甲醇精馏工艺流程分析

中国化工贸易第6卷第13期研究与探讨China Chemical Trade2014年5月上旬刊甲醇精馏工艺流程分析张伟朝(河北保定定州天鹭新能源有限公司073000 )摘要: 甲醇作为一种基本有机化工原料,在世界经济中有着非常重要的作用。而随着能源日益紧缺,甲醇又逐渐发展成为一种重要的能源替代品，促进了二甲醇等化工产业的发展。但随着甲醇需求量的日益增大,人们对甲醇产品质量及性能提出了更高的要求。甲醇精馏作为甲醇生产中的重要工序，对甲醇产品质量高低有着直接影响。本文就结合甲醇，对甲醇精馏工艺进行详细分析与探究.关键词:甲醇精馏工艺流程双塔三塔模拟甲醇精馏是多个简单蒸馏组合。因液体混合物中所包含的物质其沸表1粗甲醇的组成点不同，所以当其处于- -定温度情况 下时，气相中的低沸点物浓度会高质量分数1%质量分数/%于液相中的低沸点浓度，反之则液相中的高沸点物浓度较高，这就会从0.08一氧化碳乙醉0.05一定程度上转变了气液两相组成。部分气化形成的蒸汽实施冷凝处理时，二氧化碳0.74丙醇0.005因高沸点物相对易于冷凝，因此冷凝液中的高沸点物浓度则相对较高，氮0.03正丁称同理则未冷凝中的低沸点物浓度则相对较高。如此进行不断的冷凝.气化,甲0.06便会从混合液中将纯甲醇组完全分离出来。本文采用化工流程模拟计算0.01肉胸0.0085.836辛软件，对甲醇精馏工艺的双塔流程三塔流程及四塔流程进行了模拟计算93. 161分析与比较。双塔三塔及四塔流程的能耗比较分析，其中，冷却水的消耗是指一、 流程简介(一)双塔流程.32C的冷却水被加热到42C,蒸汽是指0.6MPa (表压)的低压蒸汽。双塔精馏流程是我国老的甲醇装置中采用较广的一-种精馏流程从合表2双塔三塔及 四塔流程的能耗比较th成单元来的粗甲醇经泵加压，再经粗甲醇预热器预热后进人预精馏塔(常项目双塔流程三塔流程四塔流程压操作)为了提高预精馏塔后甲醇的稳定性并尽可能回收甲醇，塔顶采预精馏塔用两级冷凝，经部分冷凝后的大部分甲醇水及少量杂质留在液相作为回主精馏塔或塔顶冷却水 2403.4 0流返回塔，二甲醚等轻组分(初馏分)及少量的甲醇水由塔顶逸出，塔加压精馏塔塔底蒸汽 39.4底含水甲醇则由泵送至主精馏塔主精馏塔操作压力稍高于预精馏塔，但常压精馏塔塔顶冷却水1925.4 1828. 1也可以认为是常压操作，塔顶得到精甲醇产品，塔底排出的含微量甲醇塔底蒸汽及其它重组分的废水送往水处理系统。548汽提塔(二) 三塔流程三塔流程是目前甲醇生产装置应用最广泛的精馏工艺，与双塔流程其他物料耗冷却水.7 152.2 31.2最大不同是将精馏过程分为加压精馏和常压精馏，充分利用加压精馏塔总耗冷却水2689.5 267.2 2601.9冷凝器的高品位热能作为常压精馏塔再沸器的热源，减少蒸汽供应量，总耗蒸汽48.8 40.4 49.8以达到节能降耗的目的由合成单元送来的粗甲醇经预热器预热后进人预从表中的数据可以看出: 1) 双塔流程和三塔流程中预精馏塔的分离精馏塔，溶解在租甲醉中的低沸点杂质在预精馏塔塔顶精馏出并送人燃要求及操作条件完 全相同，都是将租甲醇预热到泡点65C左右后进入预料管网;从预精馏塔塔底来的物料经泵加压后，送人加压精馏塔。