甲醇精馏工艺技术分析与系统优化措施

甲醇精馏工艺技术分析与系统优化措施
摘要:甲醇在中国的许多生产工作中使用。例如,它从事化肥、药品、和相关化学品的生产。甲醇在相关工作中起着关键作用。甲醇精馏工艺是指化工厂选择一定的技术手段和方法对原粗甲醇进行提纯,并根据相关技术手段,使最终甲醇符合生产应用规定。甲醇精馏过程是一项复杂而专业的实际操作。在整个工艺步骤中需要更多的动能,以确保整个系统的稳定性和安全系数,从而顺利完成工作。
关键词:甲醇精馏工艺技术;系统优化;措施
1甲醇精馏工艺原理
甲醇精馏是利用粗甲醇中各种组分的挥发度和沸点不同,通过连续的质热传递、聚集浓缩,达到分离精制的效果。精馏塔是甲醇精馏的主要处理装置,塔底再沸器提供热源,对釜液进行加热,使液相中的轻组分不断转移到气相,并在塔顶聚集;塔顶冷凝器提供冷量,对塔顶气体进行冷却,使气相中的重组分不断转移到液相,并在塔底聚集,最终实现粗甲醇中轻重组分的有效分离。在多塔流程中,一般通过预精馏塔脱除不凝气体,在主精
馏塔顶部得到精甲醇产品,主精馏塔底部分离产生的废水,可通过回收塔进一步回收其中少量的甲醇。
2影响甲醇精馏效果的原因
甲醇精馏塔过程中的物料平衡、热值平衡和汽液平衡是危及甲醇精馏塔实际效果的主要原因。物料平衡主要是指根据收到的原材料总量,科学合理地设置甲醇消耗量,以确保生产过程中生产制造的顺利进行。原料加入量越大,塔压差越大,导致轻组分下移,形成低甲醇初馏点,缺少合理组分。原料过少时,塔压差低,蒸馏装置温度升高,轻组分缓慢上升,降低产品纯度,不符合生产应用规范。热平衡环节主要是根据生产过程中蒸汽量的调整进行热控制。当蒸汽量缓慢增加时,蒸馏装置中的温度也会升高,这将促进重组化学物质的增加,以及乙醇和水的增加,这将严重降低蒸馏塔中甲醇的生产质量,严重时甚至会造成返液问题。如果汽液平衡环节得不到很好的解决,产品质量就会降低和受损。一般来说,要保证汽液平衡,关键要根据调整塔和板式塔汽液接触的两个对策来执行。只有保证物料平衡,才能完成汽液接触,从而完成汽液平衡。热值平衡是物料平衡和汽液平衡的基础。总之,这三者是相互依存、密切联系的。
3甲醇精馏装置运行过程中暴露的问题及解决措施
3.1不凝气体夹带甲醇严重
精馏系统在粗甲醇进料体积流量为60m3/h以上时,表现为二级冷凝器(E15515)出口气相温度高于甲醇沸点,导致精馏排放的不凝气体中甲醇含量严重超标,加重了回收塔的负荷,使精馏工序收率降低,估算一天损失甲醇5~8t;同时,导致酸脱工序放空气洗涤塔(C15206)和甲醇水塔(C15205)处理负荷过重,严重影响酸脱装置再生系统的正常运行,排放废水达标困难,加重了污水处理负荷。当甲醇合成装置生产的粗甲醇含杂醇较多,或精馏装置满负荷时,此矛盾会更加突出。对于精馏系统不凝气体中夹带甲醇的问题,经过分析和排查认为主要有两方面原因:(1)二级冷凝器结构不合理;(2)二级冷凝器冷却水量偏低,冷凝器处理能力偏小。在原设计条件中,二级冷凝器循环水体积流量为295m3/h,而按现有循环水管道Φ114mm×4mm核算,循环水体积流量为60m3/h;同时,冷凝器的循环水出口温度在60℃以上,可以断定循环水量远不能满足生产要求。解决措施:将二级冷凝器进出口循环水管道由Φ114mm×4mm改为Φ168mm×5mm,增加循却水量;降低二级冷凝器甲醇出液管的倒U形弯高度300mm,增加了二级冷凝器的有效换热面积;在二级冷凝器出口不
