甲醇精馏工艺方案设计及优化研究.pdf

第十五届全国化肥一甲醇技术年会 Annual FertilizeandMethanolredlnical The15thNational Meeting 甲醇精馏工艺方案设计及优化 孙继光 [甘肃刘化(集团)有限责任公司甘肃永靖731603] 近年来，甲醇生产和消费出了快速增长势头，新建和改扩建的甲醇生产装置越来越多，生产规模也 越来越大。从目前甲醇下游产品的发展前景来看，对甲醇产品的质量要求越来越高，所以，企业应选择 适宜的甲醇生产工艺，设计单位应优化设计方案。笔者认为，采用三塔精馏流程有利于提高产品质量， 降低能耗，满足不同用户对产品品位的要求，提高企业的市场竞争力。 1 三塔双效精馏工艺流程及特点 1．1工艺流程简述 粗甲醇自粗甲醇槽进入预精馏塔，在此去除残留的溶解气体以及二甲醚等低沸物。塔顶设置预塔冷 凝器，将上升气中的甲醇冷凝下来，冷凝的甲醇进入回流槽后回预精馏塔作为回流，塔顶压力由排出的 不凝气量控制。不凝气则经减压调节后送锅炉或火炬焚烧处理。预精馏塔所需的热量由低压蒸汽经预塔 再沸器提供。 预精馏后甲醇温度约85℃，经预精馏塔底泵升压后送入加压塔。加压塔顶的甲醇气经常压塔冷凝 器／再沸器回收热量后冷凝下来，冷凝后的甲醇一部分由回流泵送回加压塔，另一部分作为产品送往精 甲醇槽。加压塔所需的热量由低压蒸汽经再沸器提供。 加压塔底排出液经液位调节后，通过加压塔换热器冷却至98℃再进入常压塔中、上部。常压塔塔 顶气经常压塔冷凝冷却器冷却至40℃后进入常压塔回流槽，经常压塔回流泵加压后，一部分回流至常 压塔，另一部分作为产品送精甲醇槽。常压塔所需热量由加压塔顶气经冷凝器／再沸器提供。常压塔塔 底废液经废水冷却器冷却后送往废水处理装置。 常压塔下段的中间出料经泵送入汽提塔，汽提塔塔顶气经冷凝器冷却后，一部分回流，另一部分作 为产品回收。塔底的废水经冷却后送往废水处理装置。 1，2工艺流程特点 (1)能耗低。三塔精馏工艺节能的核心是将加压塔塔顶气(130℃左右)的冷凝潜热作为常压塔 塔底再沸器的热源。～方面节约了再沸器蒸汽用量，另～方面节约了冷却水用量。所以，也称这种流程 为“三塔双效糖馏流程”。在同样的产品纯度要求下，采用三塔糖馏的投资比采用双塔精馏高15％左右， 但能耗要低30％。节省蒸汽的费用，在3~5a内即可补偿增加的投资。 (2)产品质量高。三塔梢馏对提高产品的质量有明显的效果，其甲醇产品可达美国联邦AA级， 也可生产符合GB338．2004要求的优等品，有利于市场竞争。 2 优化设计方案 2．1选择合适的塔型 三塔精馏生产工艺在国内已广泛采用，但由于设计角度和实际生产经验的差异，此流程还有很多有 待完善的地方。设计中根据工艺的可行性、项目的经济性和节能性综合考虑，首先要选择适宜的塔型。 我公司选用钢丝网规整填料、波纹板填料和浮阀塔板混合塔型，其中预塔装填钢丝网和波纹规整填料， 加压塔、常压塔、汽提塔为钢丝网、波纹填料和浮阀塔板混合塔型。 2．1．1钢丝网规整填料的特点 (1)由于丝网材料较为细薄，填料可以做成较小的尺寸，因而比表面积大。 (2)空隙率大，因而阻力小。 (3)丝网的网孔细密，因表面张力形成的毛细管作用，在填料经过“预润湿”后，丝网表面形成 第十五届全国化肥一甲醇技术年会 坠!!墅!型!!型!!坐堡型坚竺竺型!堂坐型墅!型竺型!!￡ 一层均匀流动的薄膜，使填料表面积的有效利用率较高。而一般的实体填料往往表面润湿很不完全，液 相沟流情况严重，使液流分布不均。 (4)丝网填料等板高度(H．E．工P)小、阻力低，因而每层理论板的压降(A p／n)亦小。此外， 由于表面润湿率高、单位容积的持液量较大，但相对于每层理论板的持液量却很小(因为H．E．tP_小)。 (5)丝网填料在使用条件上也有一定限制，如在多数场合下不可能代替常用的实体