甲醇是一种重要的工业原料, 甲醇精馏是甲醇生产过程中一个重要的加工程序。随着我国科技不断发展, 甲醇也更为广泛的用于工业生产中, 优化甲醇精馏的工艺流程, 节约成本, 降低能耗成为关注点。
1 精馏技术的流程介绍
1.1 二塔精馏技术
二塔精馏技术出现比较早, 且在工业中的实际应用较多。所谓二塔就是预精馏塔和主精馏塔。甲醇合成系统获得的初甲醇产物送入预精馏塔, 然后在预精馏塔里去除物料混杂的低沸点、轻组分类物质, 剩下包含有水、甲醇、乙醇及高级醇、高级烷烃的富甲醇液, 这些液体通过预塔泵入主塔, 进一步提纯。
1.2 三塔精馏技术
所谓三塔即:预精馏塔、加压塔及常压塔。原料经过加压预热后, 进入预塔, 进行全回流操作;预塔加工后的原料, 再次加压塔原料泵入加压精馏塔处理后, 经过冷却器冷却到四十度及以下, 作为精甲醇流入常压塔, 最后采出成品。
1.3“3+1回收”精馏技术
“3+1”塔, 比三塔的设计要更为灵活, 也就是在三塔精馏的基础上, 增加一条回收塔侧线, 将常压塔的杂醇物质引入回收塔再次馏分。不但可以提高回收率减少甲醇提取的损失提高经济效益, 而且还能降低废水处理难度, 保护环境。
1.4 热泵精馏技术
热泵精馏技术就是将塔的顶部空气进行加热升温后, 以为底部再沸器提供热源。分为有加压和吸收式两种。在3×105Pa的时候, 比三塔的蒸汽消耗要多。所以, 沸器的温度大于三百度, 热泵精馏技术便不适用了。在1×106 Pa的时候比三塔的蒸汽消耗要少, 循环水的使用量也会减少很多。所以, 热泵精馏技术一般在温差较小的提取工艺里面比较适合使用, 且对于分离沸点较近的物质能够更好地节约成本。
2 节能降耗分析
2.1 精馏工艺能耗比较
二塔精馏技术与三塔精馏技术相比, 三塔精馏可以减少蒸汽的使用量, 三塔精馏比二塔精馏少一半的能耗。但是, 也并不是所有的甲醇生产都适合采用三塔精馏, 因为三塔精馏的成本比二塔精馏高, 所以一般一年的甲醇生产量可以达到十万吨以上的使用三塔精馏划算。热泵精馏比三塔精馏, 整体省一半以上的能耗, 但是成本要比三塔精馏更高。“3+1”塔则主要是将杂质引入回收塔进行再次分馏, 使原料可以充分利用回收, 当然, “3+1”的使用成本也比较高, 甲醇的年产量超过十万吨, 可以考虑使用。[1]
2.2 保证生产质量
精甲醇是甲醇精馏装置生产出的产品, 保证产品质量可以有效的减少资源浪费。只有精甲醇的成产质量达标, 才能满足市场的大量需求。在进行生产操作时, 各个生产步骤和生产指标要严格按照相关规定进行, 避免因产品质量问题造成产品不合格而出现大量的资源浪费, 同时还要定量加大或减少蒸汽加热量的方法, 避免大幅度的加减负荷。
2.3 稳定原料粗甲醇质量
在甲醇合成这一阶段会产出很多甲醇精馏的原料粗甲醇, 一旦合成系统操作时出现一些问题的话, 就会对合成生产的粗甲醇质量稳定带来一定的影响。对于控制塔的入口气体组成成分要进行严守把关, 当合成塔入口的气体组成中, 一氧化碳的含量增加, 粗甲醇中二甲醚及乙醇等高级醇的含量就会有所增加;当合成塔入口的气体组中, 二氧化碳含量的增加, 粗甲醇中的水分就会增大, 同时酸度也会增加。那么粗甲醇的品质就会有所下降, 甲醇精馏的分离难度也增大, 在精馏时为了保证产品的质量, 就需要进行提高回流比, 为这样, 就无疑增加了蒸汽耗量, 增加了精馏的能源消耗。所以, 稳定合成系统的运行情况, 从而稳定原料粗甲醇的质量。
2.4 控制精馏过程中的回流量比
回流比是精馏的重要操作参数之一。直接关系着塔内各层塔板上的物料浓度的改变和温度的分布, 对物料平衡和热量平衡都有影响。对于已经确定了甲醇产品相关标准的精馏设备来说, 回流比的大小对甲醇的质量和蒸汽消耗都有着很大的意义, 回流比太小的话, 甲醇原料液中的杂质组分很容易回流, 杂质就不好去除干净, 从而导致精甲醇的质量不合格;要是回流比太大, 蒸汽的消耗量将就会增加。回流比应根据塔的负荷和精甲醇质量进行调整。在保证精甲醇质量的前提下, 要想降低甲醇精馏蒸汽消耗, 可以去适当的降低回流比。在实际生产中, 先保证产品质量的前提下, 可以根据实际情况适当的先降低预塔和主塔的回流比, 以降低蒸汽的消耗。[2]
2.5 控制精馏系统内的压力
甲醇原料液从预塔出来进入加压塔升压后, 然后才可以再次进入精馏塔的进料段, 由回流泵进入精馏塔的甲醇液经过加压塔加压重新作为回流液加入到原料液中, 加压塔的不仅可以对蒸汽或回流液体进行加压, 还可以对加热后的蒸汽向精馏塔提供热量, 此时蒸汽的压力下降, 塔内的温度得以控制。塔底残液则通过常压塔控压再进入冷凝器冷凝进行回流, 倘若采出的精甲醇质量还是有问题, 可以依次循环提高回收率。
2.6 降低废水中甲醇含量
控制甲醇精馏废水中甲醇的含量主要是为了减小甲醇损失, 提高精馏的回收率。精馏生产运行中应加强监控, 需要控制好塔釜的温度, 把废水中的甲醇的含量管控好, 减小甲醇损失。在操作中, 当常压塔需要给气提塔进料时, 要提前进行适当的加蒸汽, 以保证热量平衡, 防止放空温度过高, 以此来减少甲醇的损耗。
3 结语
在精馏过程中, 要完善精馏装置各个操作环节的开启与停止装置。操作管理操作工人要在甲醇精馏操作方面也要做到细心、认真, 要有强烈的责任心和认真的工作态度, 严格控制原料液与采出液的甲醇质量、回流比以及系统压力, 这样就能节能降耗, 提高企业的经济效益。
摘要：本文介绍并分析了甲醇精馏的几种技术与工艺原理, 对甲醇精馏过程中如何在保证产品质量、降低甲醇损失、降低蒸汽消耗进行探讨, 以获取更好的经济效益。
关键词：甲醇精馏,节能降耗
参考文献
[1] 姚国强, 王赵兴, 赵博.甲醇精馏节能降耗的工艺操作[J].西部煤化工, 2014, (01) :26-27.
[2] 万利.甲醇精馏过程节能降耗初探[J].科技风, 2013, (15) :104-105.