劉建龍

鄂爾多斯市國泰化工有限公司

甲醇精餾工藝操作優(yōu)化探析

劉建龍

鄂爾多斯市國泰化工有限公司

甲醇精餾工藝，是指將粗提純的甲醇再經過進一步的精餾操作，進行提純加工后得到達到工業(yè)使用要求純度的精甲醇。從以色譜分析中我們可以得出，粗甲醇的主要成分多達40多種，但主要可以劃分為水、甲醇和有機雜質三類。精餾提純工藝操作就是以物料、熱量、氣液三者相平衡為基礎，并且提純過程必須是在連續(xù)穩(wěn)態(tài)和最經濟的條件下進行，原則就是以處理更多的原料為準。但是在實際生產過程中，對于精餾工藝的操作通常都是通過物料上供應的平衡來進行主要調節(jié)，并控制熱量平衡來維持氣液平衡的穩(wěn)態(tài)操作。

甲醇精餾工藝；操作優(yōu)化；措施

甲醇是現代化工產業(yè)中不可或缺的重要化工材料之一，其在農藥、醫(yī)藥、電子、火藥、溶劑、試劑等制造中都有著廣泛的應用，同時也是一種重要的能源替代品。在普通的粗甲醇中，包含有眾多的化學成分，其中以水、甲醇和有機物為主要物質，因此其無法滿足工業(yè)生產的濃度標準。甲醇精餾工藝則是通過一定的技術手段，對粗甲醇進行提純，從而達到工業(yè)生產的濃度標準。然而在實際生產過程中，甲醇精餾工藝操作十分復雜，對整個系統的穩(wěn)定性要求較高，能耗也較大。隨著社會的發(fā)展，發(fā)展觀念的轉變，人們對甲醇生產提出了更高的要求，以滿足節(jié)能環(huán)保的要求。因此，筆者就甲醇精餾工藝的優(yōu)化進行了簡要討論。

1 甲醇精餾工藝流程

要做到甲醇精餾，首先要通過給料泵施加壓力后，將粗甲醇送入到預熱器中進行加熱，通常情況下，這個溫度控制70℃左右。如果溫度過高或者過低，都會對精餾效果造成影響。然后利用冷凝器對預精餾塔中的甲醇蒸汽進行冷卻回流。在這一過程當中，預精餾塔中會留存有部分未冷凝的蒸汽，對待這一部分甲醇蒸汽，要繼續(xù)采取冷凝措施，直至將溫度降低到60℃左右，然后就可以回收其中90%以上的甲醇。此時，仍會存在部分未能冷凝回收的蒸汽，該部分不凝氣主要為CO2等酸性氣體，送往火炬焚燒。同時，預精餾塔釜的甲醇經過加壓加熱后，在加壓精餾塔中進行精餾操作，加油精餾塔的塔頂獲得符合國標優(yōu)等品的甲醇蒸汽，冷凝后儲存于回流槽，部分回流，部分作為甲醇產品，進一步冷卻后，送至甲醇產品罐。加壓塔塔釜液體，進入常壓精餾塔，進一步精餾分離，常壓塔塔頂分離出甲醇蒸汽、冷凝回流并采出產品，塔釜排出甲醇含量合格的廢水。若甲醇規(guī)模較大、一般會進一步設置甲醇回收塔，以期獲得更多的甲醇產品。

2 優(yōu)化措施

2.1 控制精餾過程中的回流量比

回流比是精餾的重要操作參數之一。直接關系著塔內各層塔板上的物料濃度的改變和溫度的分布，對物料平衡和熱量平衡都有影響。對于已經確定了甲醇產品相關標準的精餾設備來說，回流比的大小對甲醇的質量和蒸汽消耗都有著很大的意義，回流比太小的話，甲醇原料液中的雜質組分很容易回流，雜質就不好去除干凈，從而導致精甲醇的質量不合格；要是回流比太大，蒸汽的消耗量將就會增加?；亓鞅葢鶕呢摵珊途状假|量進行調整。在保證精甲醇質量的前提下，要想降低甲醇精餾蒸汽消耗，可以去適當的降低回流比。在實際生產中，先保證產品質量的前提下，可以根據實際情況適當的先降低預塔和主塔的回流比，以降低蒸汽的消耗。