凝气体管线上新增一台水冷器(E15516),作为不凝气体的三级冷却器,以进一步降低不凝气体出口温度;把回收塔不凝气体放空管线改接至排放槽(T15506)进气管线上,使回收塔不凝气体先经过排放槽洗涤,降低放空尾气中甲醇含量。
3.2加强对甲醇精馏工艺中热量的控制
在甲醇蒸馏过程中,冷热病一直是甲醇蒸馏过程中的关键难点,对甲醇蒸馏的质量和效率造成了危害。首先,员工应加强三塔精馏和四塔精馏过程中常压塔余热的应用和科研,以最大限度地消耗热量。加热粗甲醇时,相关人员应选择有效的方法,尽量减少甲醇精馏过程的动能消耗和消耗。此外,当加压塔内温度降低时,应根据蒸汽情况对二次加热材料进行修改,以完成加热装置和水暖装置加热装置的应用,从而加强和提高高压塔内部结构温度。今后,工作人员应更加重视精馏塔的严密性,确保其密封性能完好,做好甲醇精馏过程中的产品质量控制,最大限度地防止甲醇精馏过程中形成的热损失问题[2]。值得一提的是,相关人员还可以在蒸馏塔中建立有效的内部循环。内循环包含多种机械设备,可以合理控制蒸馏塔中的热量,减少甲醇蒸馏过程中的外部热量。最后,相关人员必须解决精馏过程中形成的蒸汽、沸水和热废物,将生产过程中形成的热原转移到甲醇精馏模块,并完
成甲醇精馏过程中自来水的还原。值得一提的是,它可以合理满足中产阶级热原制冷在其他生产环节所需的网络资源电能,并降低相应的技术成本,保证甲醇精馏工艺的应用效果,提高甲醇的生产率和质量,完成环保,整个生产制造过程的节能环保性能。
3.3常压精馏塔产品乙醇含量高
龙宇煤化工二期项目主要生产醋酸和乙二醇,醋酸生产对精甲醇质量的要求较高,特别是精甲醇中的乙醇含量。乙醇含量在以往不作为精甲醇的指标,但以甲醇为原料生产醋酸的工艺,要求乙醇质量分数≤100×10-6,而常压精馏塔产品中乙醇质量分数在1500×10-6,严重影响下游醋酸产品的质量。通过研究设计资料并与设计院技术交流,发现常压精馏塔理论塔板数量不够且无侧线采出,常压精馏塔分布器和填料存在问题。进一步排查发现常压精馏塔填料段二、三段填料液体收集器大量脱落,且液体分布器中铁锈堵塞情况较为严重。脱落的收集器钢板部分堆积在塔盘溢流堰处,阻碍液体下流,造成液体塔盘液层加厚,导致压差增大;部分掉落至降液管、分布器中,影响分布器对液体的分布效果,导致气液传质效率下降。解决措施:常压精馏塔由填料改为复合塔盘,并增加三个侧线采出口。
3.4加强对甲醇精馏工艺中原料质量的控制
提高甲醇精馏过程原料质量主要包括两个具体内容:熟悉和掌握各种精馏过程的特点,对甲醇精馏过程进料部分进行改进和自主创新。首先,相关制造人员应熟悉和掌握不同类型蒸馏的实际操作和工艺,高度重视各类机械设备的使用和工艺的相关规范,提高实际操作中机械设备环境温度的调整。需要注意的是,生产制造人员应采取科学合理的方法,避免网络资源的消耗,因此可对整改过程中产生的工业废水进行相关测试和检查,根据相应的测试结果,可以采用科学合理的方法来解决问题。通过对甲醇精馏过程进料部分的关注,可以完成精馏塔总回流和精馏塔总塔板数,保证工艺的平稳性和合理性。
4结论
精馏不凝气体甲醇回收改造后,每天能回收甲醇5~8t,每年可新增效益522.7万元。常压精馏塔产品提质改造后,精甲醇中乙醇质量分数由1500×10-6降至200×10-6。回收塔技术改造后,塔顶产品甲醇质量分数>90%,最高可达到99%,塔釜甲醇质量分数≤100×10-6。对精馏系统的优化改造有效降低了精馏不凝气体中的甲醇含量,提高了精馏工序收率,提高甲醇精馏工艺的效率,保证精甲醇产品的质量。
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