馏塔按内件可分为板式精馏塔和填料型精序,其能耗约占甲醇生产总能耗的20%，先进、留塔。传统的精馏塔大都是以浮阀为主的板式节能、高效的精馏装置,对降低甲醇成本、提高塔,随着新型板式塔的开发成功,又出现了导向产品竞争力起着重要作用。浮阀、斜孔筛板等结构,但由于板式塔开孔率低,介质传质、传热效率差,总体效果并不太理甲醇精馏技术分类想。效率较高的填料塔是最近几年才出现的,采1.1按工艺分类用以高效丝网波纹填料和配套的分布器为核心的甲醇精馏按工艺主要分为3种:双塔精馏工精馏技术。.艺技术、带有高锰酸钾反应的精馏工艺技术和我2甲醇精馏工艺国自行开发的三塔精馏工艺技术。双塔精馏工艺技术由于具有投资少、建设周期短、操作简单等2.1 双塔精馏工艺优点,被我国众多中、小甲醇生产企业所采用,国内中、小甲醇厂“大部分都选用双塔精馏工尤其在联醇装置中得到了迅速推广。带有高锰酸艺,传统的主、预精馏塔几乎都选用板式结构。钾反应的精馏工艺技术仅在单醇生产中用锌铬为催化剂的产品中有应用。近年来,随着甲醇合成作者简介:王永全(1969年-),男，安徽涡阳人, 1995年毕业于铜基催化剂的广泛应用和气体净化水平的提高，安徽大学化学工程专业，助理工程师,从事化工工程的设计和开粗甲醇生产中的副反应减少和杂质的降低,此工发工作。第5期王永全甲 醇精馏技术简述由宁波远东化工科技公司开发的填料型双塔精馏提高了甲醇的收率。作为一般要求的精甲醇经加工艺,核心设备主、预塔都选用新型填料型精馏压精馏塔后就可以达到合格的质量,如作为特殊塔,塔内采用高效的、经特殊工艺处理的不锈钢需要,则再经过常压精馏塔的进一-步提纯。 - -般丝网波纹填料和配套的新型气液分布器。两塔的混合液可达到国际AA级标准,其中乙醇双塔精馏工艺流程见图1。来自合成工段含含量仅80X 10~6,能满足甲醇羰基化的技术指标醇90%的粗甲醇,经减压进人粗甲醇贮槽，经粗要求。生产中加压塔和常压塔同时采出精甲醇,甲醇预热器加热到45 C后进人预精馏塔。甲醇常压塔的再沸器热量由加压塔的塔顶气提供，不的精馏分2个阶段:先在预塔中脱除轻馏分，主需要外加热源。粗甲醇预热器的热量由精甲醇提要是二甲醚;后进人主精馏塔,进-步把高沸点供,也不需要外供热量。因此,该工艺技术生产的重馏分杂质脱除，主要是水、异丁基油等。从能力大，节能效果显著。工艺流程见图2。塔顶或侧线采出，经精馏甲醇冷却器冷却至常温后,就可得到纯度在99.9%以上的符合国家指标145155的精甲醇产品。13区甲去越区。变本去污水道。e|早平19图2甲醇精馏 三塔工艺流程294-粗甲醉预热器;2-预精馏塔; 3-预塔冷凝器; 4-预塔回流图1甲醇双塔工艺流程槽;S- -预塔回流泵; 6- -预塔再沸器; 7- -加压塔给料泵; 8-加1-粗甲醇贮槽; 2-预塔给料泵; 3-粗甲醇预热器; 4-预精馏压精馏塔; 9←常压塔再佛器; 10- -加压塔回流槽; 1-加压塔塔;5-预塔冷凝器;6-预塔回流槽; 7-预塔回流泵; 8- -预塔回流泵; 12-加压塔再佛器; 13一常压精馏塔; 14常压塔冷凝再佛器;9-主塔给料泵; 10-主精馏塔; 11-主塔冷凝器; 12-器; 15一常压塔回流槽; 16--常压塔回流泵; 17- -乙醇采出冷却主塔回流槽; 13- 主塔回流泵; 14-精甲醇冷却器; 15-主塔再器; 18-杂醇油冷却器; 19- -废水泵; 20-乙醇采出槽; 21- -乙佛器; 16-精甲醇贮槽; 17-精甲醇泵醇采出泵; 22- -精甲醇冷却器2.2三塔精馏工艺近年来，许多企业原有甲醇双塔精馏装置已3填料型精馏塔不能满足企业的需要,随着生产的强化,不仅消不论采用何种精馏工艺流程，精馏塔都是该耗大幅度上升,而且残液中的甲醇含量也大大超装置的核心设备,其决定着装置能耗的高低和产过了工艺指标,对企业的达标排放构成了较大的品质量的好坏。由宁波远东化工科技公司开发的威胁。宁波远东化工科技公司在填料型双塔甲醇填料型精馏塔工艺，其核心设备主、预塔都选用精馏技术的基础上,开发了生产能力大、消耗新型填料型精馏塔，塔内采用高效的、经特殊工低、产品质量高的三塔甲醇精馏工艺,并配套提艺处理的不锈钢丝网波纹填料和配套的新型气液供该技术的核心产品甲醇精馏专用的丝网填料和分布器。该塔具备以下优点。新型分布器。