甲醇精馏的方法

甲甲 醇醇 精精 馏馏 的的 方方 法法 总总 3 3 页页 --本页仅作为文档封面，使用时请直接删除即可-- --内页可以根据需求调整合适字体及大小-- 甲醇精馏的典型工艺流程 甲醇精馏产生工艺有多种，分为单塔精馏，双塔 精馏，三塔精馏与四塔精馏即三塔加回收塔 1 单塔流程描述 采用铜系催化剂低压法合成甲醇,由于粗甲醇中不仅还原性杂质的含量大大 减少,而且二甲醚的含量几十倍地降低,因此在取消化学净化的同时,可将预精馏 及甲醇-水-重组分的分离在一台主精馏塔内同时进行,即单塔流程,就能获得一般 工业上所需要的精甲醇。单塔流程更适用于合成甲基燃料的分离,很容易获得燃 料级甲醇。 单塔流程见图为粗甲醇产品经过一个塔就可以采出产品。粗甲醇塔中部加 料口送入,轻组分由塔顶排出,高沸点的重组分在进料板以下若塔板处引出,水从 塔底排出,产品甲醇在塔顶以下若干块塔板引出。 2 双塔流程描述 双塔工艺是由脱醚塔,甲醇精馏塔或者主塔组成。主塔在工厂中产量在 100 万吨/年以下,仅仅能提供简单的过程,所以设备和投资较低。 传统的工艺流程，是最早用于 30MPa 压力下以锌铬催化剂合成粗甲醇的精 制。主要步骤有中和、脱醚、预精馏脱轻组分杂质、氧化净化、主精馏脱水 和重组分，最终得到精甲醇产品。在传统工艺流程上，取消脱醚塔和高锰酸钾 的化学净化，只剩下双塔精馏预精馏塔和主精馏塔。其高压法锌铬催化剂合成 甲醇和中、低压法铜系催化剂合成甲醇都可适用。 从合成工序来的粗甲醇入预精馏塔，此塔为常压操作。为了提高预精馏塔 后甲醇的稳定性，并尽可能回收甲醇，塔顶采用两级冷凝。塔顶经部分冷凝后 的大部分甲醇、水及少量杂质留在液相作为回流返回塔，二甲醚等轻组分初馏 分及少量的甲醇、水由塔顶逸出，塔底含水甲醇则由泵送至主精馏塔。主精馏 塔操作压力稍高于预精馏塔，但也可以认为是常压操作，塔顶得到精甲醇产 品，塔底含微量甲醇及其它重组分的水送往水处理系统（见图）。 2 3 三塔流程描述 三塔工艺是由脱醚塔，加压精馏塔和常压精馏塔组成，形成二效精馏与二 甲醇精馏塔甲醇产品的镏出物的混合物。三塔流程（见图）的主要特点是，加 压塔塔顶冷凝潜热用作常压塔塔釜再沸器的热源，形成双效精馏二效精馏，因 此热量交换在加压塔顶部和常压塔底部之间进行。这种形式节省大约 3040 的能源，同时降低了循环冷却水的速度。 从合成工序来的粗甲醇入预精馏塔，在塔顶除去轻组分及不凝气，塔底含 水甲醇由泵送加压塔。加压塔操作压力为 57barG，塔顶甲醇蒸气全凝后，部 分作为回流经回流泵返回塔顶，其余作为精甲醇产品送产品储槽，塔底含水甲 醇则进常压塔。同样，常压塔塔顶出的精甲醇一部分作为回流，一部分与加压 塔产品混合进入甲醇产品储槽。 4 四塔流程描述 3 四塔流程（见图）包含预精馏塔、加压精馏塔、常压精馏塔和甲醇回收 塔。粗甲醇经换热后进入预精馏塔，脱除轻组分后主要为不凝气、二甲醚等， 塔底甲醇及高沸点组分加压后进入加压精馏塔，加压精馏塔顶的气相进入冷凝 蒸发器，利用加压精馏塔和常压精馏塔塔顶、塔底的温差，为常压塔塔底提供 热源，同时对加压塔塔顶气相冷凝。冷凝后的精甲醇进入回流罐，一部分作为 加压塔回流，一部分作为精甲醇产品出装置，加压塔塔底的甲醇、高沸组分、 水等进入常压塔，常压塔顶馏出精甲醇产品，在进料板下方设置侧线抽出，抽 出物主要为甲醇、水和高沸点组分，进入甲回收塔再回收甲醇，塔底废水进入 生化系统处理，回收塔设有侧线抽出，主要抽出物为高沸点醇类，以保证回收 塔塔顶精甲醇质量和塔底废水中总醇含量要求，塔底废水送生化处理。 工艺流程的选择 采用四塔工艺流程，预塔的主要目的是除去粗甲醇中溶解的气体如 CO2、 CO、H2 等及低沸点组分如二甲醚、甲酸甲酯，加压塔及常压塔的目的是除去 水及高沸点杂质 如异丁基油，同时获得高纯度的优质甲醇产品。另外，为减 少废水排放，增设甲醇回收塔，进一步回收甲醇，减少废水中的甲醇含量。其 主要特点如下， 1利用加压塔塔顶蒸汽冷凝热作常压塔塔底再沸器热源，从而减少蒸汽消 耗和冷却水消耗,形成双效精馏，总的能耗比二塔流程降低 10 20。 2预塔加萃取水，有效的脱除粗甲醇中溶解的气体 CO2、CO、H2、和丙 酮、烷烃等轻馏分杂质，使甲醇充分溶解在甲醇水溶液中，从而减少甲醇在预 塔塔顶的损失。 3由于预塔塔底的温度远低于加压塔的进料口处的温度，加压塔进料属于 冷进料，而加压塔釜液温度又高于常压塔进料口处的温度，常压塔进料属于过 热进料状态。无论是冷进料还是热进料对精馏塔分离都是不利的，需损失一定 高度的的填料用于换热。设计的一台加压塔进料/釜液换热器，尽量降低进料和 进料口处的温差，从而提高了加压塔和常压塔的分离效率。 4在常压精馏塔提馏段杂醇油浓缩区设采出口，及时地将难分离的低沸点 共沸物-杂醇油采出，从而有效地降低了常压塔的分离难度，减小了操作回流 4 比，达到了节能、提高收率的目的另外杂醇油采出后，能有效降低常压塔塔 底废水中甲醇的含量。 5增设的甲醇回收塔，操作弹性大，操作灵活，可回收 甲醇，减少废水中的甲醇含量。不仅甲醇回收率增加，而且可以在粗甲醇杂质 含量较高时从回收塔取出的甲醇用作燃料，避免杂质在系统累积而影响产品甲 醇质量。 综上所述，本课题研究采用四塔工艺流程，即包含预精馏塔、加压精馏 塔、常压精馏塔和甲醇回收塔 5