精甲醇及MTO级甲醇精馏工艺技术进展

第3期(总第160期)煤化工012年6月Coal Chemical IndustryJun.2012精甲醇及MTO级甲醇精馏工艺技术进展陈翠翠,付玉川,赵勇(蒲城清洁能源化工有限责任公司,陕西渭南714000)重点介绍了甲醇精馏工艺中双塔和三塔精馏流程,对比了两种工艺的投资消耗,为甲醇生产企业的精馏流程节能减耗提供参考。此外,对发展前景较好的甲醇制烯烃(MT0)产业,针对MT0级甲醇在原料方面的特殊要求,对M级甲醇精馏工艺进行了详细描述,以期对甲醇制烯烃(T0)产业提供技术支持。关键词甲醇,M0级甲醇,精馏,工艺技术文章编号:1005-9598(2012)-03-0031-03中图分类号:70028.13文献标识码:A在合成甲醇工业生产过程中,粗甲醇的精制不仅是决定甲醇产品品质的重要工序,而且精馏的能耗也2甲醇精馏工艺技术简介是影响甲醇生产成本的关键因素口l因此,对甲醇精最早的甲醇精馏工艺流程是用于30Ⅷa压力馏工艺进行系统研究,可以指导甲醇生产企业节能减以锌铬催化剂合成粗甲醇的精制。主要步骤有中和、耗,促进甲醇及其下游产品的更好发展。脱醚、预精馏脱除轻组分等杂质、氧化净化、主精馏脱目前广泛使用的甲醇精制技术为三塔双效精馏水和重组分,最终得到精甲醇产品。随着甲醇合成L艺,在此之前,双塔精馏工艺的使用较为普遍。本文技术的不断发展和生产规模的扩大,精馏技术也取得以节约能耗、降低成本为出发点,对甲醇精馏工艺进了较大进展行系统综述,并对M0(甲醇制烯烃)级甲醇精馏进行2.1精馏塔的选择详述,为MT0产业提供指导。精馏塔是甲醇精馏过程中最重要的设备,直接影响精甲醇的产品质量、分离效果、产品收率、能源消耗1粗甲醇中的杂质与三废处理等。按内件分,精馏塔可以分为板式塔和填料塔由于甲醇合成的副反应较多,无论采用何种工艺传统的板式塔的生产能力大、操作弹性大、造价方法合成甲醇都无法避免杂质的生成。粗甲醇中的低但塔身大,安装和检修困难。随着新型板式塔的发杂质除了水,还有醇、醚、酯、胺等40多种组分,主要展,上世纪八九十年代出现了导向浮阀、斜孔筛板、垂分为轻组分和水等重组分,其中轻组分约占甲醇质量直筛板等塔板结构,在能耗、甲醇收率、操作等方面得的1%,重组分约占甲醇质量的4%-5%。粗甲醇中还含到了很大改善。目前,甲醇精馏使用较广泛的是填有獗基铁及微量的催化剂杂质。粗甲醇中较难分离的料塔,其优点是压降小、通量大、安装简便,尤其是丝分有内酮(沸点56.29℃)正己烷(沸点68.7℃)等网波纹填料在保持其高传质效率的前提下,降低了造沸点与甲醇沸点(沸点64.7℃)较接近的组分和能与价。根据企业生产状况,选择合适的精馏塔,可以达到甲醇形成共沸物的组分。为了得到符合MA级标准节能减耗、提高企业效益的目的。或达到下游工艺反应要求指标的甲醇产品需对某些22双塔精馏与三塔精馏工艺特殊杂质进行分离。2.2.1双塔流程中国煤化工栝预精馏塔、精馏收稿日期:2012-01-12CNMHG作者简介:陈翠翠(1986—),女,河南新乡,工程师,碩士,2007年本科毕业于郑州轻工业学院化工系,现从事煤制甲醇技术工作, E-mail: chencuicui2011 hotmail1.ce煤化工2012年第3期塔,工艺流程如图1所示。粗甲醇先通过預精馏塔去压塔。加压塔顶部得到精甲醇产品,塔底物料则进入除轻组分,再由塔釜泵送至精馏塔,除去大部分的水常压塔,常压塔顶得到精甲醇产品,塔底得到含少量等重组分。为了保证高级醇、酮从甲醇中彻底脱除,在甲醇的废水,排出系统或进入汽提塔。三塔流程中常精馏塔的中下部,设有侧线采出杂醇油,并在塔底排压塔以加压塔的塔顶蒸汽为热源,达到节能目的。出废水。另外,在甲醇合成过程中,会生成相当量的酸不凝气性物质,如甲酸、乙酸,因此,在进料管线上加入碱液,调节p值在7-9,以除去粗甲醇中的酸性物质防止加碱装置对设备的腐蚀。预国流罐不凝气粗甲醇预精馏塔碱装置压预塔回灌精甲醇低压塔馏冷凝液低压燕汽冷凝液低压麦沦人精甲醇图2三塔双效精馏工艺流程示意冷凝液2.2.3双塔精馏与三塔双效工艺对比图1双塔精馏工艺流程示意图双塔精馏和三塔精馏都能够完全保证工业上对精甲醇质量的要求,但在工艺流程上差别较大,其具2.2.2三塔流程体操作指标也相差较大。从投资、能耗等指标对双塔塔工艺流程是由预精馏塔、加压塔、常压塔组精馏流程和三塔精馏流程进行比较分析,结果见表成的精馏系统,其流程图如图2所示。其中,预精馏塔1。由于三塔精馏流程中的常压塔塔釜再沸器加热所的作用与其在双塔流程中的作用相同,加压塔和常压需热量由加压塔塔顶蒸汽提供,不需要外界供热,从塔组成顺流双效精馏流程粗甲醇首先利用加压塔的而降低了热能消耗。甲醇生产规模相同时,三塔流程精甲醇产品进行预热进人预精馏塔,塔顶去除大部分所用的冷却水量和蒸汽量大大小于双塔流程所用的低沸物,塔底得到含甲醇和水的高沸点物料,进入加冷却水量和蒸汽量。