(1)塔板效率高采用甲 醇精馏专用不锈钢甲醇三塔精馏工艺技术是为了减少甲醇在精丝网波纹填料，空隙率0.85 m2 /m3 ,理论塔板数馏过程中的损耗，提高甲醇的收率和产品质量而8~ 10块/m,经特殊工艺处理后,具有优良的传设计的。预精馏塔后的冷凝器采用- -级冷凝,用质、传热性能和液体均布能力强等优点。这样可以脱除二甲醚等低沸点的杂质,控制冷凝器气体减少理论塔板数,降低精馏塔的高度，单位生产出口温度在一定范围内。在该温度下，几乎所有能力大。生产控制中采用的较小回流比,提高了的低沸点馏分都为气相,不造成冷凝回流。脱除精甲醇质量,降低了泵的扬程,节省了电耗。.低沸点组分后,采用加压精馏的方法,提高甲醇(2)结构简单，易于维修和安装精馏塔内气体分压与沸点,并减少甲醇的气相挥发，从而填料分层安装，结构简单,设备体积小，物料在●24●化肥设计2004年第42卷系统中停留时间缩短,产品质量提高。能耗20%以上;由于增加了乙醇等产品的采出，(3)操作弹性大由 于丝网填料具有的优良产品质量符合国际AA标准，有更广阔的销售市传质、传热性能，能迅速适应物料各种工艺参数场和更高的产品售价;由于两流程近似,操作和的变化,易于操作,控制手段简单,稳定区域大,管理方法易于接受。三塔精馏工艺是一项企业进可保证系统有较大的弹性,产品质量稳定。行增产降耗技术改造的非常适合的、较好的技术方案。4双塔与三塔精馏技术比较传统双塔精馏工艺与远东公司填料型三塔精相同规模的装置三塔精馏与双塔精馏相比投馏工艺的投资和单耗(吨甲醇消耗)比较见表1。资增加20%以上,但运行费用一般可节省20%。表1传统双塔与填料型三塔精馏工艺 比较企业选择哪种精馏工艺技术，主要取决于企业甲项目投资(相对数) 蒸汽/t 循环水/m3 电/kW.h醇实际生产能力、预期生产规模、甲醇市场行双塔精馏工艺1001.5~2.0 150~-18040情,以及企业的公用工程水、电、汽的富裕程度三塔精馏工艺1230.9~1.3 60~80等。一般说来,甲醇生产规模在5万t/a以下时填料型甲醇精馏工艺，由于采用了先进的甲宜选择双塔精馏工艺，因为双塔精馏工艺投资醇精馏专用丝网规整填料和配套的新型分布器,省、建设周期短、装置简单,易于操作和管理，加之在系统热量的分配上合理优化,从而使能耗虽然消耗高于三塔精馏工艺技术，但在5万t/a大为降低。双塔精馏能耗达到传统的板式三塔消生产规模以下时其经济技术指标较占优势。5万耗水平，三塔精馏能耗比传统的板式三塔降低t/a以上的企业宜选择三塔精馏工艺，因为随着15%以上，5万tla 甲醇生产企业年运行费用可生产规模的扩大,三塔精馏工艺的节能、高效优节省200万元以上。势才能体现出来。在每万吨甲醇的消耗投资方面甲醇精馏填料型三塔工艺技术和甲醇精馏专三塔精馏低于双塔精馏工艺。用丝网规整填料的成功开发，为众多大、中型甲另外，三塔精馏工艺在双塔精馏装置进行增醇生产企业的增产、降耗提供了技术,为企业大产、降耗的技术改造中有比较广阔的应用，是企幅度降低甲醇生产成本、提高产品质量和扩大市业扩大现有生产规模较经济、有效的技术措施。场占有率提供了可能，具有着明显的经济效益和在原有双塔流程中仅增加1台加压塔和部分设社会效益。备,装置生产能力就能翻1番;比双塔流程节约收稿日期: 2004-06-01敬请订阅2005年《化肥设计》《化肥设计》1962 年创刊，是中国五环化学工程公司(原化工部第四设计院)主办的国内外公开发行的国家级科技杂志。2005年出版第43卷(总第224~229期)。报道内容:系统报道氮、磷、钾、复合肥等化肥工业的设计、科研、生产、建设等技术;探讨化肥工程的新技术、新工艺、新设备、新材料、新产品;交流引进技术的消化吸收和国产化经验;推广设计和生产中的技改节能成果;介绍国外化肥新技术及其发展动态。.主要栏目:专题综论化学工程设计技术生产技术 施工技术技术开发技改节能环保 .技术热能工程科学管理技术讲座国外技术 .读者对象:从事氮肥、磷肥、钾肥、复合肥等化肥工程的设计、科研、生产、建设、教学、管理、信息等部门的技术人员。《化肥设计》双月刊，每期订价10元，全年60元，邮发代号:38-175,可通过邮局订阅,也可直接与本刊联系订阅。地址:武汉市洪山区卓刀泉路271号邮编: 430079电话: 027- 87501441