分析甲醇精餾工藝及其塔器優(yōu)化設(shè)計(jì)

李 梅

（山西焦化股份有限公司，山西 臨汾 041606）

一、甲醇精餾工藝及優(yōu)化設(shè)計(jì)

1 常用甲醇精餾工藝分析

（1）雙塔精餾工藝。 雙塔精餾工藝是我國(guó)比較古老的甲醇裝置中采用較廣的一種精餾流程。這種生產(chǎn)工藝主要用到預(yù)精餾塔和精餾塔兩種塔器。對(duì)粗甲醇的預(yù)處理工作主要由與精餾塔負(fù)責(zé)，經(jīng)過(guò)預(yù)精餾塔處理的粗甲醇由塔釜泵加壓，再經(jīng)粗甲醇預(yù)熱器預(yù)熱后進(jìn)入預(yù)精餾塔中，精餾塔將粗甲醇中的水分去除。為了提高預(yù)精餾塔后甲醇的穩(wěn)定性并盡可能回收甲醇，我們需在塔頂運(yùn)用兩級(jí)冷凝，這樣大部分甲醇水和些許雜質(zhì)留在液相作為回流返回塔，一些初餾分和少量的甲醇水通過(guò)塔頂溢出，塔底含水甲醇則由泵送至主精餾塔，塔頂?shù)玫骄状籍a(chǎn)品，塔底排出的含微量甲醇及其它重組分的廢水送往水處理系統(tǒng)。

（2）三塔精餾工藝。目前甲醇精餾工藝應(yīng)用最廣泛的是三塔精餾工藝，和雙塔精餾工藝不同的是雙塔精餾工藝中用的是精餾塔，三塔精餾工藝用的是加壓塔和常壓塔。常壓塔再沸器的熱源主要來(lái)自于加壓塔冷凝器的高品位熱能，減少蒸汽供應(yīng)量，以達(dá)到節(jié)能降耗的目的。粗甲醇（由合成單元送來(lái)的）通過(guò)預(yù)熱器的預(yù)熱流入預(yù)精餾塔，溶解在粗甲醇中的低沸點(diǎn)雜質(zhì)在預(yù)精餾塔塔頂精餾出并送入燃料管網(wǎng)；物料（由預(yù)精餾塔塔底出來(lái)的）經(jīng)塔釜泵加壓后，送入加壓塔。加壓塔塔頂是甲醇蒸汽，體積分?jǐn)?shù)在99.99%，冷凝后的甲醇進(jìn)入回流槽分解為精甲醇產(chǎn)品和甲醇水溶液，精甲醇產(chǎn)品被送到精甲醇混合罐，甲醇水溶液送至常壓塔。常壓塔下部通常設(shè)有雜醇油采出口，用來(lái)抽出包含有甲醇水的異丁基油，這樣可以確保低于水沸點(diǎn)的雜質(zhì)（主要是一些醇類物質(zhì)）分離出塔，常壓塔塔底排出的廢水被送往廢水處理系統(tǒng)。

（3）四塔精餾工藝 。在三塔精餾工藝的基礎(chǔ)上，四塔精餾工藝實(shí)際生產(chǎn)過(guò)程增加了回收塔處理工藝。粗甲醇先后與常壓塔塔釜水加壓精餾塔塔頂精甲醇換熱到75℃左右進(jìn)入預(yù)精餾塔；塔頂氣經(jīng)過(guò)兩級(jí)冷凝，不凝氣再經(jīng)洗滌后出裝置，冷凝液和洗滌水返回塔頂全回流塔釜甲醇水經(jīng)泵加壓并與加壓塔塔釜甲醇水換熱后進(jìn)入加壓塔，塔頂甲醇蒸氣進(jìn)入常壓塔塔釜冷凝蒸發(fā)器冷凝，冷凝液進(jìn)入回流罐，經(jīng)回流泵加壓后，一部分返回塔頂作回流，另一部分為精甲醇產(chǎn)品出裝置加壓塔塔釜甲醇水自壓進(jìn)入常壓塔精餾，塔頂分出剩余甲醇，塔釜水一部分返回預(yù)精餾塔塔頂洗滌器，剩余廢水去污水處理系統(tǒng)側(cè)線抽出雜醇油進(jìn)入汽提塔，塔頂氣體返回常壓精餾塔，汽提塔側(cè)線雜醇油出裝置，塔釜水去污水處理或返回氣化工段使用。

2 甲醇精餾工藝的優(yōu)化

（1）加強(qiáng)加壓塔和常壓塔的壓力與溫度控制。加壓塔內(nèi)部的溫度可以用1.3MPa的蒸汽調(diào)節(jié)，常壓塔內(nèi)部的溫度用加壓塔塔頂產(chǎn)生的甲醇?xì)饪刂啤＿@個(gè)過(guò)程要同時(shí)進(jìn)行，并且要注意加壓塔和常壓塔之間的相互影響和必要聯(lián)系，巧妙利用兩塔運(yùn)行過(guò)程中的壓力與溫度相互調(diào)節(jié)控制，在這個(gè)過(guò)程中一定要將加壓塔溫度控制于一百一十四點(diǎn)八攝氏度和一百二十點(diǎn)九攝氏度之間，通過(guò)溫度控制來(lái)調(diào)節(jié)塔器的內(nèi)部壓力，以此來(lái)保證輕重組分的充分處理分離。

