提高甲醇精馏得率

2012年2月大氛配Feb.2012第35卷第再1期Large Scale Nitrogenous Fertilizer IndustryVoL.35 No.1提高甲醇精馏得率汤雄,赵西坤(兖矿国宏化工有限责任公司,山东邹城273512)摘要:针对低压法合成甲醇,精馏采用节能型三塔精馏流程,分析影响甲醇精馏得率的原因,总结出提高精馏得率的优化措施。关键词:甲醇精馏得率方法兖矿国宏化工有限责任公司是以高硫煤为原从闪蒸槽来的粗甲醇加入浓度为5%的碱液料生产醇烃酯类产品的大型煤化工企业。一期装中和后，经甲醇预热器加热到65C后进人预精馏置设计年产50万吨甲醇,同时副产硫磺、氩气、液塔,预精 馏塔塔底由1.1 MPa饱和水蒸气经热虹吸氧、液氮等化工原料。采用的工艺为德士古加压气式再沸器提供热量。精馏系统流程如图2所示。化，中温变换，低温甲醇洗脱硫脱碳,8.2 MPa合成,系低压法合成甲醇,精馏采用节能型三塔精馏;不凝气放空循环水流程。该项目于2005年5月1日奠基,2005年10回流櫝月底开工建设,2007年11月29日全线打通流程。2{精馏得率是产出的精甲醇和产出这些精甲醇循环水国常回流槽所需要的粗甲醇之比。精馏得率的提高可直接提加|高精甲醇的产量,降低系统损耗,降低生产成本，料←精一精甲醇提高经济效益。因此,提高精馏得率是目前企业生.低5Ped-去回收塔产中着重关注的问题。1工艺流程介绍图2精馏系统流程示意合成系统的工艺气体流程如图1所示。净化塔顶甲醇蒸气经预精馏塔冷凝器将大部分甲工段来的工艺气体,经甲醇压缩机加压,在一定压醇冷凝到预精馏塔回流槽中，没有冷凝下来的气力(6.5 MPa)、温度(225~255C)、 铜基催化剂体经过不凝气冷却器冷却到38C,将其中的甲醇(C307)作用下合成粗甲醇,然后在甲醇闪蒸槽中回收到萃取槽。萃取槽加入萃取水,使其中的油类减压到0.4 MPa,闪蒸出溶解在甲醇中的大部分气物 质分离出来,并在萃取槽侧线采出。预精馏塔底体。部甲醇由泵经预热器预热后进人加压塔，加压塔顶的甲醇蒸气进人常压塔再沸器冷凝，同时为常循环气- -弛放气压塔提供热量,甲醇蒸气被冷凝到加压塔回流槽,-放空气然后一部分由回流泵升压后回流至加压塔塔顶，合成气一甲醇收稿日期:2011-11-02;收到修改稿日期:2012- 01-12。闪蒸气作者简介:杨雄,男 ,1984年出生,助理工程师。2007年毕业于武汉工程大学机械设计制造及自动化专业，现为兖矿国宏化工循环水甲醇分离器闪蒸槽有限责任公司合成精馏控制室主操。联系电话:0537-5939238;图1合成系统的工艺气体 流程Email:yxgC 1314@163.com。第1期杨雄等. 提高甲醇精馏得率5其余部分经加压塔精甲醇冷却器冷却至不高于40催化剂活性差,且易产生羟基化合物,但是温度高C,作为产品送人精甲醇贮槽。加压塔底部的甲醇会影响催化剂的活性,还会影响产品质量,温度越液经过回收热量后进人常压塔，常压塔顶排出的高,在CO和H2的反应中,副产物产量增大,增加甲醇蒸气经常压塔冷却器冷至不高于40%，冷凝了H2的消耗,从而会降低甲醇精馏得率。因而存下来的甲醇液体进入常压塔回流槽，一部分作为在最佳温度点,一般温度会控制在230C为宜。回流送入常压塔顶部，其余部分作为产品送往精2.4维持较低的合 成操作压力甲醇贮槽。常压塔底排出的废水经过四塔回收其从化学平衡来考虑,压力提高,对反应平衡有中的杂醇油后，经废水泵全部送往气化污水处理利;从动力学来考虑,压力提高,反应速率提高,因装置,以达到清洁生产的目的。