郭志斌(東華工程科技股份有限公司,安徽 合肥 230024)
關于節(jié)能型甲醇精餾工藝技術標準的探討
郭志斌(東華工程科技股份有限公司,安徽 合肥 230024)
我國是能源消耗大國,能源短缺的現(xiàn)象時有發(fā)生,要想解決這些客觀存在的問題,研發(fā)新型能源的替代品,尤為迫切。甲醇作為有機化工的重要原材料,化學生成很多衍生產物,來滿足國家經濟發(fā)展的需要。所以,我們要通過改良甲醇的生產工藝,采用甲醇精蒸餾技術,有效提高甲醇的質量,給企業(yè)謀求長遠的發(fā)展。
節(jié)能型;甲醇;精餾;技術
甲醇是生產甲基叔丁醚、烯烴和甲酸甲酯的原材料,它被廣泛運用于化工行業(yè),是新型能源的重要來源。通常在甲醇的生成中,要對它進行精餾提純的工序,以提高甲醇的濃度和純度,滿足市場對質量的要求。在生產中,傳統(tǒng)的生產工藝是采用三塔雙效精餾的技術,要提升甲醇生產產業(yè)的發(fā)展進度,就要對現(xiàn)有的工藝技術進行改良,待新工藝測試合格、合理、合法后,在對它加以推廣。
(1)選擇合適的精餾塔。選擇好精餾塔,能提高生產中能源的利用率,確保甲醇的質量達標。通常使用的板式精餾塔,通過氣液和熱質的接觸來傳遞壓力,雖然它價格低廉,生產成本不高,但從安裝、檢修到維護都不容易,所以使用率并不高。目前市場上最常用的是新型填料精餾塔,它的內件利用傳熱和傳質性能好的不銹鋼網波紋,既操作容易,又有很高的穩(wěn)定性,產品的質量也有保障。正是由于填料精餾的縫隙不大,體積相應也小,降低了泵的高度,消耗的電能也少了,生產力自然上去了。
(2)甲醇精餾工藝。傳統(tǒng)的甲醇精餾工藝是通過精餾,去除塔頂端比甲醇沸點低的成份和少量沸點高的雜質。再把精餾塔底部的成份精餾。最后得到的就是精甲醇。
現(xiàn)在使用廣泛的有:雙塔、三塔、四塔這幾種工藝精餾甲醇。雙塔精餾工藝由預精餾塔添上精餾塔組成。三塔精餾工藝預精餾塔和加壓塔。四塔則是在三塔的工藝基礎上添加了汽提塔。然而,這幾種塔的主要目的都是精餾粗甲醇,得到純度相對較高的精甲醇。
(3)雙塔精餾工藝流程。在粗甲醇精餾時,開始采用的雙塔精餾工藝。先用泵把粗甲醇預熱,然后加壓放進預精餾塔中。預精餾塔頂用兩級冷凝的辦法,可以保證甲醇的產量和質量,當甲醇和水從預精餾塔頂逸出,留下的液體就流回精餾塔。泵把逸出的甲醇和水壓到主精餾塔。由于主精餾塔和預精餾塔相比,里面的壓力要高些,使得精餾塔的塔頂?shù)玫郊状嫉漠a品,塔底就剩下廢水以及少量的甲醇。這樣,還可把剩下的廢水送回預塔,節(jié)約了原料,同時,抓緊處理排放的廢水,以免造成環(huán)境污染。
(4)傳統(tǒng)的三塔雙效精餾的技術。三塔雙效精餾的技術工藝是預熱加壓塔里的精甲醇,然后取出在塔頂?shù)木状?,使加壓塔的底部有甲醇和高沸物的混合物,對它加壓。生產過程中,正常情況下,同塔頂相比,塔底的壓力大,發(fā)現(xiàn)有精甲醇生成,就要排空塔底的廢水,生成雙效精餾,要把常壓塔里的的蒸汽當作熱源加以有效的利用,從而實現(xiàn)節(jié)能減排。
要使甲醇精餾工藝提質降耗,改良傳統(tǒng)的工藝技術,采用的新工藝有下面幾種:
(1)改進后的三塔雙效精餾的技術。將傳統(tǒng)的三塔雙效精餾的技術加以改良,就成了現(xiàn)在的三塔雙效精餾的新技術。它與過去的工藝相比,主要依靠控制塔頂和塔底的溫度來調節(jié)加壓塔和常壓塔的精甲醇的配比來進行甲醇生產的新工藝。要把產生的水蒸氣集中利用實現(xiàn)節(jié)能減排,需要在雙效精餾的有效范圍里,用換熱器對熱量進行有效的轉換,合理的配比,調節(jié)傳熱溫差,才能有效的保障這項新工藝的改良和運轉。
(2)四塔雙效精餾新工藝。這項工藝是通過新增加壓塔對預塔的作用,實現(xiàn)對二次蒸汽的利用,這樣,不但可以給預塔源源不斷的蒸汽,而且,還能保持加壓塔和常壓塔的工藝與原來是一樣的。實際工作中,預塔塔頂比塔底要高,要解決這個問題,只有增加壓塔的壓力。至于生產中,塔頂精甲醇生成的廢水,只需要保持壓力和溫度穩(wěn)定的情況下,也是增加壓塔的壓力,在經過常壓塔時處理就行了。這種向壓塔里加熱的方式,不僅合理利用了塔底的生產廢水,同時降低了塔底的壓力,保證塔頂和塔底的傳熱溫差在合理的范圍。
三塔甲醇精餾工藝改良后,加壓精餾塔會源源不斷的輸送蒸汽到預精餾塔,能增加精甲醇的產量,使得加壓精餾塔塔底的甲醇含量大量減少,造成精餾塔塔底的溫度上升。加壓精餾塔的溫度變高后,只要溫差在規(guī)定的參數(shù)下,產生再沸點,都是正常的。在加壓精餾塔的再沸器損耗水蒸氣,同傳統(tǒng)的預精餾塔和加壓精餾塔相比,損耗的水蒸氣更多,更能節(jié)能增效。而改良后的四塔節(jié)能型工藝,雖然各精餾塔的溫度保持沒有變化,但依靠增加的加壓精餾塔塔頂生產精甲醇,塔底排廢水,同傳統(tǒng)的加壓精餾塔相比,溫差小的預精餾塔才能生成雙效精餾。
雖然節(jié)能型甲醇精餾工藝在我國的研發(fā)有了一定的成效,為了經濟的發(fā)展,社會的進步,解決能源短缺的現(xiàn)狀,還有很長的路要走。
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郭志斌(1981-),男,工程師,主要從事化工設計。