甲醇的双塔精馏与三塔精馏

甲醇精馏工艺及塔器优化设计论文甲醇精馏工艺及塔器优化设计论文甲醇作为非常重要的化工原料，其制备过程较为复杂，随着科技的进步，在甲醇精馏工艺上我国化工行业已经取得了巨大的进步。

目前，国内应用最多的是鲁奇节能工艺的改进版本，但是由于目前的需求更高，要求也不断升级，所以技术人员还需要对精馏工艺进行优化设计和完善，选用更加合理的塔器甲醇精馏。

因为在甲醇精馏工艺分析方面和塔器选择优化方面还有发展进步的空间，所以本文着重对此进行了分析。

1甲醇精馏工艺分析(1)双塔精馏工艺传统的甲醇精馏装置主要使用双塔精馏工艺，该工艺主要应用精馏塔和预精馏塔，应用最为广泛。

甲醇的与处理工艺是由与之精馏塔完成，预热器完成甲醇的预热，塔釜泵对粗甲醇实行加压，然后将其置于预精馏塔中，去除粗甲醇的水分。

为了实现大量的甲醇能留住，特别是在液相中，最大限度的实现甲醇回收，需要将塔顶的两极冷凝应用起来，在塔内形成了一种返流现象，这样不仅最大程度的回收了甲醇，还提高其稳定性能。

塔顶会出现一些甲醇或者初馏份，这些溢出的部分在通过某些通道回到主精馏塔中，我们生产的甲醇在塔顶，废物及循环甲醇水会在塔底，最终实现甲醇的精馏。

(2)三塔精馏工艺三塔精馏同双塔精馏相比应用更为广泛，其生产效率非常高。

三塔精馏有加压塔和常压塔，其生产过程较为绿色环保，能源使用较少，利用率较高。

粗甲醇进入预热器，然后在送到精馏塔。

粗甲醇杂质发生分解，精馏的甲醇去往塔顶，然后经过燃料管，用塔釜泵加压物料并送到加压塔。

甲醇经过冷凝进入回流槽，冷凝后会出现两种产品，一种是甲醇水溶液，一种是精甲醇产品。

2甲醇精馏塔器优化设计(1)理论优化,配置塔器精甲醇的生产离不开精馏塔，精馏塔在生产甲醇中起到了至关重要的作用，因此在甲醇精馏塔器设计中应该对其进行理论优化。

一般设计人员认为操作和结构设计对甲醇的生产有巨大影响，尤其是操作配置和精馏塔的结构设计，事实证明确实会对甲醇产量造成重大影响。

1.4.2 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1.1)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1.2）。

(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1.3）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。

分析甲醇精馏工艺及其塔器优化设计摘要：当前常见的甲醇精馏工艺主要有双塔精馏、三塔精馏及四塔精馏工艺，工艺中最常采用的塔器是预塔、常压塔及加压塔，不同精馏工艺及塔器的使用直接影响到甲醇精馏生产的产出量和精度，也关系到整个操作过程的成本和效益。

本文针对甲醇精馏工艺流程及生产特点，提出了生产工艺中回流比管理、杂醇油采出控制、汽提塔调节等方面的优化设计措施，并针对塔器配置及不同塔器调控提出了优化设计建议。

关键词：甲醇精馏工艺塔器优化设计一、甲醇精馏工艺及优化设计（一）常用甲醇精馏工艺分析1、双塔精馏工艺双塔精馏生产工艺是一种较为传统的甲醇精馏方式，此种生产工艺主要由预精馏塔与精馏塔两种塔器结构完成，预精馏塔负责对生产工艺中产生的粗甲醇的预处理工作，经过预精馏塔处理的粗甲醇通过塔釜泵运送到精馏塔中，由精馏塔去除其中的水分，可见预精馏塔与精馏塔在生产工艺中的工作分别是去除轻组分和重组分的区别。

2、三塔精馏工艺三塔精馏工艺在实际生产中与双塔精馏工艺一样采用预精馏塔器，但将双塔精馏工艺中的精馏塔换为加压塔与常压塔，将精馏塔的生产工作细化、分担，预精馏塔负责对生产工艺中产生的粗甲醇的预处理工作，经过预精馏塔处理的粗甲醇通过塔釜泵运送到加压塔与常压塔中进行水分分离处理。