而,提高压力对主反应及副反应的正向反应有利。但其对各个反应的影响程度不一样，如产生烃类2粗甲醇质量控制的反应是一个体积缩小的反应,烃类的碳链越长,优化合成操作，提高粗甲醇的质量是提高精反应体积变化越大,故反应压力越高,产生的烃类馏得率的前提条件。目前甲醇的合成方法主要是的碳链越长，越有利于副反应，如:8C0+17H2=高压法、中压法和低压法,兖矿国宏化工有限责任CHg+8H20+Q。因此在保证合成反应的条件下,适公司采用低压法，合成反应器为绝热一管壳型并当地维持较低的操作压力，合成系统操作压力控.联反应器(华东理工大学的专利技术),催化剂为制在5~6MPa,有利于减少饱和烷烃、长链烃类杂中国石化南京化学工业集团研究院开发的C307质的产生。铜基催化剂。由于催化剂有很高的选择性,反应温2.5降低循环气中的甲 醇含量，减少副产物的产度为225~255C时，其副产物少,杂质也少,具有很生显著的优势:有机杂质含量少，增加了甲醇的产人塔气中的甲醇含量应尽量低些，这样有利率;用于测定精甲醇中还原性物质的高锰酸钾试于合成的反应,也可避免二甲醚、高级醇等副产物验时间显著提高;降低了精馏的负荷,有利于提高的产生。如二甲醚是由甲醇脱水产生的,其生产速产品质量，降低了精制过程中的物料和热负荷的度与接触时间和人塔气的浓度成正比，因此应该损失。尽量降低循环气中的甲醇含量,-般不超过0.5%。2.1甲 醇反应原理循环气中的甲醇含量控制与以下因素有关:CO+2H2=CHzOH+Q1)降低循环气温度。人塔气中的甲醇含量与CO2+3H=CH,0H+H2O+Q甲醇水冷器后的温度有直接的关系，甲醇水冷器同时发生副反应，甲醇中的副产物按照沸点的温度越低,甲醇蒸气分压越低,循环气中的甲醇的高低可分为两大类:第- -大类为轻镏分,主要为含量越低，进合成塔的甲醇含量也就越少。所以应二甲醚、甲乙醚、- -甲胺、二甲胺、三甲胺、甲醛等,该尽量降低甲醇水冷器的温度。当甲醇水冷器的约占粗甲醇的1%;第二大类为重组分,主要为水、温度为 30C,操作压力为13MPa时,塔后的甲醇高级烷烃、高级醇、烯烃和有机酸等，约占粗甲醇含量为0.2%~0.3%2]。中的7%-9%。2)甲醇分离器控制较低液位。液位偏高则循2.2保持合理的原料气中氢碳比环气中夹带甲醇液体，进入合成塔后会再次反应新鲜气中的氢碳比应控制在2.0~2.2，- -般来产生高级醇，使合成温度下降，打破原有的热平说,新鲜气中的氢碳比过小,容易发生副反应及结衡,严重时还会导致循环气压缩机液击损坏。因此碳,粗甲醇中的杂质含量会大幅上升,并且对催化在实际生产中要尽量控制分离器的液位低些。剂的使用寿命有影响，但是氢碳比过高则消耗过3)空速的控制。空速是调节合成塔床层温度大”。在合成操作中,尽量控制氢碳比在合理值之和产醇量的重要手段。在甲醇生产中，气体一次通内。过合成塔只能得到3%~6%的甲醇,新鲜气的甲醇2.3维持较低的操作温度合成率不高,因此新鲜气必须循环使用。在- -定条从化学平衡考虑,温度越高,对平衡不利;从件下,增加空速,合成气与催化剂接触的时间就会动力学考虑,温度越高,反应速率加快。温度过低，减少 ,出塔气体中的甲醇含量就少,但空速过大，5大氛职2012年第35 卷.也会增加消耗。因此,在实际生产中保证- -定的空3.4提高常压塔塔底温度，降低常压塔塔底醇含速能减少甲醇副产物的生成。甲醇的沸点是64.7C,,在此温度下,甲醇是沸3精馏系统的优化腾的气态。甲醇精馏就是粗甲醇进人塔内汇同塔粗甲醇经预热后进人精馏系统精制，制得的顶回流液流下，塔底的甲醇蒸气逐渐上移与液体.精甲醇的产量直接影响着精馏得率。