分析甲醇精餾工藝及其塔器優(yōu)化設(shè)計

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

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。對粗甲醇的預(yù)處理工作主要由與精餾塔負責，經(jīng)過預(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，我們需在塔頂運用兩級冷凝，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自于加壓塔冷凝器的高品位熱能，減少蒸汽供應(yīng)量，以達到節(jié)能降耗的目的。粗甲醇（由合成單元送來的）通過預(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，體積分數(shù)在99.99%，冷凝后的甲醇進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，用來抽出包含有甲醇水的異丁基油，這樣可以確保低于水沸點的雜質(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，四塔精餾工藝實際生產(chǎn)過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℃左右進入預(yù)精餾塔；塔頂氣經(jīng)過兩級冷凝，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入加壓塔，塔頂甲醇蒸氣進入常壓塔塔釜冷凝蒸發(fā)器冷凝，冷凝液進入回流罐，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)生的甲醇氣控制。這個過程要同時進行，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，巧妙利用兩塔運行過程中的壓力與溫度相互調(diào)節(jié)控制，在這個過程中一定要將加壓塔溫度控制于一百一十四點八攝氏度和一百二十點九攝氏度之間，通過溫度控制來調(diào)節(jié)塔器的內(nèi)部壓力，以此來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三到二點八之間。同時必須注意整個過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行必要的調(diào)整，通常來說，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。雜醇油主要是用來降低常壓塔下部高沸點物質(zhì)的濃度，以便于塔器操作。雜醇油的主要構(gòu)成部分是高級醇，采出雜醇油時要注意兩點，一是要適當加入萃取水，二是要注意精餾負荷程度，最終通過這兩點確定雜醇油的采出量。

（4）準確管理塔底殘液。在實際的操作中，我們必須充分認識到塔底殘液中甲醇含量及甲醇濃度受溫度問題的影響較大。塔底殘液中產(chǎn)生的過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間，我們要嚴格控制塔頂溫度和進料量，預(yù)防溫度超出范圍引發(fā)輕組分或重組分的過分下移或上浮。

二、甲醇精餾塔器優(yōu)化設(shè)計

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)計和操作配置的直接影響，與實際生產(chǎn)規(guī)模和生產(chǎn)特點相符合的塔器設(shè)備是整個操作過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

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

3.加壓塔優(yōu)化設(shè)計

將精甲醇的分離度保持在55%以上，同時盡量保持塔器內(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)生的甲醇氣控制常壓塔內(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，巧妙利用兩塔運行過程中的壓力與溫度相互調(diào)節(jié)控制，在這個過程中一定要將加壓塔溫度控制于一百一十四點八攝氏度和一百二十點九攝氏度之間，通過嚴格的溫度控制來調(diào)節(jié)塔器的內(nèi)部壓力。

4 常壓塔優(yōu)化設(shè)計

采用加壓塔塔頂產(chǎn)生的甲醇氣控制常壓塔內(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，巧妙利用兩塔運行過程中的壓力與溫度相互調(diào)節(jié)控制，在這個過程中一定要將加壓塔溫度控制于一百一十四點八攝氏度和一百二十點九攝氏度之間，采出雜醇油時要注意兩點，一是要適當加入萃取水，二是要注意精餾負荷程度，最終通過這兩點確定雜醇油的采出量，有效降低常壓塔下部高沸點物質(zhì)的濃度。

結(jié)語

本文針對甲醇精餾工藝流程及生產(chǎn)特點，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)計措施，最后針對塔器配置及不同塔器調(diào)控提出了優(yōu)化設(shè)計建議。希望讀者能夠通過這篇文章對甲醇精餾工藝和塔器優(yōu)化設(shè)計有一個清晰的認識。

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