甲醇精馏的研究进展与应用

化工装备技术第33卷第4期2012年8月综述甲醇精馏的研究进展与应用曹会敏·范智勇张国民刘永强(河南煤业化工集团鹤煤化工分公司)摘要甲醇精馏是多个简单燕馏的组合,是甲醇生产装置的重要工序,其技术的好坏直接关系到精甲醇的质量。对近几年来国内甲醇精馏技术的研究与应用进行了回顾和总结。关键词甲醇精馏工艺流程粗甲醇精甲醇精馏塔回收塔中图分类号TQ0214Research Progress and application of Methanol DistillationCao huimin Fan Zhiyong Zhang Guomin Liu yonggangAbstract: M ethanol distillation is a combination of multiple simple distillations, it is an importantprocess of methanol production unit, and its technology is directly related to the quality of fine methanol. Inthis paper, the research and application of domestic methanol rectification technology in recent yearssummarized and reviewedKey words: Methanol distillation; Process; Crude methanol; Fine methanol; Distillation colur0前盲1甲醇精馏工艺原理及优点甲醇作为一种重要的有机化工原料,其下游产1.1工艺原理品越来越多。随着甲醇衍生物及其下游产品的迅速甲醇精馏是利用粗甲醇中各组分挥发度不同,发展和甲醇燃料的推广应用,甲醇需求量将越来越将水加人待分离的混合液中,利用多次部分汽化和大,因此提高甲醇产品质量和降低生产消耗就越来多次部分冷凝的方法,达到完全分离各组分、获得越引起人们的关注。甲醇精馏是甲醇生产过程最重精甲醇的目的。要的一步,其技术的好坏直接关系到精甲醇的质1.2工艺优点量。该工艺主要具有下述优点:减少甲醇在精馏过我公司(河南煤业化工集团鹤煤化工分公司)程中的损耗;减少外排量,提高甲醇的收率和产品正在筹建的年产60万t甲醇项目采用天津市天大北质量;生产能力大,利用再沸器热源节省蒸汽。洋化工设备有限公司提供的三塔甲醇精馏+回收塔技术。本文对近几年来国内甲醇精馏技术的研究与2甲醇精馏技术的研究与应用应用进行了回顾和总结,期望能对我公司的甲醇项近年来,由于催化剂、粗甲醇合成条件以及制目建设具有一定的参考作用。取原料TYH中国煤化工程相应有较大的CNMHG*曹会敏,女,1982年生,硕士研究生。鹤璧市,458000。2012年8月曹会敏等:甲醇精馏的研究进展与应用变更。最早用于对以锌铬催化剂合成的粗甲醇进行馏原理和工艺流程,对甲醇精馏的操作要点和经验精制,采用的是传统的粗甲醇精馏工艺流程,目前进行了总结。实际应用证明,三塔精馏具有节能降工业上已不复采用。20世纪60年代后期,由于锌耗、产品质量高的优点,产品甲醇质量同时符合国铬催化剂的改进,铜系催化剂又开始用于甲醇的合家标准(GB3382004)优级品要求和美国联邦成,大大改善了粗甲醇的质量,因此粗甲醇精馏工0-M-232K的AA级标准艺也得到简化和改进。