甲醇精馏系统的简介及优化

中国化工贸易第6卷第13期石油机械China Chemical Trade2014年5月上旬刊甲醇精馏系统的简介及优化李艳敏张建虎(定州天鹭新能源有限公司河北保定， 073000 )摘要:近年来,随着科学技 术的发展和能源结构的改变,甲醇开辟了许多新的用途,甲醇化工已成为化学工业中一个重要的领域。随着产量的增加，对精甲醇产品的质量也有了更高的要求，部分新上甲醇项目要求甲醇质量符合美国联邦AA级(O-M-232E)标准。其中对乙醇的含量有了更苛刻的规定(乙醇≤10ppm)。在这样一个形势下，甲醇精馏系统的节能降耗和精甲醇品质成为各厂家关心的主要话题。关键词:精馏流程指标优化一、现有甲醇精馏系统简介预精馏塔:理论板数45块，进料板位置第34块。1.两塔流程加压精馏塔:理论板数70块，进料板位置第10块。双塔流程中粗甲醇的精馏分为两个阶段，先在预塔中脱除轻馏分，常压精馏塔:理论板数75块，进料板位置第30块。主要是二甲醚。脱除轻馏分的甲醇再送人重馏分塔-主塔，进-步把高3.对I艺流程进行总体优化，达到蒸汽耗量的最低化。沸点的重馏分杂质分离，从而可得到高纯度的精甲醇。因在主塔塔顶其在甲醇精馏工艺流程的设计时，首先要考虑的是热网络交换，如何中有时可能混有极少的低沸点杂质，所以在距塔顶3~7块塔板上进行精充分回收 利用热量，提高热量的利用率。通过对工艺流程的模拟计算和甲醇采出。双塔精馏流程对乙醇的分离程度较差，由于它的挥发度和甲实际开车的经验，我们总结出以下节能方案:醇比较接近，分离较为困难。在一般 双塔流程中,根据粗甲醇质量不同,方案l:增加原料甲醇预热器。粗甲醇经原料预热器与加压塔精甲醇精甲醇中乙醇含量约为400- 600mg/kg。远远达不到美国AA级标准。换热，温度达到60C以上进预塔中上部。这样可节省预塔的蒸汽消耗，2.三塔流程并节省了部分精甲醇冷却水。粗甲醇进人预精馏塔，在预精馏塔中除去其中残余溶解气体和低沸方案2:增加预后甲醇预热器。预后甲醇的温度低于加压塔进料温度物，项后甲醇经加压泵升压后,进人加压塔,加压塔的操作压力约为0.5-0.6约 50C左右，如按此温度进料，则加压塔提馏段气液负荷将明显增加，(G) MPa,塔顶操作温度约为121 C。加压塔采用低压蒸汽加热的热虹所以 在进加压塔之前与蒸汽冷凝水换热后，被加热到120C以上进人加压吸式再沸器向塔内提供热量。塔顶甲醇蒸汽进入常压塔再沸器，利用气塔。 该热量的交换利用经过现场实践是可行的，节能的。相甲醇的冷凝潜热加热常压塔的塔釜，同时气相甲醇被冷却。加压塔底方案3:预塔增设- -台再沸 器，回收加压塔和回收塔的蒸汽冷凝水的部排出的甲醇溶液送至常压塔下部，常压塔塔顶得甲醇蒸汽冷凝后- -部余热, 减少了预精馏塔的蒸汽消耗。此再沸器对于大型甲醇回收能量较多，分回流，一部分作为产品采出。塔釜废水泵送至污水处理装置。甲醇生产能力小于20万吨1年可不设此再沸器。二、甲醇精馏系统指标4.采用新型塔内件,保证足够的板效率以满足精甲醇品质的要求。1.甲醇蒸汽消耗甲醇精馏系统塔内件的选择直接影响甲醇的品质和设备投资，常规-般双塔精馏蒸汽消耗为18吨蒸汽/吨精甲醇，但其设备投资少，设计的板式甲醇精馏塔,加压塔和常压塔的塔板层数均在85层以上，随流程简单。目前新上甲醇精馏流程采用较少。普通三三塔甲醇精馏系统(预着能源成本的增加和对精甲醇品质要求的提高，有的甲醇主精馏塔塔板塔、加压塔、常压塔)蒸汽耗量约1.2吨蒸汽/吨精甲醇。甲醇质量- -定 层数已到95层。对于新型径向侧导喷射塔板(CIST塔板)，它的操作的情况下影响甲醇蒸汽耗量的主要因索是精馏塔操作的回流比。状态为液相喷射，充分利用了塔内空间，可允许较大的空塔气速，使塔2.精甲醇的品质内的汽液传质更剧烈，表面更新速度更快，所以和普通板式塔相比其传目前，出口精甲醇要求乙醇含量不超过50ppm,这对甲醇精馏塔提质效率较高。CIST加压塔和常压塔安装70层塔板即可满足精甲醇的分出了更高的要求，采用新型高效塔板可以在不增加塔高的基础上，通过离要求。这在河北建滔焦化有限公司和滕州盛隆焦化有限公司已经证实，板效率的提高来达到分离乙醇的目的。河北建滔甲醇精馏系统蒸汽消耗1.0吨/吨精甲醇，其生产的精甲醇完全3.甲醇的回收率满足出口要求。甲醇的回收率同样是甲醇精馏系统一个很重要的指标。甲醇产量的和填料塔相比，采用CIST塔板，其精馏塔塔径可减少200mm以上,高低和工厂效益直接联系，而废水中醇含量太高，不仅影响后续的污水不仅减 小塔内件的投资，设备投资也相应降低。对于常压塔和回收塔，处理，同时也损失了未回收的甲醇。侧线采出位置直接影响甲醇的品质，而板式塔的侧线采出比填料塔要容(四)甲醇精馏系统的特点与优化易得多，我们可以在侧线采出附近设多个采出口，通过采出位置变化可1.大型甲醇精馏装置具有以下特点:避免杂质在塔内的积累，从而能有效调节精甲醇中杂质含量。①精甲醇产品质量要求很高，杂质含量都在ppm级，属于精密精馏三、结语过程。对塔内件和能量消耗提出了更苛刻的要求。通过流程模拟计算，我们得出了甲醇精馏各塔的最佳进料位置，通②处理的物料主要是甲醇等有机物和水，这两类组分的分子结构截过 对换热网络的优化和工艺流程的改进，可节省运行费用。采用新型高然不同，所构成物系的理想性极差。效径向侧导喷射塔板不仅可保证精甲醇的品质，而且节省了设备投资和③加压塔和常压塔塔釜存在着热耦合，两塔的分离效果和处理能力蒸汽消耗，在甲醇精馏系统已得到广泛的应用。相互制约参者文献2.对各塔的进料位置进行优化在自上而下逐板计算中存在一一个加料位置的确定问题。合理的进料川越建年: 《甲种生产工艺) ;化学工业州版社200[21冯元琦、李关云:《甲酸生产操作向答 (第二版)》.化学工业出版社，2008。位置可以减小回流比和理论板，实际生产中和能力消耗及设备投资直接[31 李峰:《甲醇及下游产品》 ,化学工业出版社，2008。联系，通过模拟计算，得出了甲醇精馏系统最佳的进料位置。96 |中国化工贸易China Chemical Trade