所以在精馏传质传热,轻组分上移,重组分下移。从这里可以系统中,在保持产品质量达到优级品的情况下,要看出,提高塔底的温度,使上升的轻组分中增加一尽量减少甲醇损耗,以尽量地提高精甲醇产量。些重组分，常压塔塔底液体中的甲醇含量就会减3.1 消除跑冒滴漏现象少,也就减少了常压塔塔底排出的甲醇量,减少了精馏精制过程多数为液相和汽相之间的传热甲醇的浪费3)。目前将常压塔塔底温度提高到105传质过程,如果出现跑冒滴漏,会使馏分物减少，C左右，此时塔底甲醇含量能达到0.1%~0.3% ,极从而影响最终精甲醇的产量，因此消除跑冒滴漏大地提高了精甲醇的产量。是提高精馏得率的基础。3.2 降低不凝气放空的温度4结束语没有冷凝下来的不凝气最终经过水洗后放综上所述,提高精馏得率的方法很多，必须系统空，控制好不凝气中夹带甲醇的量可以有效的减地考虑。从粗甲醇合成工艺条件的选择及操作管少精馏中甲醇的损失,提高精馏得率。一般控制放理,一直到精馏塔的操作,每个环节都不能放过。空的不凝气温度在38 C左右，如果高于38C，则只要精心操作,严格成品管理,不断探索,积累经不凝气放空中的甲醇含量升高,甲醇的损失要大;验,就能提高精馏得率,为企业创造好的效益。如果低于38C,则会影响产品的水溶性。3.3控制好预塔侧线杂质采出量.参考文献在预精馏塔的循环中，需要从预精馏塔萃取[1] 杨福升,齐淑芳.甲醇生产工艺与操作[M].北京:石油化学工业出版杜,1976:122-124.槽和回流槽侧线采出一-部分的油类杂质，这部分2] 王磊,赵绍民,李厚强.优化甲醇工艺操作提高产品质量油类杂质最终进人杂醇油槽。通过视镜观察好槽[J].煤化工,2002 ,2(101):33-35.内液面的油类物质,间断性地排出,以提高产品的3] 宋维端,肖任坚,房鼎业.甲醇工学[M].北京:化学工业出版质量,减少甲醇的浪费。社,991 :291-292.YIELD IMPROVEMENT OF METHANOL DISTILATIONYang Xiong, Zhao Xikun(Yankuang Guohong Chemical Co. , Ltd. , Zoucheng 273512)Abstract: With the employed 3-tower distillation process of energy- -saving type in methanol synthesisat low pressure the causes affecting methanol distillation yield are analyzed and the optimized measures foryield improvement are summed up.Key word:methanol ;isillation yield;method晋煤冀州银海年产1.5万吨氰尿酸项目建成投产晋煤冀州银海化肥有限责任公司年产1.5 万吨氰尿酸项目于2011年12月6日投人试运行,11日产出合格品。项目正式投产后,每年将消耗尿素3万吨,年销售收人6000万元,年创利税可超1000万元。氰尿酸又名三聚氰酸,由尿素聚合而得,是具有良好市场前景的尿素后加工精细化工产品,可广泛应用于医药、染料、涂料纺织、机械、电气轻工等领域。银海化肥公司充分发挥与晋煤合作的原料优势延伸产业链,重点开发尿素下游产品,采用在全国同行业中尚属首家的天然气热解生产工艺生产氰尿酸,热解完全均匀,能耗低收率高,氨气易回收利用,且产品质量稳定,节能环保效果好,对比原料煤生产模式优势更为明显。汪家铭