粗甲醇三塔精馏操作控制及其优势分析

试析甲醇三塔精馏质量控制优化王强发布时间：2021-09-14T07:03:20.512Z 来源：《防护工程》2021年17期作者：王强[导读] 本文以甲醇三塔精馏质量的影响因素和其工艺流程为基础，对其质量控制的优化措施进行分析，以促进甲醇精馏的产量和质量，降低其生产成本，提升企业经济利润。

王强陕西黄陵煤化工有限责任公司陕西黄陵 727307摘要：本文以甲醇三塔精馏质量的影响因素和其工艺流程为基础，对其质量控制的优化措施进行分析，以促进甲醇精馏的产量和质量，降低其生产成本，提升企业经济利润。

关键词：甲醇；三塔精馏；质量控制；优化措施Abstract：Based on the factors affecting the quality of methanol three-column distillation and its process flow，this paper analyzes the optimization measures of its quality control to promote the output and quality of methanol distillation，reduce its production cost，and increase the economic profit of the enterprise.Keywords：methanol；three-column distillation；quality control；optimization measures甲醇属于一种重要的有机材料，目前在世界范围年内，其生产规模排行第三，有着优质的性能，可用作车用燃料。

在甲醇精馏过程中，其需要消耗大量的水资源，而对其精馏工艺的优化可有效减少水资源的使用。

目前三塔精馏的方式是精馏甲醇的主要方式，在降低甲醇生产成本、保障与优化其精馏工艺的实施基础上，可全面提升甲醇的生产能力和产品质量，以此来减少精馏过程中的能源消耗，对于未来甲醇的生产和使用有着重要的推动作用。

甲醇三塔精馏工艺节能探讨摘要：介绍了甲醇三塔精馏工艺流程，对影响蒸汽消耗的关键操作指标进行分析，确定最佳操作指标，并对流程节能改造，最大限度的降低蒸汽消耗。

关键词：甲醇三塔精馏蒸汽节能工艺改造我厂甲醇精馏系统采用较为先进的三塔精馏工艺，经过近几年不断的操作优化及工艺改造,蒸汽消耗达到1000～1100kg/t，并且甲醇质量满足GB338-2004 工业用甲醇优等品指标。

本文就甲醇精馏流生产过程中节能经验作一总结。

一、甲醇三塔精馏工艺流程介绍粗甲醇经粗醇预热器预热后进入脱醚塔，脱醚塔下部的再沸器采用饱和蒸汽间接加热液体粗醇，塔顶气相由脱醚塔冷凝器冷凝，未被冷凝的气体进入排气冷凝器进一步冷凝。

从脱醚塔冷凝器冷凝下来的液体进回流槽作为回流液回到脱醚塔，从排气冷凝器冷凝下来的低沸点液体去杂醇油贮槽。

脱醚塔釜液加压并经过预热器预热后进入加压精馏塔，用饱和蒸汽蒸汽加热釜液，塔顶蒸汽温度进入常压塔再沸器冷凝，冷凝液流入加压塔回流槽，一部分作为回流液回到加压塔，另一部分经过冷却器冷却后作为产品去贮槽。

塔底较稀的甲醇溶液经减压进入常压精馏塔。

常压塔塔釜再沸器由加压塔塔顶蒸汽加热，塔顶蒸汽由常压塔冷凝器，冷凝液流入常压塔回流槽作为回流液回到常压塔。

常压塔上部侧线采出的精甲醇经冷却器降温后进入贮槽。

在常压塔侧甲醇进料口上下部各有3个出口分别是乙醇和异丁基油口，从上述出口流出的杂醇冷却后一并送入杂醇油贮。

常压塔底部残液回收至污水处理。

二、加强关键工艺参数的控制和优化降低蒸汽消耗1. 脱醚塔补水优化操作脱醚塔补水是稳定和提高精甲醇水溶性和稳定性的一项重要操作手段。

在实际操作过程中加水量大，有益于有机杂质的清除，但是对各塔的其他工艺条件的控制也带来一定难度，尤其降低了预精馏塔的生产能力，增加了蒸汽和动力消耗。

萃取水量要以粗醇中轻组分和重组分的变化为依据，以精醇质量的控制为根本，粗醇的质量相对较好，可以少加萃取水，以免增加消耗；在粗醇质量较差时，为保证产品的质量就要相应多加萃取水以保证塔内采出产品的质量。

