研究粗甲醇精餾操作中產(chǎn)品質(zhì)量的控制技術(shù)

吳琳瑜 馬杰 王雯雯

摘 要：在粗甲醇精餾操作中，做好產(chǎn)品質(zhì)量的控制工作至關(guān)重要，而要想做好產(chǎn)品質(zhì)量控制工作，就需要掌握有效的質(zhì)量控制技術(shù)?；诖耍疚墓P者結(jié)合自己的工作經(jīng)驗(yàn)提出粗甲醇精餾操作中可行的產(chǎn)品質(zhì)量控制技術(shù)，希望可以為相關(guān)行業(yè)從業(yè)人員提供一些參考和建議。

關(guān)鍵詞：粗甲醇;蒸餾操作;產(chǎn)品質(zhì)量;控制技術(shù);研究

甲醇工業(yè)，經(jīng)過這些年的發(fā)展，其中的合成催化劑，也從以往的高壓鋅鉻催化劑，逐漸的變化、發(fā)展至現(xiàn)如今的低溫銅基催化劑。在此進(jìn)程之中，對(duì)于所制得的粗甲醇質(zhì)量等方面，也獲得了進(jìn)一步的提升。隨著現(xiàn)如今，市場對(duì)甲醇方面的質(zhì)量要求在持續(xù)的提升，世界各國對(duì)其精甲醇方面的品質(zhì)以及質(zhì)量方面，也構(gòu)建了更為完備的標(biāo)準(zhǔn)體系。因此，我們有必要對(duì)其質(zhì)量方面的相關(guān)操作以及技術(shù)，做更深入的探究。

1 精餾進(jìn)程當(dāng)中其主要工藝指標(biāo)方面的控制

精甲醇，其構(gòu)成方面的決定性因素主要是甲醇精餾工藝方面的設(shè)計(jì)、精餾技術(shù)方面的操作。通過生產(chǎn)實(shí)踐，精餾操作方面的各項(xiàng)工藝指標(biāo)，實(shí)施嚴(yán)格、嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目刂疲谦@得優(yōu)質(zhì)化產(chǎn)品的關(guān)鍵。

1.1 主要設(shè)備所具有的相關(guān)作用

這里所講的精餾設(shè)備、裝置，主要包含有預(yù)精餾塔、加壓塔、常壓塔以及回收塔。其中，預(yù)精餾塔具有的主要效用，是在于去除粗甲醇所殘余的溶解氣體，比如二甲醚、甲酸甲脂等。對(duì)于加壓塔、常壓塔來講，所具有的效用主要是生產(chǎn)出精甲醇產(chǎn)品，符合國家的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)。此外，在常壓塔設(shè)有側(cè)線采出口，通常用于采集出含有乙醇跟雜醇方面的甲醇水溶液 [1]。回收塔用于減少廢水中的甲醇排放，讓污水達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)，從而減少環(huán)境污染。

1.2 重要工藝其參數(shù)方面的控制

其一，預(yù)塔放空溫度，需要嚴(yán)格的將其控制于3O至55℃之間。這主要是由于，粗甲醇之中擁有較為眾多的醚類，并且這些醚類具有沸點(diǎn)比較低、化學(xué)性質(zhì)不活潑等特性。如若把它放置于空氣溫度低于3O℃的環(huán)境當(dāng)中，那么所具有的雜質(zhì)，將不能獲得完全且有效的放空。進(jìn)而，會(huì)對(duì)精餾方面的相關(guān)成效構(gòu)成一定的影響。同樣，如若將其放置于空氣溫度超出55℃的環(huán)境之中，則會(huì)致使氣體中所具有的甲醇含量大幅度增加。進(jìn)而，會(huì)對(duì)原料甲醇方面，構(gòu)成不必要的資源浪費(fèi)。

其二，預(yù)后甲醇方面的比重，需要維持在0.84至0.87之間。由于粗甲醇中通常會(huì)含有一部分C5至C10的烷烴類雜質(zhì)，較為容易跟甲醇構(gòu)成共沸物。烷烴類雜質(zhì)沸點(diǎn)接近或低于甲醇沸點(diǎn)，具有不溶于水的特性。但是甲醇跟水能夠?qū)嵤┤我獗壤烊堋Ｒ虼?，在萃取槽中，可以適當(dāng)?shù)募尤胼腿∷畬?duì)粗甲醇進(jìn)行萃取，提升了甲醇萃取的質(zhì)量與品質(zhì)。

