甲醇精馏的工艺优化和节能分析

甲醇精馏的工艺优化和节能分析

王倩 马士森 李科军

联泓（山东）化学有限公司 山东滕州 277500

摘要：甲醇是一种有毒气体，其特点是无色、透明、气味强烈、易挥发。它是化学工业中非常重要的原料，可用于化学反应生产甲酸、醋酸和氯化物等有机产品。近年来，我国化学工业发展迅速，能源结构发生了巨大变化。甲醇的应用范围越来越广，使用量越来越大。在具体的制备过程中，我们不仅要使用传统的有机合成，还要使用合成蛋白。但是，甲醇中存在一些醚、酮和更高的醇，在具体的制造工艺中得到。

关键词：甲醇精馏；逆流双效精馏；隔板塔；热集成；节能降耗

引言

甲醇是有机化工的重要原料，也是C1化学的初始化合物。无论是在石油化工、生物医药，还是在农业生产、精细化工等领域都有着广泛的应用，因此工业上甲醇的需求量逐年增加。甲醇精馏是甲醇生产流程中的的纯化工序，其技术的好坏直接关乎甲醇产品的质量，且由于该部分能耗占整套生产装置总能耗的20%左右，因此通过采取合理的技术手段优化甲醇精馏工艺，节能效益将会十分可观。特别是在当前“碳排放、碳达峰”政策的驱动下，蒸汽单价和电单价持续走高，采取高效、可行的节能措施，不仅有助于降低企业的运行成本，同时也可以增强化工产品在未来市场中的抗风险能力和竞争力。

1、甲醇制备工艺概述

具体生产过程中，无论采用何种催化剂，由于反应过程中的温度和压力，产品中杂质很多，主要成分包括水、醚、酮等有机杂质的混合物。一般来说，原料甲醇可分为轻组分、甲醇和重组分。其中轻组分比甲醇低沸点污染，重组分比甲醇高沸点污染。原料甲醇的杂质主要包括水、有机物和乙醇。三种中含水量较低，这是特别的，可以用传统方法分离。乙醇含量低，但对甲醇质量有很大影响。因此，在整改过程中应注意他的治疗。粗甲醇精馏过程的主要原理是:由于杂质和甲醇的挥发性不同，通过蒸馏分离出来。甲醇精馏过程在当前具体时间过程中可分为单塔法、双塔法和三塔法。单塔蒸馏法只根据整流风暴蒸馏原甲醇，导致轻组分与整流风暴顶部分离，而重组分作为残馀液体从整流风暴底部排出。该蒸馏工艺的主要优点是成本低结构简单，但在该工艺下获得的甲醇纯度不好。双塔整改过程主要通过预认证塔和主认证塔实现。预焙烧柱是单体蒸馏的重要组成部分。双塔蒸馏过程导致主装瓶中严重的组分污染受到二次处理，从而提高了最终得到的甲醇浓度。双塔蒸馏法已被我国中小型甲醇生产企业采用。三塔精馏过程主要需要预调节柱、压力式蒸馏柱和大气蒸馏柱。当前，本厂使用的蒸馏过程是三塔蒸馏过程，完成了原甲醇的第三蒸馏处理，从而确保甲醇能够得到更好的纯度。本文重点分析了三塔精馏过程中重要参数的优化，这不仅保证了甲醇的纯度，而且还必须使其节能。蒸馏罐是甲醇蒸馏装置中最重要的设备。其内部结构对能耗、产品注册和设备成本具有决定性影响，因此对于内部设计和类型选择非常重要。我国甲醇精馏塔的内部部件多为塔板内部部件，如浮筒式、筛板式和导水管式排水阀。此外，它还包括封装内部组件。包装安装精馏塔具有良好的操作灵活性和高效率，可以降低精馏塔的高度，具有明显的优势。其主要缺点是壁流现象严重，导致热量损失较大，能耗增加，吸收器位于分配器上，使得产品质量难以调整。塔板精馏塔能有效地防止壁流问题，有一个首都塔板可以根据其原料中的杂质调节不同的产品和杂质出口。结合不同原料甲醇组分和成品用户的不同要求，优化运行可以满足醋酸生产企业对甲醇中乙醇含量的要求。他的主要缺点是操作灵活性差。因此，上述两种设备各有利弊。在申请过程中，有必要根据实际情况作出合理的选择。