（2）優(yōu)化精餾塔回流比例。在生產(chǎn)過(guò)程中，直接影響塔頂傳熱狀況的是精餾塔中的回流量。應(yīng)將常壓塔內(nèi)部回流量和采出量之間的比例控制在二點(diǎn)三到二點(diǎn)八之間。同時(shí)必須注意整個(gè)過(guò)程中回流量比例不是一成不變的，必須根據(jù)催化劑使用量和試用階段進(jìn)行必要的調(diào)整，通常來(lái)說(shuō)，回流量比例隨催化劑試用階段的推后而逐漸增加。

（3）控制雜醇油的采出情況。雜醇油主要是用來(lái)降低常壓塔下部高沸點(diǎn)物質(zhì)的濃度，以便于塔器操作。雜醇油的主要構(gòu)成部分是高級(jí)醇，采出雜醇油時(shí)要注意兩點(diǎn)，一是要適當(dāng)加入萃取水，二是要注意精餾負(fù)荷程度，最終通過(guò)這兩點(diǎn)確定雜醇油的采出量。

（4）準(zhǔn)確管理塔底殘液。在實(shí)際的操作中，我們必須充分認(rèn)識(shí)到塔底殘液中甲醇含量及甲醇濃度受溫度問(wèn)題的影響較大。塔底殘液中產(chǎn)生的過(guò)高甲醇含量是因生產(chǎn)工藝中溫度超出了既定范圍而產(chǎn)生的。為給予甲醇轉(zhuǎn)換處理工作足夠的時(shí)間，我們要嚴(yán)格控制塔頂溫度和進(jìn)料量，預(yù)防溫度超出范圍引發(fā)輕組分或重組分的過(guò)分下移或上浮。

二、甲醇精餾塔器優(yōu)化設(shè)計(jì)

1 塔器配置及優(yōu)化理論分析

甲醇精餾生產(chǎn)的主要工具設(shè)備是精餾塔，甲醇精餾生產(chǎn)的產(chǎn)出量和精度受精餾塔結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和操作配置的直接影響，與實(shí)際生產(chǎn)規(guī)模和生產(chǎn)特點(diǎn)相符合的塔器設(shè)備是整個(gè)操作過(guò)程成本和效益的保障，只有這樣的設(shè)備才能為甲醇生產(chǎn)質(zhì)量和廢水、廢渣處理效果提供保證。

2 預(yù)精餾塔優(yōu)化設(shè)計(jì)

甲醇消耗主要是由甲醇精餾過(guò)程中塔頂凝氣問(wèn)題引發(fā)，因此在整個(gè)生產(chǎn)過(guò)程中如何避免甲醇消耗是我們必須要面對(duì)的問(wèn)題。根據(jù)生產(chǎn)過(guò)程中甲醇精餾器具規(guī)格和生產(chǎn)要求來(lái)確定塔頂凝器的控制和調(diào)節(jié)，以此來(lái)有效提高甲醇處理過(guò)程中回收率，降低甲醇消耗量。

3.加壓塔優(yōu)化設(shè)計(jì)

將精甲醇的分離度保持在55%以上，同時(shí)盡量保持塔器內(nèi)部甲醇的純度，采用正規(guī)填料完成生產(chǎn)工藝，采用加壓塔塔頂產(chǎn)生的甲醇?xì)饪刂瞥核?nèi)部溫度，并且要注意加壓塔和常壓塔之間的相互影響和必要聯(lián)系，巧妙利用兩塔運(yùn)行過(guò)程中的壓力與溫度相互調(diào)節(jié)控制，在這個(gè)過(guò)程中一定要將加壓塔溫度控制于一百一十四點(diǎn)八攝氏度和一百二十點(diǎn)九攝氏度之間，通過(guò)嚴(yán)格的溫度控制來(lái)調(diào)節(jié)塔器的內(nèi)部壓力。

4 常壓塔優(yōu)化設(shè)計(jì)

采用加壓塔塔頂產(chǎn)生的甲醇?xì)饪刂瞥核?nèi)部溫度，注意加壓塔和常壓塔之間的相互影響和必要聯(lián)系，巧妙利用兩塔運(yùn)行過(guò)程中的壓力與溫度相互調(diào)節(jié)控制，在這個(gè)過(guò)程中一定要將加壓塔溫度控制于一百一十四點(diǎn)八攝氏度和一百二十點(diǎn)九攝氏度之間，采出雜醇油時(shí)要注意兩點(diǎn)，一是要適當(dāng)加入萃取水，二是要注意精餾負(fù)荷程度，最終通過(guò)這兩點(diǎn)確定雜醇油的采出量，有效降低常壓塔下部高沸點(diǎn)物質(zhì)的濃度。

結(jié)語(yǔ)

本文針對(duì)甲醇精餾工藝流程及生產(chǎn)特點(diǎn)，提出了生產(chǎn)工藝中回流比管理、雜醇油采出控制、汽提塔調(diào)節(jié)等方面的優(yōu)化設(shè)計(jì)措施，最后針對(duì)塔器配置及不同塔器調(diào)控提出了優(yōu)化設(shè)計(jì)建議。希望讀者能夠通過(guò)這篇文章對(duì)甲醇精餾工藝和塔器優(yōu)化設(shè)計(jì)有一個(gè)清晰的認(rèn)識(shí)。

[1]李新艷.分析甲醇精餾工藝及其塔器優(yōu)化設(shè)計(jì)[J].城市建設(shè)理論研究（電子版）,2012,（32）.