128 |常压塔回流槽。

在常压塔下部设有侧线采出口，所采次甲醇溶液经次甲醇冷却器冷却后，进入次甲醇贮槽，经次甲醇泵送入罐区。

常压塔回流槽内的甲醇液，经常压塔回流泵加压。

一部分送至常压塔顶作为回流，一部分经精甲醇冷却器作为采出送罐区。

回流槽中气相送至排放槽洗涤后放空，洗涤下来的甲醇水去地下槽。

常压塔塔底废水通过残液泵经残液冷却器送至生化处理。

甲醇精馏三塔双效工艺流程简图如图1所示。

图1 甲醇精馏三塔双效工艺流程简图1.2 三塔双效向三塔三效工艺转变的方法甲醇精馏的工艺流程的优化控制对节能降耗、提高经济效益有着至关重要的作用。

为了高效利用加压塔的塔顶甲醇蒸汽，在原三塔双效基础上将工艺流程升级为三塔三效工艺。

三塔三效是指加压塔与常压塔热量耦合称为二效精馏，加压塔与预精馏塔热量耦合称之为三效精馏，因而形成三塔三效的工艺。

甲醇精馏三塔三效工艺流程较三塔双塔工艺流程相比，其区别在于加压塔向常压塔供热的基础上同时向预塔供热，达到节约蒸汽又节约冷却水的目的。

通过三塔三效的热耦合工艺，充分利用加压塔塔顶甲醇气相焓值，分配给预精馏塔和常压精馏塔再沸器提供热量，达到进一步节能降耗目的。

将加压塔顶甲醇蒸汽的能量分成两部分，一部分给常压塔再沸器加热，满足常压塔精馏所需能量，剩0 引言甲醇[1]是一种重要的有机化工基础原料，应用广泛。

2016年甲醇世界需求量达到9500万吨，其中我国占比80%[2]，国内需求量大，产品质量要求较高。

而在甲醇化工生产过程中，分离单元直接决定最终产品的质量和收率。

其中占据分离方法主导地位的就是精馏，精馏操作是一个高耗能过程[3-5]。

据不完全统计化工过程中40%～70%的能耗用于分离，而其中95%的为精馏能耗[6]。

我国是能耗大国，随着能源的日益短缺，精馏过程如何能够更节能一直是挖潜降耗的热点。

本文就从精馏塔节能改造这一主题展开了简单的研究，以甲醇精馏三塔工艺作为研究对象，重点阐明介绍一种三塔双效工艺[7]向三塔三效工艺升级转变的方法。

浅述三塔精馏技术在甲醇生产中的运用摘要三塔精馏技术具有产品质量高、操作容易、能耗低等优点，其在甲醇生产中的应用，能够有效提高甲醇生产效益，因此应结合甲醇生产要求，积极发挥三塔精馏技术优势，优化三塔精馏工艺，全面提高甲醇生产质量。

本文简要介绍了甲醇生产现状，分析了三塔精馏技术在甲醇生产中的运用。

关键词三塔精馏技术；甲醇生产；运用甲醇生产过程中不仅会发生很多副反应，而且产生很多杂质，三塔精馏技术是一种新型精馏技术，通过在甲醇生产中运用三塔精馏技术，可以有效减少甲醇损耗，提高甲醇生产质量。

1 甲醇生产现状1.1 甲醇酸度不达标由于预塔蒸汽用量较多，为了节约蒸汽，预塔回流量减小，并且由于不凝气管线中含有大量的甲醇积液不能及时回收，因此只能将原本的不凝汽温度下调，但是这样又造成甲醇酸度过高，如果采用加碱量方式，预塔底部pH值会明显提升，最终严重影响甲醇酸度。

1.2 甲醇浪费严重根据甲醇的生产流程，常压塔和加压塔在实际应用中相互制约、相互影响，为了控制两塔的气液平衡、物料平衡和热量平衡，必须做好常压塔和加压塔的控制处理。