其三，預(yù)后甲醇的pH值應(yīng)當(dāng)嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目刂圃?至9之間。在甲醇精餾過程中，可以適當(dāng)?shù)脑鎏頋舛葹?%的稀堿液，增添量控制在0.05%至0.1%之間[2]，用于分解所含有的有機(jī)胺類成分，讓其脫離預(yù)塔，同時(shí)還能對(duì)甲醛以及甲酸等還原性雜質(zhì)進(jìn)行中和，避免對(duì)裝備、設(shè)施以及管道的腐蝕。在此進(jìn)程中，一定要注意不能添加過量。一旦添加的堿液量超標(biāo)，不僅會(huì)對(duì)堿液資源造成浪費(fèi)，還會(huì)引發(fā)皂化反應(yīng)，構(gòu)成泛塔事故。同時(shí)，產(chǎn)品質(zhì)量也會(huì)受到嚴(yán)重影響。

其四，常壓塔回流比應(yīng)當(dāng)控制在2.0左右。在粗甲醇進(jìn)行精餾時(shí)，殘液會(huì)排出少量甲醇，若想降低甲醇受到的損失，需要常壓塔的底部溫度始終平穩(wěn)的保持在108℃至115℃之間。當(dāng)處于此溫度區(qū)間時(shí)，一部分高沸點(diǎn)雜質(zhì)，將會(huì)上移至塔的頂端。因此，增大回流量，是處理此類問題的一項(xiàng)必須條件。但需要進(jìn)行細(xì)致把控，若回流量過大，不僅會(huì)對(duì)系統(tǒng)生產(chǎn)力構(gòu)成嚴(yán)重影響，還會(huì)增加不必要的內(nèi)耗，浪費(fèi)資源。常壓塔靈敏板方面，應(yīng)當(dāng)控制于65℃至90℃之間[3]。如此一來，不僅能夠確保塔底殘液排放溫度穩(wěn)定，還能夠確保精甲醇的各類產(chǎn)品處于適當(dāng)?shù)牟沙鰷囟确秶鷥?nèi)，有助于實(shí)現(xiàn)平穩(wěn)、正常的運(yùn)作目標(biāo)。

2 成品質(zhì)量--水溶性方面的控制

水溶性主要是指，精甲醇中不溶于又或是難溶于水的各類有機(jī)雜質(zhì)，添加水之后，這些雜質(zhì)能夠以膠狀微粒的形式呈析出來，產(chǎn)生混濁現(xiàn)象。

2.1 雜質(zhì)種類

通過相關(guān)的數(shù)據(jù)研究，能夠使精甲醇加水混濁現(xiàn)象方面產(chǎn)生影響的雜質(zhì)，主要有以下兩類：

其中一類雜質(zhì)，也就是戊烷、己烷、庚烷、辛烷等，在頂部萃取槽中添水之后，其溶液將會(huì)分離為兩個(gè)層面。此類雜質(zhì)中絕大部分的沸點(diǎn)皆高于甲醇的沸點(diǎn)，與甲醇構(gòu)成共沸物之時(shí)，共沸物會(huì)隨著沸騰被帶離至預(yù)精餾塔的頂部。另一類雜質(zhì)也就是C11-C17烷烴等物質(zhì)，所具有的濃度主要匯集于常壓塔之中的提餾段內(nèi)部。

2.2 清除方式

第一類雜質(zhì)的清除方式，是通過加大預(yù)塔的萃取水用量[4]。由此，便能夠充分的提升甲醇成品的質(zhì)量以及平穩(wěn)性。但是在此進(jìn)程中，一定要掌握好水份的添加量，如若太過，不但會(huì)大大縮減預(yù)精餾塔的生產(chǎn)成效，而且會(huì)在一定程度上加大其熱能以及動(dòng)力等方面的損耗。若產(chǎn)品、成品的水溶性未能明顯好轉(zhuǎn)，則應(yīng)當(dāng)對(duì)預(yù)塔的冷凝溫度進(jìn)行適當(dāng)?shù)奶嵘?。同時(shí)，還需要對(duì)其他方面的溫度，充分管控，使其始終處于可以有效管控的范圍之中。一經(jīng)察覺其塔頂?shù)臏囟扔兴陆?，那么這很有可能是第一類雜質(zhì)。

第二類雜質(zhì)的清除方式。其一，應(yīng)當(dāng)對(duì)內(nèi)部的各項(xiàng)塔內(nèi)操作環(huán)節(jié)，及其條件方面進(jìn)行嚴(yán)格管控。尤其是精餾段中的靈敏板溫度。對(duì)此方面進(jìn)行有效管控，能夠更有效的防止重組分升至塔頂，從而有效的避免了第二類雜質(zhì)進(jìn)入精甲醇之中，有助于提升甲醇的成品質(zhì)量。其二，則是通過持續(xù)且有效地側(cè)線采出常壓塔重組分方式。盡管在短時(shí)間之內(nèi)，對(duì)重組分不采出并不影響精甲醇的水溶性，但隨著重組分于塔內(nèi)不斷的累積，它將會(huì)逐漸的上移，從而導(dǎo)致即使在正常的塔溫下，也會(huì)對(duì)精甲醇的水溶性造成影響。

