甲醇回收塔设计优化

第32卷第10期VoL32 Na 102009年10月河北化工Oct. 2009甲醇回收塔设计优化张冲(中石油东北炼化工程有限公司葫芦岛设计院,辽宁葫芦 岛125001)[摘要]对甲醇水溶液的分离操作条件进行了对比,对于MTBE装置甲醇回收塔，采用加压分离甲醇水溶液。有利于回收进料中的C,轻组分。另外,对甲醇回收塔设计中比较常见的问题，如填料选择、液体分配器的设计及塔底重沸器的选型,根据设计实践进行了分析，并提出了良好的设计建议。[关键词]甲醇回收;加压;液体分配器;重沸器[中图分类号] TQ 205[文献标识码] B[文章编号] 1003-5095 (00)10-0051-03甲醇与水的分离,通常采用分馏的方法。在甲基的分离有可能采用其他方案。如MTBE装置,进入甲醇叔丁基醚OITBED装置中,过量甲醇与异丁烯反应生成回收塔的原料内含有3%左右的C,组分，具体组成见MTBE,剩余的甲醇,通过水洗的方式从未反应C4中分表2。离出来,为了降低成本,通常这部分甲醇都要求回收,表2 MTBE 装置甲醇回收塔原料组成循环使用。指标组分产量/kg+h-T 含量(wt)店1甲醇回收流程异丁烷2.011 0. 119甲醇水分离是最基本的二元分离过程,采用常规丁烯-17.5260.445分离方式即可以实现,MTBE装置中,甲醇回收示意流正丁烷.0.748 0. 044程见图1.顺丁J烯5.620.332B-一些反丁烯.8.9460.53甲醇166. 8759.881 497. 50588. 65合计1 689.231100鸭雅温度/C40压力/MPa0.6密度/kg*cm3944. 982心如果采用常压操作条件,则塔顶每小时约有图1 甲醇水分离示意流程50 kg的放空,放空的组分-般都进入了装置的火炬2操作条件系统白白烧掉,对于年产4万t的MTBE装置,每年大2.1 常规操作条件约达到420 t左右C.损失掉，按3 000元/t估算, .甲醇水溶液的分离比较容易，采用常规分馏方损失大约达到126万元。MTBB装置甲醇回收塔放空案,在常压下即可实现，甲醇水分离常规操作条件见组分的组成见表3。表1。表3甲醇回收塔放空组分的组成表1甲醇水溶液分离操作条件_组分产量Akg-h+7 含量()万项塔项塔底1.61 .丁烯-1 5.4010.862. 0104.1正丁烷0.550.1顺丁烯3.496.9理论塔板数12反丁烯5.9511.82.2加压分离33.066.0对于某些化工装置考虑到其他因素，甲醇水溶液[收稿日期]200904-24[作者简介]张冲(1972-),女,工程师,从事工艺设计工作。压幼MPe_0.●52●河北化工第10期所以在目前新设计的MTBE装置中，甲醇回收塔器。有采用加压操作，回收C。由于回收的甲醇主要返回分配器设计时应该注意: (1)从理论上讲,好的分MTBE装置甲醇原料罐,再次进入主流程参与反应,所配器不应有速度梯度或压力梯度，也不应该有扰动，以甲醇中含有部分Cs并不影响甲醇在本装置的使以便液相从分配器出口流出时得到均匀的分布。(2)用。加压操作的条件见表4。液相排放应当以低速度进行以避免雾化,同时也为了表4甲醇回收塔加压操作条件避免液体到达填料表面时发生过多的飞溅。并且,过项目指标高的压力降会产生细雾喷洒，使液体容易被上升气流塔顶塔底携带。(3)分配器应当与填料层保持-段距离,以便在温度/C76.4 23.3塔中提供足够的自由气相空间，促进汽液分离。(4)气压力/MPa0.2相通道应当均匀地分布在塔的横截面上,要避免气相理论塔板数加压操作主要提高了设备一次投入费用,但从长高速横向移动。远角度来看,加压操作的经济性还是非常可观的。甲醇回收塔设计中,液体分配器、再分配器都采用的是滴盘式分配器。具体形式见图2。3甲醇回收塔的设计甲醇回收塔本身在设计上可以采用板式塔,也可以采用填料塔,设计者可以结合工厂所处条件选择所需要的设备类型。在某工厂MTBE装置设计中,甲醇回收塔采用填料塔,加压设计。具体设计参数见表5。表5甲醇回收塔设计参数甲醇回收塔设计参数塔径/m800填料类型500 Y规整填料填料高度/m进料上段12 000进料下段8 000塔底重沸器热虹吸3.1填料填料种类繁多,大多数的填料都适用于甲醇水溶图2甲醇回收塔滴 盘式分配器液的分离,本次设计采用500 Y规整填料,从理论上滴盘式分配器在直径较小的塔中经常采用。通过讲,此选择是适合的。但由于塔直径较小,填料采购改变盘内孔径的尺寸和数目,可以适用于不同的液体时,厂家提供的是1块直径约8000 m的整体填料。填流率。该分配器固定在塔壁的支耳上,升气管可以是料塔虽然是分段设计，但为了支撑填料及固定分配圆形的,也可以是矩形的或方形的,气相向上流经立器,在每段塔体都设置有支撑圈。由于设备已经加工式的升气管。液相通过盘上的小孔实现均匀的分布。完毕,当装填填料时,由于支撑圈的存在,填料无法安滴盘式分配器从结构上来看，存在一个小的缺装。只有割掉支撑圈，待填料安装后再重新焊接。这也点。滴盘式分配器液体分配的小孔在分配器的最底为日后填料更换制造了麻烦。