甲醇生产操作时，通过控制加压塔回流量，降低蒸汽用量，甲醇生产负荷较高，甲醇采出量较大，这使得甲醇含水量较高，并且加压塔中蒸汽上升量相对较少，对于常压塔的供热量也较少，这时常压塔的运行负荷远远低于标准限值，然而由于物料在常压塔和加压塔分配存在较大差异，这使得常压塔供热量较少，无法保障常压塔运行负荷，上升蒸汽量较少，甲醇采出量不足，塔顶区域处于负压状态。

在某些甲醇生产工艺中，为了调整常压塔负压状态，往往选择提高回流温度或者增加回流量的方式，但是其實际应用效果较差，提高回流温度，会使得甲醇采出温度大幅度上升，由于甲醇容易挥发，因此在生产过程中会浪费大量的甲醇，还会污染周围环境。

虽然加大回流量在一定程度上能够保持塔顶处于正压状态，然而回流量过大，往往会降低灵敏板温度，由于常压塔底部几乎没有热负荷，这样更加加剧了热负荷上升的状态，甲醇轻组分不断向下移动，造成大量甲醇融入废水中被排出，造成生产原料的浪费[1]。

甲醇三塔精馏工艺技术(河北石家庄精工化工设备有限公司052165)0 前言在以CO和H2为原料合成甲醇过程中，尽管生产工艺有单醇及联醇工艺，操作压力有高压法和低压法，催化剂有铜基和锌一铬基，但无论何种工艺生产都会不同程度地发生一些副反应，从而产生除甲醇以外的其它化合物杂质。

同时由于二氧化碳的存在，会有相当量的水生成。

为了获得高纯度、高质量甲醇产品，甲醇精馏成为甲醇生产企业重要后处理工序。

甲醇的质量、单位产品能耗是其主要的技术经济指标，而且，这一工序的能耗高低对甲醇产品的成本有重要影响。

在当今国家大力提倡节约能源、降低消耗、实现循环经济的大环境下，如何提高甲醇的质量、降低能耗是摆在我们面前的重大课题，也是关系到每个企业争生存、求发展、取得更高经济效益的大事。

对于精馏系统来说，降低能耗的措施从两方面着手，一是在满足产品质量要求的前提下尽可能降低回流比。

精馏工艺过程中，在不降低甲醇产品质量的情况下，降低回流比只能通过增加理论板数的方法。

而增加理论板数方法之一就是增加设备的实际板数，这必将增加设备的高度，从而增加设备投资；另一方法，就是提高精馏塔内件的分离效率，即采用高效的分离元件来提高板效率或降低等板高度，从而在设备高度不增加的情况下，增加了理论板数，降低回流比。

二是改进工艺流程，即利用甲醇饱和温度随压力增大而提高的特点，利用较高压力下甲醇的冷凝热来加热低压下的甲醇使其沸腾，实现热量的梯级利用，提高热利用率，从而降低能耗。

基于以上两点，我们利用我们的专利技术——新型垂直筛板塔，结合工艺流程的优化，自主开发了以新型垂直筛板为分离元件的甲醇三塔精馏工艺技术，实现高分离效率及能源梯级利用的结合，在降低设备造价、提高能源利用率方面取得了非常好的效果。

1 新型垂直筛板塔的结构特点新型垂直筛板塔是经多年研制开发的一种新型的喷射型塔板，其结构和工作原理如图1所示。

它是由塔板上开有类似于文丘里喷嘴形式的升气孔及罩于其上的帽罩组成。

三塔精馏技术在甲醇生产中的应用摘要本文介绍了甲醇生产中三塔精馏生产工艺，及其运行效果，以期对甲醇生产中的节能降耗提供参考。

关键词甲醇；三塔精馏；节能降耗；效果1 概述濮阳龙宇化工有限责任公司（原濮阳市甲醇厂），年产20万t甲醇装置精馏工序采用三塔精馏技术，在生产运行中表现出操作调整快捷、物料消耗低、产品质量好、系统运行稳、环保效益良好等优点，现就其先进技术应用及节能降耗予以分析总结。

