甲醇精餾過程節(jié)能降耗研究

吳玉龍 劉勇全(陜西長青能源化工有限公司，陜西 寶雞 721405)

甲醇是一種重要的工業(yè)原料，并隨著科技的不斷發(fā)展，愈益占據(jù)重要地位，更為廣泛的被使用。隨著其需求量的增加，優(yōu)化工藝流程，降低能耗使用，這些問題也逐漸成為關(guān)注點(diǎn)。如何選擇更為科學(xué)合理的工藝流程，盡可能的在提高經(jīng)濟(jì)效益的同時(shí)，節(jié)省能耗，降低廢液處理難度？這是目前研究的熱點(diǎn)問題之一。本文將分析目前對(duì)粗甲醇精餾的幾種工藝流程技術(shù)，并評(píng)估其能耗情況，為工藝流程的選擇給出一定的參考。

1 各種精餾技術(shù)流程簡介

近年來，我國化工技術(shù)發(fā)展迅猛，甲醇精餾技術(shù)也愈發(fā)成熟，已出現(xiàn)二塔、三塔、“3+1”塔及熱泵等多種精餾技術(shù)，下面進(jìn)行簡要的介紹。

1.1 二塔精餾技術(shù)

二塔精餾是較早出現(xiàn)的，且應(yīng)用較為廣泛的一種技術(shù)。二塔即為：預(yù)精餾塔和主精餾塔。合成工藝之后獲得的粗甲醇產(chǎn)物，會(huì)送入預(yù)精餾塔里，在其中會(huì)去除物料混雜的低沸點(diǎn)、輕組分類物質(zhì)，剩下包含有H2O、CH3OH、C2H5OH及高級(jí)醇、高級(jí)烷烴的富甲醇液，這些液體通過預(yù)塔泵入主塔，進(jìn)一步提純。預(yù)塔頂部壓力7×104 Pa、77.6℃，釜部壓力1×104 Pa、84.4℃；主塔頂部壓力6×104 Pa、108.0℃，釜部壓力1×104 Pa、66.1℃。另外，進(jìn)樣時(shí)會(huì)添加1%到5%之間質(zhì)量分?jǐn)?shù)的氫氧化鈉溶液，調(diào)節(jié)原料pH值在8到9左右，以防過酸溶液侵蝕設(shè)備。

1.2 三塔精餾技術(shù)

所謂三塔即：預(yù)精餾塔、加壓塔以及常壓塔。原料經(jīng)過加壓預(yù)熱后，進(jìn)入預(yù)塔，預(yù)塔流程與二塔類似；預(yù)塔加工后的原料，再次加壓泵入加壓精餾塔處理后，冷卻至四十度及以下，流入常壓塔，最后可采出成品。預(yù)塔頂2×104 Pa、73.0℃，釜3×104 Pa、77.0 ℃；加壓塔頂5.5×105 Pa、121.0 ℃，釜6.6×105 Pa、136.0℃；常壓塔頂5×103 Pa、65.4℃，釜1.5×104 Pa、105℃。

1.3 “3+1回收”精餾技術(shù)

所謂“3+1”塔，是在三塔精餾的基礎(chǔ)上，增加一條側(cè)線，即將常壓塔的雜醇物質(zhì)引入回收塔再次餾分。這樣以來，不僅可減少甲醇提取的損失，還能夠降低廢水處理難度，保護(hù)環(huán)境。并且由于只是側(cè)線，所以可根據(jù)具體工藝運(yùn)作情況，酌情考慮工作時(shí)間。

1.4 熱泵精餾技術(shù)

熱泵精餾，即將塔的頂部空氣進(jìn)行加熱升溫后，以為底部再沸器提供熱源。目前有加壓和吸收式兩種。此種技術(shù)在溫差較小的提取工藝?yán)锩嫱鼮橛袃?yōu)勢(shì)，且對(duì)于分離沸點(diǎn)較近的物質(zhì)，會(huì)更為節(jié)省成本。如果再沸器溫度過高（大于三百度），該技術(shù)便不適用了。

?

2 二塔與三塔的能耗比較

三塔對(duì)比二塔，能耗水平是大大降低的。因?yàn)槿訅核哪芰勘怀浞掷媒o再沸器供熱能，減少蒸汽的使用量，并且大概有一半的能耗減少。但是考慮到生產(chǎn)的規(guī)模與綜合評(píng)估，在甲醇年產(chǎn)在十萬噸之上可使用三塔模式，否則還是建議采用二塔式。

2.1 熱泵能耗評(píng)估

熱泵技術(shù)在3×105 Pa蒸汽消耗上比三塔多，但在1×106 Pa蒸汽消耗上比其少，循環(huán)水使用量也更少；與三塔精餾對(duì)比，整體能節(jié)省一半以上能耗，如下表數(shù)據(jù)顯示。由此可見，其有廣闊的應(yīng)用潛能，在選擇時(shí)候考慮能耗，設(shè)備投資和生產(chǎn)工藝也是重要元素，因此在對(duì)比其適用性，可酌情進(jìn)行衡量。

2.2 “3+1”塔能耗評(píng)估

“3+1”技術(shù)是在三塔技術(shù)基礎(chǔ)上添加了一條回收塔側(cè)線，且可根據(jù)生產(chǎn)情況，酌情選擇開放周期。因此比三塔設(shè)計(jì)更為靈活，在回收率方面得到極大的提高，經(jīng)濟(jì)效益明顯增強(qiáng)。能夠更為有效地實(shí)現(xiàn)減排節(jié)能。

3 結(jié)語

本文綜合分析了，目前在粗甲醇精餾工業(yè)領(lǐng)域的一些技術(shù)，并評(píng)估了其節(jié)能降耗情況。由此，二塔、三塔、熱泵和“3+1”的選擇，不僅要綜合考慮廠家生產(chǎn)能力、經(jīng)濟(jì)能力，還要評(píng)估其能耗情況。熱泵和“3+1”有著明顯的低能耗優(yōu)勢(shì)，在工藝流程和條件符合的情況下，可酌情優(yōu)先選擇。

[1]朱雄軍,董華奎,郭艷蕾.淺析甲醇精餾節(jié)能技術(shù)的研究進(jìn)展[J].山東化工,2013,42(10):43-45.

[2]葉鑫,呂建偉,于干紅等.甲醇熱泵精餾新工藝[J].化工進(jìn)展,2010(S2):74-77.

[3]謝克昌,房鼎業(yè).甲醇工藝學(xué)[M].北京:化學(xué)工業(yè)出版社,2010.