甲醇三塔精馏与双塔精馏的比较.docVIP

甲醇三塔精馏与双塔精馏的比较 晋煤金石藁城分公司合成车间，石家庄 [摘 要] 三塔精馏与双塔精馏在工艺流程、产品质量、操作、能耗的探讨。 [关键词] 双塔; 三塔; 精馏 0引 言 随着甲醇工业的发展, 和甲醇生产的相关技术也得到了快速发展, 在甲醇生产过程中, 甲醇精馏做为整个甲醇生产过程中能耗占近20%的一个工段,是技术攻关、节能、提升产品质量的重点环节, 因此甲醇精馏技术的攻关和优化日益引起人们关注, 目前醇生产中普遍使用的精馏工艺有双塔精馏和三塔精馏技术。 为了降低成本、节能降耗、提高企业经济效益和市场竞争力，在此就甲醇双塔精馏和三塔精馏从工艺流程、投资、产品质量、操作、能耗等几个方面进行综合比较探讨。 1 精馏原理 精馏是根据在相同温度下, 同一液体混合物中不同组分的挥发度不同, 经多次部分气化和多次部分冷凝最后得到较纯的组分, 实现混合物分离的操作过程, 如图1。 图1 轻组分Y 和重组分X 混和液Xf 进入第一分离器, 若将第一级溶液部分气化得到气相产品冷凝液,然后再将冷凝液在第二级分离器中部分气化, 再经第二级冷凝器冷凝得溶液中的组分Y2 必大于Y1, 这种部分气化部分冷凝的次数( 即级数) 越多, 所得轻组分Y 浓度越高, 最后几乎可得到纯态的易挥发组分。同理, 若将从各分离器所得溶液产品进行多次部分气化和分离, 那么这种级数愈多, 得到的溶液组分X 浓度越高, 最后可得到几乎纯态的难挥发组分。 常温、常压下, 甲醇是易挥发和易燃烧的无色液体, 纯甲醇的沸点为64.5-64.8℃, 杂质的沸点有高有低,低于甲醇沸点的为轻馏分, 高于此值的为重馏分。一般情况下, 甲醇中所含轻馏分杂质主要有二甲谜、乙醛、丙酮等, 约占粗甲醇重量的1%; 重馏分主要有水、异丁醇、异丁醚等约占粗甲醇重量的4~ 5% 。甲醇合成不论采用何种催化剂, 均受其选择性的限制以及合成条件( 压力、温度和合成气组成) 的影响, 在进行甲醇合成反应的同时, 还会伴随着一系列副反应发生, 甲醇合成过程中副反应产物多达40 多种, 这些杂质只有通过精馏工序加以去除, 才能得到符合国标要求的精甲醇( 见表1) 。 表1 工业甲醇规格及技术指标GB338 ) 2004 项目 指标 优等品 一等品 合格品 色度( 铂- 钴)号 5 10 10 密度( 20℃)( g/ cm3) 0.791-0.92 0.791-0.793 0.791-0.793 沸程（温度范围64.0-65.5℃） ≤0.8 ≤1.0 ≤1.5 高锰酸钾试验/min ≧50 ≧30 ≧20 水混性试验 1+3澄清 1+9澄清 1+9澄清 水分含量% ≤0.1 ≤0.15 ≤0.15 游离酸（以HCOOH计） ≤0.0015% ≤0.003% ≤0.005% 游离碱（以NH3计） ≤0.0002% ≤0.0008% ≤0.0015% 蒸发残渣含量 ≤0.001% ≤0.003% ≤0.005% 乙醇含量 供需双方协商 2 双塔精馏和三塔精馏流程 目前我国在甲醇生产过程中主要使用的甲醇精馏技术有双塔精馏和三塔精馏工艺。 2.1 双塔精馏工艺 图2 双塔精馏工艺流程简图 该流程为我国以前老的甲醇装置中采用是较广的一种精馏流程。精甲醇先经预精馏塔, 经预精馏后的含水甲醇直接由泵输送经热交换器后再至主精馏塔, 最终在主精馏塔将甲醇与水、重组份及残余轻组份进行有效分离，从而得到精甲醇产品。生产实践证明双塔精馏流程简单、操作方便、运行稳定, 能满足甲醇生产要求, 其具体工艺流程如图2。 来自粗甲醇储槽的甲醇, 经泵加压, 再经粗甲醇预热器加热到45℃后进入预精馏塔, 在预精馏塔脱除轻馏分后, 直接由泵输送至主精馏塔, 进一步把高沸点的重馏分杂质脱除, 主要是水、异丁基油等。从塔顶或侧线采出的精甲醇经过冷却器冷却至常温后, 就可得到纯度在99.9% 以上的符合国标的精甲醇产品。 2.2三塔精馏工艺 图3 三塔精馏工艺流程简图 三塔流程是目前甲醇生产装置应用最广泛的精馏工艺。我公司年产20万t 甲醇装置就用此方法,三塔均采用复合填料, 且我国目前在建的甲醇装置亦大部分采用此法粗甲醇按次序分别进入预精馏、加压塔和常压塔进行精馏, 大部分轻组份在预精馏塔去除, 加压塔和常压塔均采出产品, 约各占一半。美国曾报导过另一种三塔流程, 该流程的特点是三个塔基本上等压操作, 由第三精馏塔采出产品,第二精馏塔分离水份, 第一精馏塔相当于预精馏塔,主要用作分离轻组份, 我国尚未采用此种精馏流程,目前我应用最广泛的三塔精馏工艺流程如图3, 其具有精馏能耗低、操作稳定、产品质量好等突出优点, 但操作相对比较复杂。从进料泵来的粗甲醇加入碱液后经预热器加热后进入预塔, 进塔后与从再沸器来的气流换热后,