加压精馏塔，所以能耗相同而四塔流程是将粗甲醇先后与常压精馏塔塔釜水精馏塔顶为9.999 (体积分数)以上的甲醇蒸气，冷凝后的甲醇进入和加压精馏塔塔 顶精甲醇产品换热，将粗甲醇进料温度提高到75C左右回流槽，-部分作为精甲醇产品送到精甲醇混合罐，另一部分返回加压后进入预精馏塔提高进料温度后，再沸器的蒸汽耗量有所降低，即降低精馏塔塔顶作为回流在加压精馏塔塔底排出的甲醇水溶液送至常压精馏了塔底热负荷， 而冷凝器负荷维持不变，这样可减少蒸汽用量; 2)三塔塔常压精馏塔 下部设杂醇油采出口，抽出含甲醇水的异丁基油，以保流程所耗总冷却水量和总蒸汽量分别为22672h和40.4/h,大大少于双证低于水沸点的杂质(主要是醇类)分离出塔常压精馏塔底采出的废塔流程， 这主要是由于三塔流程中的常压精馏塔塔釜再沸器加热所需热水送往废水处理系统量为加压精馏塔塔顶蒸汽的冷凝热，不需外界供热，从而降低了热能消(三)四塔流程耗;三塔流程加压精馏塔和常压精馏塔的回流量之和较双塔流程中主精四塔精馏工艺流程，粗甲醇先后与常压精馏塔塔釜水加压精馏塔塔馏塔的回流量小，因此耗用的蒸汽量及冷却水量均相对较少，说明三塔顶精甲醇换热到75C左右进人预精馏塔:塔顶气经过两级冷凝，不凝气流程是一 种节能型工艺， 如果装置规模越大，则节能效果越显著; 3)三再经洗涤后出装置.冷凝液和洗涤水返回塔顶全回流塔釜甲醇水经泵加塔流程 与四塔流程相比，2种流程都使用双效精馏，因此加压精馏塔和常压并与加压精馏塔塔釜甲醇水换热后进人加压精馏塔，塔顶甲醇蒸气进压精馏塔的能耗相当; 由于四塔流程多了1台汽提塔，使得其蒸汽耗量人常压精馏塔塔釜冷凝蒸发器冷凝，冷凝波进人回流罐.经回流泵加压后，及冷却水耗量 均增加; 4)三塔流程可以产出约一- 半的精甲醇符合AA级一部分返回塔顶作回流，另一部分为精甲醇产品出装置加压精馏塔塔釜要求，而四塔流程产出的总精甲醇浓度为9925%9 (质量分数)，完全甲醇水自压进入常压精馏塔精馏，塔顶分出剩余甲醇，塔釜水- -部分返符合 AA级要求。回预精馏塔塔顶洗涤器，剩余废水去污水处理系统侧线抽出杂醇油进人汽提塔，塔顶气体返回常压精馏塔，汽提塔侧线杂醇油出装置,塔釜水参考文献去污水处理或返回气化工段使用。川陆文斌，时正兴.新型高效规整填料塔在甲醇精馏生产中的应用I现代化工2005 (12)二、模拟分析[2l 吴嘉，陈露.具有热集成和水集成的甲醇精馏新工艺及其榄拟L化工学报2005( 03 )151宋佰顺，设计以某企业生产装置年产300kt精甲醇，年运行时间7920h，粗甲奎鸽，刘喜保.甲醇精馏采用高效塔板和工艺路线的改进uIL小氮肥设计技术, 2004 (01 )醇总进料量为40880kg/h,温度为40C，压力为0.4MPa (表压)为基础[31赵瑞红，赵焕棋,张向京UNIFAC法在甲醇精馏过程模拟计算中的应用I.化学工程2000(01)[4吴嘉.陈露.具有热集成和水集成的甲醇精馏新工艺及其楼拟川L化工学报2005( 03 )|51宋佰顺，数据.粗甲醇的组成见表1.奎鸽，刘喜保。甲醇精馏采用高效塔板和工艺路线的改进[.小氨吧设计技术，2004 (01)140中国化工贸易| China Chemical Trade