2、节能型甲醇精馏工艺改进的注意要点

随着甲醇精馏过程的发展，技术手段不断优化和改进。甲醇生产工艺中，传统单塔蒸馏技术已发展成为四塔蒸馏技术。伴随着工艺技术的不断优化和改进，甲醇液体的浓度和纯度明显提高，综合能耗降低。单塔蒸馏、双塔蒸馏、三塔蒸馏、四塔蒸馏都有各自的特点和优点。因此，在解释甲醇精馏过程之前，应根据实际工作需要选择合适的蒸馏技术，而不是四塔蒸馏过程优于二塔和三塔蒸馏过程。在选择蒸馏技术时，应充分考虑甲醇合成工艺、甲醇浓度和产品质量。优化甲醇工艺流程时，必须掌握各种甲醇整改技术的特点，了解各种技术和工艺的优缺点，并根据实际工作要求制定科学工艺优化改进方案。制定技术改进方案时，应全面分析经济因素，使技术改进方案符合企业的验收水平。此外，从甲醇精馏过程的原料角度进行了优化，保证了精制甲醇的产品质量。整改方法可以去除杂质，简化技术难度。同时综合分析催化剂、温度和压力对蒸馏过程的影响，考虑各种因素，优化设计过程，顺利进行甲醇蒸馏，得到满意浓度和精度的甲醇。优化设计工艺流程时，应参考传统技术的优缺点，完善整个工艺流程，全面提高甲醇产品质量，简化技术工艺流程。

3、节能型甲醇精馏工艺的改进措施

3.1加强对甲醇精馏工艺中原料质量的控制

加强甲醇精馏过程中原料质量控制主要包括两个方面:了解和掌握不同蒸馏过程的特点，以及甲醇精馏过程饲料位置的优化与创新。首先，有关生产人员应认识到对各种蒸馏过程和工艺的了解和掌握，尊重各种设备操作和工艺的相关标准，加强操作过程中设备温度的调整。指出生产人员应采取适当措施，避免资源浪费，使其能够对蒸馏过程产生的废水进行相关实验试验，并根据相应的试验结果采取适当的处理措施。对甲醇精馏过程进料位置的注意和优化可以实现蒸馏罐回流和蒸馏电路的数量，保证工艺的平滑性和科学性[6]。只要生产人员能够通过以下方法优化和改进甲醇整改过程中的饲料位置:第一，生产人员应改变传统思想，加强信息技术和网络技术的应用，通过利用技术互联网和智能制造的成果，有效地监测和管理甲醇整改过程，并在整流塔中安装各种设备和仪器。通过数据研究分析，可以计算出最科学合理的饲料位置，提高甲醇精馏效率。二是生产过程中生产人员应掌握各饲养阵地，计算分析其能耗，实现科学阵地的选择。最后，生产人员应对不同精度的原甲醇进行适当的研究和记账，根据数据选择不同的进料位置，并建立相应的记录。

3.2控制甲醇精馏生产能耗

甲醇精馏生产过程中的能耗控制不仅能有效提高资源的综合利用效率，而且有助于降低能耗，提高总体经营水平。事实上，常规包装模式结合壳控制可以大大改善蒸馏过程。根据甲醇精馏过程的现状，不同类型的结构化包装和外壳各有优缺点，因此选择取决于生产阶段和企业的具体需求。比如预调节柱可以选择常规包装的图案，蒸馏生产可以使用高效的外壳。压力塔和整流管路也可以采用类似的配置模式。甲醇产品的最终质量应在组装复合中考虑，还应满足操作方便的要求，以便对甲醇精馏能耗进行适当控制。

结束语

甲醇生产过程中，无法防止甲醇产品中存在水、乙醇、酮和醚等杂质，严重影响了应用。此外，该厂甲醇整改工艺Hanergy占很大比例。因此，在三塔蒸馏过程中，优化了预调节柱、压力式安装柱和大气蒸馏柱的理论标志、质量回流比和供给位置。结果表明，优化参数可以有效提高甲醇的回收率和节能率。

参考文献：

1. 吴嘉，陈露.具有热集成和水集成的甲醇精馏新工艺及其模拟[J].化工学报，2005，56（3）：108-112.

2. 刘保柱，章渊昶，陈平等.节能型甲醇精馏工艺研究[J].化工进展，2007，6（5）：138-141.

3. 赵瑞红，赵焕祺，张向京等.UNIFAC法在甲醇精馏过程模拟计算中的应用[J].化学工程，2000，28（1）：48-51.