3、四塔精馏工艺四塔精馏工艺在三塔精馏工艺的基础上新增了回收塔处理工艺，实际生产流程也得到了一定的调整。

粗甲醇先经加压塔及常压塔初步处理换热，在进入与精馏塔去轻组分处理，最后产生的废水由专门的处理系统进行处理。

（二）甲醇精馏工艺优化1、优化加压塔与常压塔压力、温度控制采用1.3MPa的蒸汽调节加压塔内部温度，同时采用加压塔塔顶产生的甲醇气控制常压塔内部温度，注意常压塔与加压塔相互之间的联系与影响，巧妙利用加压塔与常压塔运行过程中的压力与温度相互调节控制，将加压塔温度控制于114.8~120.9℃之间，通过严格的温度控制有效调节塔器内部压力，进而保证重组分与轻组分的充分处理分离。

甲醇精馏的方法文件排版存档编号：[UYTR-OUPT28-KBNTL98-UYNN208]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）。

(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。

工艺与设备2018·07146Chenmical Intermediate当代化工研究甲醇双塔精馏与三塔精馏对比分析＊苏丽丽（神华宁夏煤业集团有限公司甲醇分公司 宁夏 750000）摘要：本文主要针对我国甲醇生产的双塔精馏和三塔精馏工艺，从工艺特点、生产参数、产品质量等几个方面进行了分析、对比。

关键词：甲醇；双塔精馏；三塔精馏中图分类号：O 文献标识码：AComparison and Analysis of Methanol Twin Towers Rectification and Three TowerDistillationSu Lili(Methanol Branch of Shenhua Ningxia Coal Industry Group CO., LTD., Ningxia, 750000)Abstract ：This paper mainly analyzes and compares the two-tower distillation and three-tower distillation processes for methanol productionin China from the aspects of process characteristics, production parameters and product quality.Key words ：methanol ；two-tower distillation ；three-tower distillation1.前言甲醇作为基础的化工原料之一，在很多的化工产品中加以应用，随着化工行业的兴起，甲醇的生产厂家也越来越多，但是不同的生产工艺对甲醇的纯度有很明显的影响，而甲醇的纯度又对其下游产品的质量和其他生产条件都有着很重要的影响。

在甲醇的生产过程中，受到生产工艺条件的制约，比如，压力、温度、原料组分以及催化剂的种类等，而且在甲醇生产的反应中还会伴随一些副反应，这就使得生产得到的甲醇中还含有醚、酮、醛、水、烷烃、有机酸、硫醇等副产品，要想得到纯度较高的甲醇，就要通过精馏的方法去掉副产物，用于得到纯度不同的甲醇。

甲醇三塔精馏与双塔精馏的比较作者：谢建敏来源：《中国科技博览》2016年第10期[摘要]三塔精馏与双塔精馏在工艺流程、产品质量、操作、能耗的探讨。

[关键词]双塔三塔精馏中图分类号：T23 文献标识码：B 文章编号：1009-914X（2016）10-0298-01引言随着甲醇工业的发展，和甲醇生产的相关技术也得到了快速发展，在甲醇生产过程中，甲醇精馏做为整个甲醇生产过程中能耗占近20%的一个工段，是技术攻关、节能、提升产品质量的重点环节，因此甲醇精馏技术的攻关和优化日益引起人们关注，目前醇生产中普遍使用的精馏工艺有双塔精馏和三塔精馏技术。

为了降低成本、节能降耗、提高企业经济效益和市场竞争力，在此就甲醇双塔精馏和三塔精馏从工艺流程、投资、产品质量、操作、能耗等几个方面进行综合比较探讨。

1、精馏原理精馏是根据在相同温度下，同一液体混合物中不同组分的挥发度不同，经多次部分气化和多次部分冷凝最后得到较纯的组分，实现混合物分离的操作过程。

这种部分气化部分冷凝的次数（即级数）越多，所得轻组分浓度越高，最后几乎可得到纯态的易挥发组分。

同理，若将从各分离器所得溶液产品进行多次部分气化和分离，那么这种级数愈多，得到的溶液组分浓度越高，最后可得到几乎纯态的难挥发组分。

常温、常压下，甲醇是易挥发和易燃烧的无色液体，纯甲醇的沸点为64.5-64.8℃，杂质的沸点有高有低，低于甲醇沸点的为轻馏分，高于此值的为重馏分。

一般情况下，甲醇中所含轻馏分杂质主要有二甲谜、乙醛、丙酮等，约占粗甲醇重量的1%；重馏分主要有水、异丁醇、异丁醚等约占粗甲醇重量的4～5%。

甲醇合成不论采用何种催化剂，均受其选择性的限制以及合成条件（压力、温度和合成气组成）的影响，在进行甲醇合成反应的同时，还会伴随着一系列副反应发生，甲醇合成过程中副反应产物多达40多种，这些杂质只有通过精馏工序加以去除，才能得到符合国标要求的精甲醇。

2、双塔精馏和三塔精馏流程目前我国在甲醇生产过程中主要使用的甲醇精馏技术有双塔精馏和三塔精馏工艺。