甲醇精馏技术应用和节能减排

陈小波

摘要：目前国内外针对甲醇精馏的技术方案总体趋势趋向于统一，由多个简单蒸馏进行简单的组合，合适的甲醇技术方案不但决定其重要的生产工序和生产装置的配置，而且关系到最终得到的精甲醇自身的质量。本文针对目前行业内通用的甲醇精馏方案进行了总结与细致的研究。

关键词：甲醇精馏技术;应用;节能减排

1工艺流程与设备简介

1.1流程

粗甲醇由进料泵进入预热装置，待粗甲醇温度达65℃时使其进入预塔，预塔塔釜粗甲醇一部分经预塔再沸器加热后返回塔釜，一部分经加压塔进料泵增压后进入加压精馏塔继续精馏，预塔再沸器的能力要满足一定的回流比。从预塔塔底出来脱除轻组分后的粗甲醇，温度为76℃，压力为0.04MPa，经加压塔进料泵加压，加压塔进料换热器换热，自第三段填料层下方进入加压塔的下部。温度为118℃的加压塔顶甲醇蒸汽作为常压塔再沸器的热源，换热冷凝后的精甲醇进入加压塔回流槽，一部分液体经加压塔精甲醇冷却器冷却送至精甲醇计量槽，另一部分液体经加压塔回流液冷却器冷却，再经加压塔回流泵回流至加压塔塔顶。加压塔回流槽内不凝气经常压塔冷凝冷却器进一步冷凝冷却后，通过常压塔放空。加压塔釜液一部分经加压塔再沸器加热后送回塔釜，一部分在加压塔换热器换热至80℃后，自第三段填料层下方进入常压精馏塔下部。常压塔顶甲醇蒸汽经常压塔冷凝冷却器后，冷凝液进入常压塔回流槽，经常压塔回流泵加压后一部分液体作为精甲醇送至甲醇计量槽，产品经分析合格后，通过精甲醇泵送入到成品罐区。另一部分作为回流液送至常压塔塔顶。不凝气体从回流槽顶放空，以控制常压塔的压力。常压塔的塔釜液一部分经常压塔再沸器加热后返回塔釜，一部分经回收塔进料泵加压后，进入甲醇回收塔的上部。

1.2设备

预精馏塔安装三段高效填料，其中精馏段有一段填料，提馏段有二段填料。塔总高约28米，塔径2.9米，主要由如下部件構成：塔外壳;第一填料层：高3.5米TJW2型高效填料，填料上下端各加0.3/0.2米TJH25型板波纹填料;第二填料层：高6.2米TJH35型高效填料;第三填料层：高5.4米TJH35型高效填料;液体分布器：新型全连通槽式液体分布器;液体再分布器：槽盘式液体分布器;汽体分布管等。

加压精馏塔是一装填四段高效填料的塔式设备，其中精馏段有三段填料，提馏段有一段填料。塔总高约40米，塔径3米，主要由如下部件构成：塔外壳;第一填料层：高7.2米TJH35型高效填料;第二填料层：高7.2米TJH35型高效填料;第三填料层：高7.2米TJH35型高效填料;第四填料层：高4米TJH25型高效填料;液体分布器：新型全连通槽式液体分布器;液体再分布器：槽盘式液体分布器;汽体分布管等。

常压精馏塔是一装填五段高效填料的塔式设备，其中精馏段有三段填料，提馏段有二段填料。塔总高约43.5米，塔径3.8米，主要由如下部件构成：塔外壳;第一填料层：高4.8米TJW2型高效填料，填料上下端各加0.4/0.5米TJH25型板波纹填料;第二填料层：高4.8米TJW2型高效填料，填料上下端各加0.4/0.5米TJH25型板波纹填料;第三填料层：高4.8米TJW2型高效填料，填料上下端各加0.4/0.5米TJH25型板波纹填料;第四填料层：高5米TJW2型高效填料;第五填料层：高4.9米TJW2型高效填料;液体分布器：新型全连通槽式液体分布器;液体再分布器：新型全连通槽式液体分布器;汽体分布管等。

回收塔内共安装两段填料和10块浮阀塔板，其中精馏段有一段填料，提馏段有10层塔板和一段填料。塔总高约25m，塔径1.3米，主要由如下部件构成：塔外壳;第一填料层：3.2米TJW1型高效填料和0.5米TJH25型板波纹填料;第二填料层：5.8米TJW1型高效填料和0.5米TJH25型板波纹填料;塔板：10层TF3型导向梯形浮阀塔盘;液体分布器：新型全连通槽式液体分布器;液体再分布器：新型全连通槽式液体分布器;汽体分布管等。洗涤塔是在洗涤器T15506内进行的，器内安装一段高效填料，塔总高约13.5m，塔径上下分别为0.6米/0.8米，主要由如下部件构成：塔外壳;填料层：高4.8米TJH3型高效填料;液体分布器：新型全连通槽盘式液体分布器;汽体分布管;尾气入口等。

2五塔系统的减排措施

通过优化设计，选出最合适的进料及采出位置，使甲醇产品纯度达到99.9%以上，杂醇中的甲醇含量得到了最大限度地降低，一般在0.1%～0.2%之间（传统浮阀精馏塔杂醇中的甲醇含量为0.5%～1.0%），这不仅保证了甲醇的高得率，而且使杂醇和废水的处理及污染得到了有效控制。在生产中，通常需要加入适量的碱来降低精甲醇的酸值。在加压塔操作时，碱中的CO2溶入加压塔的精醇中，会使精醇的酸值增高，这就会形成越加碱酸值越高的现象。为解决这一问题，通过反复实验及优选，得到了最佳加碱量，将pH值调整到7左右，不仅可以节省碱的用量，还可以使产品质量得到提高，从而产品优级品率达到100%打破了加减同时带来酸值增加的恶性循环。精馏塔塔顶温度是决定甲醇产品质量的重要条件，我们现在一般控制在101℃左右，常压塔控制在64-67℃。在加压塔和常压塔的塔顶压力稳定的情况下，如果塔顶温度又上升趋势，说明塔顶中的重组分含量升高，就会使质量检测KMnO4值超标。这时需要判明是工艺原因还是设备冷凝器泄漏原因。工艺原因多数是由于塔内重组分增加，则应调节蒸汽量和回流量，如是回流比小就应该加大蒸汽量，提高回流比，经过分析产品数据如不合格，就要减少或暂停采出，等待塔顶温度恢复正常后再采出，以保证精甲醇质量合格。泄露原因多数由于塔外水分从回流被带到塔顶，则应该及时消除泄漏点。

结束语

甲醇精馏装置在甲醇生产中占据重要的地位，利用先进且高效节能的精镏装置，对降低甲醇生产成本和节能减排，节能降耗都起到很重要的作用。我厂甲醇精馏装置所采用的是五塔精馏技术，本文讨论了五塔精馏的工艺特点，并从甲醇精馏原料、回流比等对精馏操作的影响进行了分析，发现五塔精馏具有消耗低、环保效益好、操作简易且系统稳定、工艺指标易于调整、产品质量优良等优点。

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