表1双塔精馏与三塔精馏投资操作费用对比产品质量能源消耗设备投资生产规模建设同期古地面积双塔精馏工艺分离乙醇的能力较差较大建设投资小小规模较短较小较双塔精馏节约二塔精馏工艺满足AA级标准热能30%-40投资增加25%大、中型装置较长较大从表1可知,双塔精馏工艺投资小、装置简单易应对甲醇中的金属尤其是碱金属的含量要求较高(≤于生产操作、建设周期短,但消耗远远高于三塔精馏0.1×106,质量分数)若金属含量过高,会导致MT0工艺,适合于小规模的甲醇生产装置。双塔流程对乙催化剂中毒,影响烯烃收率。为了符合M0反应的要醇的分离能力较差,这是限制其发展的一个重要因求,需要对粗甲醇进行不同于常规精甲醇的精馏过素。另外,精馏工序的能耗占总能耗的10%-30%,双塔程,其加百图?中国煤化工ⅥT0级甲醇精馏采精馏每吨甲醇的耗汽量在2.0t左右,三塔精馏比双用多有效浓缩金属杂塔精馏节约蒸汽50%左右,但前期设备投资费用较高。质并CNMHG稳定塔,脱除残留23MTo级甲醇精馏工艺的气体及少量低沸物,稳定塔设置回流冷凝器,大部甲醇制烯烃是重要的生产低碳烯烃技术,Ⅶ0反分甲醇在此冷凝下来,进入稳定塔回流罐,再由回流2012年6月陈翠翠等:精甲醵及MYo级甲醇精馏工艺技术进展泵送入塔内;不凝气则送出界区。一级蒸发器由低压蒸汽提供热量,产生的甲醇蒸汽先进入二级蒸发器。3结论通过3个蒸发器的甲醇蒸汽被冷却至40℃,送入MO工段作原料。通过对双塔精馏与三塔双效工艺对比可知,三塔轻组分精馏流程中的常压塔塔釜再沸器加热所需热量由加稳定塔回流罐压塔塔顶蒸汽提供,不需要外界供热,从而降低了热想甲醇能消耗,规模相同时所需冷却水量和蒸汽量远远小于双塔流程,因此,在普通的甲醇精馏流程中,三塔双效Q工艺将是未来发展的趋势。感这本亡器此外,对于甲醇制烯烃(MI0)反应,由于反应催化低压蒸汽剂对甲醇中的金属尤其是碱金属的含量要求较高,需采用多效蒸发器,有效浓缩金属杂质,并通过排污脱冷凝液平发器除,以此确保甲醇中金属质量分数降至0.1×106以下,才能够使甲醇高效转化M0级中醇图3MTo级甲醇精馏工艺流程示意图参考文献:2.4甲醇精馏工艺研究新进展[1]张蔚.甲醇精馏技术浅析[J.山西化工,2009,29日前,对甲醇精馏的研究主要集中在对各操作参(1):52-54数的优化与控制上,如中国石油大学宋昭峥等5应用[2]查旭峰,段文杰萃取精馏在甲醇精馏中的应用[J]ASPEN PLUS对甲醇精馏进行模拟,分别讨论了操作回化学工程,2009,37(10):69-72流比、进料位置、塔顶馏出量等参数对甲醇精馏过程[3]吴声旺.甲醇双塔精馏与三塔双效精馏工艺应用比较[J].化学工程与装备的影响,获得了对高纯度甲醇精馏具有指导意义的相[4]徐保云,张卫江,时彦间歇萃取精馏制备高关工艺数据。还有对间歇萃取精馏( batch extrac纯甲醇模拟与实验研究[J].化学工程,2007,35(6):tion distillation,简称BED,也称分批精馏、非稳态精馏)的研究;对具有热集成和水集成的甲醇精馏新[5]宋昭峥,徐焱明,蒋庆哲.甲醇精馏系统的模拟研究工艺进行模拟。这些新研究利用化工流程模拟软[J].现代化工,2010,30(S1):85件,对甲醇精馏过程进行模拟优化,对甲醇精馏工艺[6]吴嘉,陈露.具有热集成和水集成的甲醇精馏新的选择和发展起到了积极的促进作用工艺及其模拟[J].化工学报,2005,56(3):477-481Technology Progress on Methanol and MTo Grade Methanol Distillation ProcessChen Cuicui, Fu Yuchuan and Zhao YongPucheng Clean Energy Chemical Co, Ltd, Weinan Shaanxi 714000, China)Abstract The two-tower and three-tower methanol distillation processes were studied and both the investment andconsumption of the two processes were compared, so as to provide a reference of energy conservation and consumption re-duction for methanol producers. In addition, for methanol to olefins(MTO)industry which has a good prospect of develop-nent, the special requirements of the MTo grade methanol distillation in respect of raw materials was preserprocess of mto grade methanol distillation was described in detailmethanol to olefins(MTO)industryLLEL中国煤化工 support for theCNMHGKey words methanol, MTO grade methanol, distillation, proce