2.2 化工模擬技術優(yōu)化

國內的化工模擬大致起源于二十世紀中期。在1970年之后，我國開始大力推動模擬技術和應用程序的開發(fā)。甲醇化工模擬技術的優(yōu)化，能夠在很大程度上提升甲醇精餾的技術，并逐漸實現精餾能耗和資金的不斷降低，以提升甲醇的經濟性和實用性。而甲醇精餾的模擬實現，要求要確定進料的相關信息、出料的性質及出料的位置，以及塔的性質。例如塔的壓力環(huán)境、回流的比率等信息。而模擬技術的優(yōu)化，應包含兩個方面的內容，一是具有系統模擬的必要功能和延伸功能，能夠實現更科學、要求更高的流程模擬，以使精餾過程中的甲醇能夠保證適中處于正常的狀態(tài)。二是具有成本預估和利潤預估的能力。另外，還要求操作環(huán)境盡量實現便捷和直觀。

2.3 預精餾塔操作的優(yōu)化和控制

預精餾塔是甲醇精餾的初始環(huán)節(jié)，影響著后續(xù)精餾塔的操作。對該環(huán)節(jié)的控制主要是通過以下幾個方面實現。首先，嚴格控制不凝氣溫度。過高或者過低的溫度，都會對脫除效果造成影響。通過循環(huán)水量進行溫度的調節(jié)，以保證將溫度控制在最佳狀態(tài)。其次，嚴格控制預精餾塔的回流量?；亓髁繘Q定了輕組分脫除效果，在控制過程中，對回流量的具體控制還要參考進料量。以50m3/h為分界線，如果進料量低于該數值，回流量宜控制在30-33m3/h，若進料量高于50m3/h，回流量宜控制在34-40m3/h。第三，萃取水量是需嚴格控制的另一個項。在實際的工藝操作過程中，通入過量脫鹽水或蒸汽冷凝液，以萃取出醚類、酯類。萃取水量由預精餾塔的回流量確定，一般不超過10m3/h。

2.4 再沸器內漏造成凝液污染，影響鍋爐運行

由于再沸器自身質量問題，已經無法徹底修復，需更換新設備，新設備到位前，為了維持系統的生產，同時為了把對鍋爐的影響降至最低，重點采取了下列措施：1)當系統開停車或蒸汽管網壓力波動時，將精餾系統產生的部分凝液排至氣化磨煤水槽或污水處理站，嚴格控制COD＜20mg/L，合格后再回收至除氧器。2)增加鍋爐水質取樣分析頻次，加強分析監(jiān)控，根據水中COD含量以及爐水pH，不斷調整鍋爐加藥量，嚴格控制pH在9～10.5，防止鍋爐產生酸性腐蝕。

精餾工藝的操作的是建立在穩(wěn)態(tài)和連續(xù)的基礎上，其操作性強。本文通過對三大平衡及圍繞三大平衡的一些實際操作優(yōu)化的分析以及針對能耗消耗過高的問題進行闡述，希望能在甲醇精餾生產中可以達到精餾生產裝置在最低能耗、最小成本、穩(wěn)態(tài)連續(xù)的工況下安全長周期運行。

[1] 趙西坤，柳永兵，張新鳳.三塔精餾的優(yōu)化運行總結[J].化肥工業(yè)2012，34(6)：36-37.

[2] 田旭，劉小英，秦麗萍.甲醇精餾工藝流程分析[J].小氮肥，2011，11：1- 5.

[3] 彭濤等.基于機械蒸汽再壓縮的甲醇精餾技術研究[J].化學工業(yè)與工程技術，2014，03：62- 65.