3 針對(duì)粗甲醇精餾操作產(chǎn)品質(zhì)量提出優(yōu)化建議

3.1 設(shè)備優(yōu)化建議

①由于常壓精餾塔中的再沸器配管不合理，導(dǎo)致?lián)Q熱面積不足，熱負(fù)荷低。針對(duì)這個(gè)問題可以消除出口液封，擴(kuò)大換熱面積，常壓塔的塔低溫度也會(huì)上升;②常壓精餾塔壓力調(diào)節(jié)閥安裝位置不合理，導(dǎo)致內(nèi)部壓力無法正常調(diào)節(jié)?？梢詫⒊核恼{(diào)節(jié)閥從低到高移動(dòng)，消除了液封;③預(yù)精餾塔不凝氣管道配置不合理造成整個(gè)精餾過程不穩(wěn)定，從而影響產(chǎn)品質(zhì)量，可以將不凝氣管道改變?yōu)榕欧挪?，保證精餾系統(tǒng)平穩(wěn)運(yùn)行[5]。

3.2 工藝優(yōu)化建議

①為了提升加壓塔的回流量，確保常壓塔的正常采出，可以提升加壓塔塔底的乙醇濃度;②為了增加常壓塔內(nèi)的回流液溫度，可以加快甲醇的蒸發(fā)速度，但要確保塔頂溫度保持不變;③加壓塔塔底溫度上升，常壓塔的塔低溫度也會(huì)隨之上升，可有效解決常壓塔內(nèi)部熱負(fù)荷不足的情況;④常壓塔內(nèi)氣液不平衡，會(huì)導(dǎo)致塔頂采出的甲醇不合格。要想穩(wěn)定常壓塔內(nèi)部壓力，必須嚴(yán)格控制常壓塔第四塊塔板上的靈敏點(diǎn)溫度，保持在90℃以內(nèi)，既能降低常壓塔的采出，又能提高塔內(nèi)回流量，促進(jìn)常壓精餾塔內(nèi)的氣液平衡。

從設(shè)備和工藝著手，可以保持精餾系統(tǒng)的平穩(wěn)運(yùn)行，從而提高粗甲醇精餾整體的產(chǎn)品質(zhì)量。

4 結(jié)語

綜上所述，可以發(fā)現(xiàn)，隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，各類技術(shù)的進(jìn)步，化工業(yè)對(duì)粗甲醇精餾操作及其產(chǎn)品質(zhì)量方面的要求也在不斷的提升。因此，我們需要充分的探究、剖析、完備相關(guān)技術(shù)發(fā)展。本文對(duì)精餾過程中的工藝指標(biāo)、成品質(zhì)量的水溶性以及優(yōu)化精餾過程，提高產(chǎn)品質(zhì)量做了詳細(xì)分析。只有嚴(yán)格把控好精餾過程中的溫度、回流量等因素，才能有效提高甲醇成品品質(zhì)。同時(shí)，粗甲醇精餾方面的操作，及其產(chǎn)品質(zhì)量控制方面的技術(shù)的不斷優(yōu)化，增加了精餾過程的穩(wěn)定性，也減少了殘液中的甲醇含量，提高了企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益，充分調(diào)動(dòng)了各類化工資源，滿足了可持續(xù)發(fā)展的相關(guān)要求，促進(jìn)了我國化工產(chǎn)業(yè)的進(jìn)一步發(fā)展。

參考文獻(xiàn)：

[1]趙蘭剛.甲醇精餾系統(tǒng)高負(fù)荷下的操作控制要點(diǎn)[J].中氮肥，2019（1）：41-44.

[2]張家志，柳福.甲醇精餾變負(fù)荷操作優(yōu)化技術(shù)運(yùn)用[J].中國化工貿(mào)易，2017，9（26）：146.

[3]胡昕.甲醇生產(chǎn)中精餾產(chǎn)品質(zhì)量控制[J].商品與質(zhì)量，2016（51）：26.

[4]李靜.基于ARM的甲醇精餾塔變結(jié)構(gòu)控制系統(tǒng)研究[D].唐山：華北理工大學(xué)，2017.

[5]梁永華.試析甲醇生產(chǎn)中精餾產(chǎn)品的質(zhì)量控制[J].化工管理，2017（19）：28.