1、甲醇精馏工艺研究摘 要：主要通过对双塔、三塔甲醇精馏工艺进行分析研究，对能耗方面进行降低，将加压塔内的蒸汽进行再利用，为精馏过程做出能耗的降低。就三塔甲醇精馏工艺进行优化，新增一个加压塔，将其产生的蒸汽运作于第一个塔的再沸器，提高能量的循环利用率的同时，得到了甲醇精馏质量的提升。 关键词：甲醇 精馏工艺 研究 随着我国科技的不断发展，甲醇在许多方面的运用技术逐渐成熟，甲醇精馏工艺得到了不断的提升。而甲醇精馏装置对于甲醇精馏工艺起到不可或缺的作用，对甲醇精馏装置进行优化与改进，将会对甲醇精馏工艺产品质量以及产量的提升起到重要作用。 一、甲醇精馏工艺流程 1.双塔精馏工艺流程 在我国长期的甲醇精馏
2、工艺历程中，双塔精馏是一种传统的甲醇精馏装置，这种装置在我国各大甲醇精馏工业区应用的较为广泛。通过对甲醇原料进行预热加压处理，让粗处理过的甲醇原料进入预精馏塔，通过两级冷凝措施对甲醇进行冷凝回收，使水蒸气液化与大部分甲醇以及少量杂质沉入塔底为下一阶段的精馏做准备，另外一部分含有少量的甲醇、水以及甲醇的其他化合物则会顺着塔顶逸出。塔底的产品则会通过管道运输至主精馏塔进行精馏。主精馏塔经过加压操作，在塔顶回收精馏过的甲醇产品，少量的甲醇以及一些其他废料进入处理系统进行废弃或者再利用。双塔甲醇精馏过程的主要流程如图 1 所示。 2.三塔精馏工艺过程 通过对甲醇原料进行预热处理以后，在预精馏塔内对原料
3、中的部分杂质进行加热逸出处理，然后让底液通过加压处理顺着管道运输至主精馏塔。主精馏塔通过对甲醇原料的加压精馏，得到了纯净的甲醇蒸汽，通过两级冷凝手段，大部分甲醇液化进入回流槽，部分甲醇返回精馏塔顶部为之后的精馏提供回流过程。小部分甲醇以及其他的杂质溶液在塔底形成底液，通过加压作用运输至常压精馏塔，使各种醇类杂质通过分离进入分类的管道，底液则送至废水处理装置进行处理。三塔精馏的主要工艺流程如图 2 所示。 3.四塔精馏的工艺流程 四塔精馏的工艺流程较为复杂，一般没有进行大规模使用。首先对于甲醇原料与常压精馏塔的塔釜水进行混合， 通过与加压精馏塔塔顶部分的精馏成品甲醇进行换热处理并加热至75左右注
4、入预精馏塔，这时不需要对于甲醇原料混合液进行更多的加热措施，可以降低能耗。然后通过加压把这部分原料注入加压精馏塔内进行精馏过程，其他步骤均与三塔精馏的工艺流程相差不大，主要是通过新增一个加压塔，将其产生的蒸汽运作于第一个塔的再沸器，提高能量的循环利用率。四塔精馏的工艺流程如图 3 所示。 二、精馏工艺的比较 因为四塔精馏工艺过程较为复杂，运用普及率不够高，目前就一般常用的双塔精馏工艺与三塔精馏工艺进行比较说明。 1.甲醇的精馏质量的比较 精馏质量是考量一种工艺手段的重要指标。双塔精馏工艺是传统的甲醇精馏提纯的工艺手段，但最终精馏产生的精甲醇品质相较于三塔精馏工艺手段还是有着一定的差距，主要表现
5、在双塔精馏过程产生的精甲醇还存在着一定含量的杂质，这种杂质存在的比例只能满足我国 GB338-2004 中提出的指标要求。主要因为乙醇的物理性质与甲醇较为相似，因此对于乙醇的分离程度不能达到很好的控制，导致精甲醇中乙醇的含量较高。但是由于社会不断的发展进步，对醇类物质的需求多样化，所以我们对甲醇精馏的质量有着越来越高的要求。如果对甲醇精馏过程的精甲醇进行再精馏，可能会达到目前阶段的要求，但这样做的成本较高，回收率也会明显降低，无法合理的做到原料的利用。 三塔精馏过程明显的改善了这一问题，精馏出的精甲醇中乙醇的含量明显降低，极大的提高了精甲醇的质量。经过三塔精馏工艺之后，精甲醇中乙醇含量比例可以
6、达到美国 AA 级的标准，可以完全的应付甲醇羰基化的技术要求。 2.能源消耗的比较 在甲醇的精馏过程中，能量的消耗十分的巨大。提高对于精馏过程中的能源消耗，可以极大的降低甲醇精馏工艺过程的成本，有效的提高甲醇精馏工艺产生的收益。三塔精馏装置有效的提高了能量的利用率，较之双塔精馏装置，能量的利用率提高了 30%-40%左右。 3.设备成本的比较 通过对双塔精馏装置与三塔精馏装置实际施工以及增加的部分设备费用比较，三塔精馏装置的设备以及施工成本较双塔精馏装备的设备以及施工成本提高了 25%左右，但从长远考虑，在运行成本上三塔精馏装置较之双塔精馏装置通过对能量更为合理的运用，降低了 20%左右的运营
7、成本。同时产生的精馏甲醇品质也极高，可以提供更大的收益。 4.生产规模的比较 通过对甲醇精馏规模的分析，合理选择甲醇精馏装置，也可有效的提高实际生产的利益。 经过计算与实际经济效益的分析，就目前来说，一般年产量在四万吨以下的生产规模，采用双塔精馏可以获得最大的收益，并且由于双塔精馏装置的操作简便、建设规模小、时间快的特点，较之使用三塔精馏装置更为合适。 三塔精馏装置适合大型工业区大规模的甲醇精馏工艺，因为只有在规模扩大化之后，三塔精馏装置比双塔精馏装置各方面的综合效益明显才能得以充分的体现。 5.四塔精馏装置的优势 为了应付更高甲醇质量的要求，四塔精馏装置的运作才足以满足。但由于四塔精馏装置高
8、能耗与高投资问题的存在，无法实现全面的投产，但经过四塔精馏装置最后产生的废水，已达到纯水的标准，可以运用于预精馏塔中的萃取水，极大的降低了装置的运营成本。 三、结束语 甲醇的精馏工艺随着时代的变化在不断的进步，为了满足各种化工产业对于精甲醇的需求，甲醇的精馏工艺也得到了进一步的优化与结构改良。综合考虑到各方面的投入，对于不同规模的甲醇精馏厂区采用不同的甲醇精馏装置，可以有效的提高甲醇的产量与投入比。对于小规模的甲醇精馏工业，采用双塔精馏装置可以提供较高的收益，对于大型工业园区，采用三塔精馏装置可以从长远上提供更大的收益。四塔精馏装置产出的精甲醇纯度极高，并且产生的废料不会造成污染，对我国的环境保护工作拥有很大的帮助。 参考文献 1田旭，刘小英，秦丽萍，董士祥.甲醇精馏工艺流程分析J.小氮肥.2011，39（11）. 2张蔚.甲醇精馏技术浅析J.山西化工.2009，29（01）.