目前,在工业上,甲醇精2.23+1塔精馏的应用馏工艺主要分为双塔精馏工艺、三塔精馏工艺和采用三塔精馏+回收塔的工艺流程,主要是在3+1塔精馏工艺。预塔中去除粗甲醇中溶解的气体以及轻组分(如二2.1双塔和三塔精馏工艺的应用甲醚、甲酸甲酯),在加压塔和常压塔中去除水以及双塔精馏是利用较高压力的塔顶蒸汽作为相邻重组分,从而获得高纯度的优质甲醇产品,同时侧线压力较低的精馏塔再沸器的热源,而较低压力精馏采出杂醇油。增设回收塔是为了减少废水中的甲醇塔的再沸器即为较高压力精馏塔的冷凝器。对于小含量,进一步回收甲醇,提高产率。2010年陈迎春吗规模甲醇装置,该工艺是比较合理的,但根据目前介绍了甲醇精馏的主要任务以及甲醇精馏工艺流程市场的需求以及能耗和投资等因素的考虑,大、中的选择和发展,详细介绍了节能型3+1塔的精馏工型甲醇装置多采用三塔精馏工艺。艺流程及其特点,并对甲醇精馏技术的控制要点和2004年王永全四论述了甲醇精馏技术双塔和三节能降耗进行了工艺分析。指出在甲醇生产中,根塔精馏工艺,并对双塔和三塔精馏技术的经济性进据产品的要求来选择合理的工艺技术和流程,就能行了比较。指出甲醇精馏三塔工艺技术可以为企业够满足生产要求和节省投资,既有利于控制甲醇产大幅度降低甲醇生产成本、提高产品质量,具有显品的质量,也有利于节能降耗。目前,虽然对3+1著的经济效益和社会效益。黄洁等对甲醇三塔双塔精馏技术的应用研究还不多,但随着对精甲醇需效精馏设计中的问题进行了讨论,特别是对常规双求的增加和质量要求的提高以及环保要求的提高,塔精馏和三塔双效精馏两种工艺流程进行了模拟计3+1塔甲醇精馏工艺的应用必将越来越广泛。算和比较。2005年汤海琦对50万a双塔甲醇精馏设计进行了总结,该设计具有下述优点:合理33+1塔精馏技术的应用利用旧设备,优化工艺,新旧系统互相利用,可节我公司采用的三塔精馏+回收塔流程,预塔采约投资,提高生产能力,对残液进行回收减少了环用的是填料塔,加压塔、常压塔和回收塔采用的是境污染。2006年髙波等介绍了对双塔甲醇精馏装填料、塔盘混装塔,其中加压塔13块塔盘、常压置扩产改造的方案,指出存在的问题,提出解决方塔22块塔盘、回收塔26块塔盘。杂醇油侧线采法,并对扩产改造后装置的运行情况进行了分析和出。我公司的3+1塔精馏技术在兄弟单位原有的精总结。馏技术基础上做了进一步的改进。原来回收塔进料2007年赵西坤等应用三塔精馏技术提高了甲是由常压塔塔底经过回收塔进料泵直接送到回收塔醇质量,采用双效节能技术降低了生产成本,提升中间塔盘,而我公司则采取下述方法:从常压塔第了企业的竟争能力。同时通过加强科学、合理的整10块、第14块、第18块塔盘采出的含醇液送至体优化控制和管理,使整个生产系统的安全长周期缓冲槽,经回收塔进料泵加压后送至回收塔;回收运行得到保证,这是稳产、高产的关键。2009年塔塔顶的甲醇蒸气经冷凝进人回流槽,再经过回流张蔚四又对甲醇精馏的原理、工艺、设备进行了评泵加压后,一部分作为回流液,另一部分作为精甲述,并对双塔精馏工艺和三塔精馏工艺的产品质醇送至计量槽;塔底采出的废水与常压塔塔底采出量、能源消耗、建设投资以及生产规模进行了对比的废水汇合一起送污水装置,回收塔第1l块、第分析。师少杰等介绍了30万ψa甲醇精馏装置的15块、第19块、第23块塔盘釆出的杂醇油送至工艺流程设计和设备配置,分析了装置实际生产运杂醉油V中国煤化工回收塔的进料得行工艺数据,总结了该装置工艺技术的特点。师少以稳定CNMH量得到提高,甲杰等門还简述了10万ta甲醇精馏系统的三塔精醇的回收率也得到提高。