2 工艺流程2.1工艺原理所谓精馏，是指运用多次部分汽化和部分冷凝的方法将沸点不同的混合物分开的物理加工手段。

本装置采用三塔精馏，分别为预精馏塔、加压精馏塔和常压精馏塔。

在预塔顶除掉二甲醚等组份及粗醇中的CO2等不凝性气体；在加压塔和常压塔中除去水及高沸点杂质，塔顶得到精甲醇，在塔中下部抽出杂醇油。

2.2工艺流程简述粗甲醇来自甲醇合成工段闪蒸槽或粗甲醇泵，加碱后送至粗甲醇预热器（C0401）管程，被低压蒸汽加热至62℃~65℃。

进预精馏塔（预精馏塔为填料塔）。

控制塔底温度85℃~88℃（塔底由热虹吸式再沸器循环加热），热源为0.45MPa蒸汽，塔底液位为50%,塔顶温度为73℃，塔顶压力为0.145MPa，塔顶气经过预塔冷凝器（C0403）冷却，进入预塔回流槽（F0401），其中不凝气CO2等及二甲醚等轻组分从（C0403、F0401）排出进入膨胀器冷却器，部分甲醇回流到（F0401），其余高点放空。

预塔回流槽中的冷凝液由回流泵（J0401a，b）抽出送至塔顶打全回流，由回流量控制回流槽液位。

脱去轻组分后，温度约为83℃的粗甲醇自预塔底经加压塔进料泵（J0402a、b）抽出，直接进入加压塔（E0402）第6块塔板。

控制塔底温度为130℃左右，压力为0.724 MPa，塔底由加压塔再沸器（C0405A/B）加热，热源为0.45MPa 低压蒸汽。

塔底液位为50%。

主塔顶压力为0.674MPa，温度为121℃，塔顶甲醇蒸汽进入冷凝器（C0406a，b）壳程（也是常压塔再沸器），冷凝液入加压塔回流槽（F0402），少量不凝气从回流槽顶部排出高点放空。

甲醇精馏系统的简介及优化摘要：近年来，随着科学技术的发展和能源结构的改变，甲醇开辟了许多新的用途，甲醇化工已成为化学工业中一个重要的领域。

随着产量的增加，对精甲醇产品的质量也有了更高的要求，部分新上甲醇项目要求甲醇质量符合美国联邦AA级（O-M-232E）标准。

其中对乙醇的含量有了更苛刻的规定（乙醇≤10ppm）。

在这样一个形势下，甲醇精馏系统的节能降耗和精甲醇品质成为各厂家关心的主要话题。

关键词：精馏流程指标优化一、现有甲醇精馏系统简介1.两塔流程双塔流程中粗甲醇的精馏分为两个阶段，先在预塔中脱除轻馏分，主要是二甲醚。

脱除轻馏分的甲醇再送入重馏分塔-主塔，进一步把高沸点的重馏分杂质分离，从而可得到高纯度的精甲醇。

因在主塔塔顶其中有时可能混有极少的低沸点杂质，所以在距塔顶3～7块塔板上进行精甲醇采出。

双塔精馏流程对乙醇的分离程度较差，由于它的挥发度和甲醇比较接近，分离较为困难。

在一般双塔流程中，根据粗甲醇质量不同，精甲醇中乙醇含量约为400～600mg/kg。

远远达不到美国AA级标准。

2.三塔流程粗甲醇进入预精馏塔，在预精馏塔中除去其中残余溶解气体和低沸物，预后甲醇经加压泵升压后，进入加压塔，加压塔的操作压力约为0.5-0.6（G）MPa，塔顶操作温度约为121℃。

加压塔采用低压蒸汽加热的热虹吸式再沸器向塔内提供热量。

塔顶甲醇蒸汽进入常压塔再沸器，利用气相甲醇的冷凝潜热加热常压塔的塔釜，同时气相甲醇被冷却。

加压塔底部排出的甲醇溶液送至常压塔下部，常压塔塔顶得甲醇蒸汽冷凝后一部分回流，一部分作为产品采出。

塔釜废水泵送至污水处理装置。

二、甲醇精馏系统指标1. 甲醇蒸汽消耗一般双塔精馏蒸汽消耗为1.8吨蒸汽/吨精甲醇，但其设备投资少，流程简单。

目前新上甲醇精馏流程采用较少。

普通三塔甲醇精馏系统（预塔、加压塔、常压塔）蒸汽耗量约1.2吨蒸汽/吨精甲醇。

甲醇质量一定的情况下影响甲醇蒸汽耗量的主要因素是精馏塔操作的回流比。