所以对于此类规格的填端,而且孔径一般都较小,为2~5 m左右甲醇回收料,虽然有整体填料,但考虑到装填及日后的检修,建塔设计时孔径为3 mm。当处理介质清洁时，该分配器议在设计时应该采用分块的填料,分块组装,虽然装能实现很好的汽液分配;但当系统中存在污垢时,分填麻烦，但可以避免许多不可预见的问题。配器底部的小孔非常容易发生堵塞,而引起液体分配3.2液体分配器的不均。在某次设计的MTBE装置刚开工的过程中,由.在填料塔中,良好的气液相分布是发挥填料性能于系统吹扫得不彻底,导致管路的部分污垢进入甲醇的必要条件,无论哪一相分布不均,液汽比都会发生回收塔,造成进料及回流入口的分配器堵塞,影响了变化,从而影响传质性能。通常,在填料塔中,汽液是装置的开车。所以对于此类填料塔的设计，可以考虑在进料及回流的管路上，在靠近塔处设置过滤设施，靠液体分配器来进行二次的分布。常用的分配器类型: (1)阶梯式或管式分配器。防止不可预见的污垢进入塔内,影响分配器的正常工(2)滴盘式分配器。(3) 槽式分配器。(4)喷雾 式分配作。第10期张冲:甲醇回收塔 设计优化●53+3.3塔底重沸器汽液混合返回口进塔后90°朝下进料。开车过程中甲醇回收塔靠塔底重沸器提供分离所需的能量。发现重沸 器进料压头不稳，塔底产品流量经常发生波分馏塔底重沸器根据其水力学特性可以分为两类:自动,塔底液位变化频繁,控制难度大.所以通常在设计然循环重沸器和强制循环重沸器。根据其进料系统的此类换热器时都按最低液位来设计,而且换热面积一差别也可以分为一次通过式和再循环式重沸:器。其中般都设计较大,从而保持液面的稳定,减小波动。对于再循环式热虹吸重沸器是最常见的重沸器,也是甲醇本次设计的甲醇回收塔,由于塔直径较小,塔底的缓回收塔设计时采用的重沸器。冲功能有限，而且由于汽液混合返回口朝下,直接冲再循环式热虹吸重沸器有水平式，也有立式。水击塔底液面,几方面不利因素综合作用造成液位的波平式重沸器通常采用壳程沸腾,而立式的通常采用管动。所以对于小直径分馏塔底的重沸器设计时应优先程沸腾。在化工生产中,受尺寸限制一般采用水平式选用一次通过式或其他形式。必须选用水平式再循环重沸器。由于其独立设置,没有尺寸限制，水力学设计式热虹吸重沸器时: (1)可采用有挡板的再循环进料，较容易,还允许容易结垢的加热介质走管程,其传热如图4。还有一种水平挡板，这种结构一般难以设计，系数相对较大、安装灵活、维修方便。费用较高,所以很不常用。(2)在设计时人为加大分馏再循环式热虹吸重沸器与其他类型相比有几个塔底空缺点: (1)进入重沸器的物料温度与塔底相同,比直接从塔板来的进料系统温度高(如一次通过式),这样会降低平均温差,加剧热结垢和热分解。(2)此种进料系统精馏性能最差。- -次通过式大致相当于-块理论塔板，其他进料方式也相当于一块理论板的一部分，而再循环式几乎没有精馏作用。甲醇回收塔重沸器见图3。图4带档板甲醉回收塔底重沸 器示意图4总结甲醇水溶液的分离是最基本的分馏模式，但对于不同工况,应根据上下游流程,合理选择操作条件;在塔的设计中,对于每一项的选择,都应该进行细致的分析。对于分配器,设计中除考虑适用性外,还要考虑>甲睁开车及各种突发事件可能造成的影响。对于塔底重沸團3甲醇回收塔底重沸 器示意图器,除要保证设计理论上的可行性,也要考虑实际操甲醇回收塔采用水平式再循环式热虹吸重沸器,作的方便性和灵活性。米米米※米米*米米米米*米*米米米米米*米*米米米*米*米米米米米米米*米米米****米米*米米米***惰性气体保护及在线检测超细粉碎系统获发明专利高新技术企业密友集团有限公司研发的惰性气体保护及在线检测超细粉碎系统,8前获得国家知识产权局颁发的发明专利证书(证书号第523229号,专利号:ZL 2006 1 0041272.1)。该产品是密友集团有限公司与国际知名的激光粒度仪制造商德国新帕泰克公司携手合作开发，能满足剧毒或对细度要求特别高的特殊物料的超细粉碎,并可实时检测粉碎过程的粉体细度。该发明能使惰性气体增压到0.8~ 1.0 MPa后进入粉碎主机,原料从料仓加入粉碎主机进行粉碎,粉碎后流向后面的旋风分离器和捕集器,并收集到第一、二成品桶中 。过滤后的惰性气体返回压缩机的吸气0。惰性气体源和储气罐连接到系统的回气管道,通过补气来保持系统内惰性气体较高的纯度。主机与旋风分离器相连的管道上装有在线取样器,取出的样品通过激光检测器然后再返回粉碎系统中旋风分离器,激光检测器采集信号后传送到在线系统控制电脑进行统计分析,并将粒度信号传送给系统主控电脑,主控电脑根据当前的粒度状况与预先设定的目标粒度进行比较后，自动调整粉碎工艺参数至最佳值。惰性气体保护趣微粉碎系统是采用惰性气体作为气流粉碎研磨介质实现干式物料的超微粉碎，使用氮气或其他情性气体作为粉碎工质，气体循环使用,损耗率低,主要用于易燃、易爆、易氧化物料的气流粉碎。该系统中的粉碎过程的控制技术在国内乃至国外,均处于领先地位。自前,该系统已经广泛运用于维生素C、金属钴、镍、锌等产品,深得用户好评。