尽管目前我们公司还处于化工装备技术第33卷第4期筹建阶段,但在工艺设计方面做了很大的改进,期2王永全.甲醇精馏技术简述团.化肥设计,20042望由此使我公司甲醇产品质量有很大的提高。3]黄洁,高燕如,唐伯国,等.甲醇三塔双效精馏的讨论门.中氮肥,2004(3):12-1综上所述,三塔精馏+回收塔工艺操作简便灵41汤海琦.50ka甲醇精馏装置设计运行总结[,山西化工,2005,25(3):66-67活,生产能力大,能耗低,外排量少。该工艺将越5]高波徐海婴李汉东.甲醇精馏装置扩产改造及运行总来越广泛地应用于工业生产。我公司正在筹建的年结门大氮肥,2006,29(1):10-12.产60万t甲醇项目也采用该3+1塔精馏技术。近[6]赵西坤,柳永兵,张新凤.三塔精馏的优化运行和总结几年来学者们对该工艺的研究以及在实际应用中获门化肥工业,2007,34(6):28-32得的经验,为我公司甲醇项日的建设提供了一定的7]张蔚.甲醇精馏技术浅析团山西化工,20.29(1):理论依据,也为我公司2012年装置的试车提供了技术指导。我公司在兄弟单位实践的基础上对该技8师少杰,崔文科.30万ta甲醇精馏装置工艺技术选择术做了进一步改进,期望所做的改进能使甲醇产品与设备配置.化肥设计,2009,47(2):19-2质量有很大的提高。9]师少杰,崔文科.100kta甲醇精馏系统运行特点分析化肥工业,2009,36(2):52-54.参考文献10陈迎春.3+l塔甲醇精馏的流程特点与工艺分析]朱炳辰甲醇工学M」.北京:化学工业出版社,1991:广州化工,2010,38(1):200-201270-278(收稿日期:2012-02-12)计3孙;∷∷}计3∷3}∷3}∷2012年7月初,863绿色工艺与装备项目启动完成将大大提升与改造十二五”国家“863传统加工工艺与核心制计划先进制造领域要而设置。项目重点围绕高效清造装备,实现典型产品加绿色生产工艺关键技术与装备主。洁铸造工艺、轻质复合材料构件工和装备制造过程的绿色化,推题项目启动。该项目主要针对工成形工艺、无切屑新型加工工艺、进以节能、减排、省材等为主要特业制造过程的节能节材、节能减工业绿色溶剂替代技术等方向设征的绿色制造工艺技术和高端装排对关键工艺技术装备的迫切需置了7个课题。项目攻关任务的备的进步。2012年6月2日,辽阳石化辽阳石化公司硝酸氣化炉反应器指标创优公司自主研制的硝酸装置核心设备——硝酸氧化炉反应器,完成反应器已运行两年,存在燕发器经过攻关,这个研制组提出设备一年试运行,各项经济技术指标泄漏的隐患。200年,中国石油确结构改进方案,解决了诸多技术达到国内先进水平。立了“硝酸氧化炉反应器研制及和加工难题。硝酸氧化炉反应器硝酸氧化炉反应器是硝酸装工业化应用”的科技开发课题,要的研制成功,标志着辽阳石化拥置的“心脏”,结构复杂,制造难度求辽阳石化加快研制新装备。辽有了硝酸装置成套设备的加工能大。辽阳石化原有的硝酸氧化炉阳石化成立了项目开发研制组。力和制造技术。(章中国石化科研SRT-3型炉技改项目通过鉴定功地改造了从美国引项目“采用CBL技进的四台SRT-3型术改造服RT-3型炉工业应用”工研究院組成的北方炉开发组共炉。经一年多的工业运行表明,改2012年7月20日通过中国石化同承担。造后的裂解炉具有运行周期长组织的鉴定。该项目由天华化工经过一年多时间的研H中国煤化工疡(95%)、操作平杋械及自动化研究设计院与中国验、设计和施工建设,三家CNMHG术达到世界先进石化工程建设有限公司、北京化科研人员用CBL的最新技术成和国内领先水平。(金书文