2022年大型甲醇精馏系统模拟及塔器方案.pdf

个人资料整理仅限学习使用大型甲醇精馏系统模拟及塔器设计 2005-10-20 来源于：中国化工信息网一、研究背景及用途在我国国民经济和化学工业快速发展的带动下，对甲醇的需求和潜在需求）急剧增长，促使甲醇工业高速发展，新扩建的甲醇生产装置不断增加，装置生产能力也越来越大，也促使其技术得到极大提高当前甲醇生产技术的发展趋势主要体现在向建设大型化、低能耗、环保型工厂发展目前世界上主要的甲醇专利技术商都有50007500t/d 装置的设计而我国目前已开车的20万 t/a 以上高品质甲醇达到美国联邦AA 级标准）装置却寥寥无几为进一步提升我国大型高品质甲醇生产过程中国产化精馏设备的设计水平，缩短与发达国家专利提供商的差距，提高国际竞争力，天津大学精馏技术国家工程研究中心对甲醇精馏过程作了大量细致的工业与市场调查和技术研究二、技术原理及流程三塔流程是由预精馏塔、加压精馏塔、常压精馏塔组成的精馏系统其中预精馏塔与双塔流程中的预精馏塔作用相同预精馏塔底部出来的甲醇液由甲醇给料泵加压后送入加压精馏塔，塔顶蒸出的甲醇蒸汽进入冷凝再沸器，甲醇蒸汽冷凝热作为常压精馏塔的热源，出冷凝再沸器的甲醇液再进入加压塔回流槽，一部分由加压塔回流泵加压后送入加压精馏塔作为回流液，其余部分经精甲醇冷却器冷却到40作为合格产品。

加压精馏塔所需热量通过精馏塔再沸器提供由加压精馏塔底部排出的甲醇液送至常压精馏塔下部，常压精馏塔顶部出来的甲醇蒸汽经精甲醇冷凝器后进入常压塔回流槽，再经常压塔回流泵加压一部分送入常压精馏塔顶回流，其余部分送至精甲醇槽常压精馏塔底排出的含有微量甲醇的其他高沸点杂质水溶液，经废液冷却器冷却后送往生化处理装置如果在常压塔后增设汽提塔或甲醇回收塔进一步改善废水水质或减小废水排量，增加甲醇收率，则称为三加一塔流程采用三塔流程或三加一塔流程比同样生产规模的双塔流程能耗 吨甲醇蒸汽循环量）降低约1/3三、应用前景当前甲醇生产技术的发展趋势主要体现在向建设大型化、低能耗、环保型工厂发展国际上新建的大型甲醇装置生产能力大多为170 万 t/a 名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 1 页，共 7 页 - - - - - - - - - 个人资料整理仅限学习使用万达清洗有限公司摘要: 介绍了甲醉精馏工段的工艺和装置，论述了装置系统自调控制情况，并提出了对装置技术改进的措施通过改进，装置排放残液中的甲醇含量降低到 0.05%以下， COD 降低到 950mg/L以下。

关健词 : 甲醉精馏加压精馏塔常压精馏塔自调阀近年来，由于我国中小型氮肥厂生产的进步，也带来了装置内部技术的不断改进前些年，我国氮肥企业采用了当时的醇烃化工艺来取代原精炼工段，改变了过去精炼工段用铜氨液来吸收CO工艺中产生的稀氨水污染环境的问题，但也出现了另一问题，就是产生的多碳烃、醇没有工业市场，只能白白烧掉作为能量回收，其中的有效碳、氢只能浪费掉没有做到节能降耗现在，双甲工艺诞生了双甲是指合成氨厂将联醇、甲烷化技术引人系统，取代过去的醇烃化技术和铜洗再生工艺此工艺生产的甲醇不仅用于汽车作为新型能源，也是重要的化工原料，市场前景广阔，避免了醇烃化工艺多碳醇、烃无市场的困境本文介绍的甲醇精馏工艺是将双甲工段生产的粗醇经本工段精馏成为精甲醇，从而作为产品销售1 甲醇精馏工艺从双甲工段来的粗醇，经由粗醇罐后，用粗醇泵泵人脱醚塔，进行第一次脱醚精馏此时，脱醚塔内操作参数为t=62一 78，p=0.14Mpa在塔内的操作状况下，粗醇中的杂醇成为气体经塔顶去脱醚塔冷凝器冷凝，冷凝后的醇液流人脱醚塔回流槽在脱醚塔回流槽中，甲醇液经槽底部用泵送人脱醚塔的回流液口，而杂醇则在槽的中上部溢流口流人杂醇油中间槽，再送人杂醇油贮槽。

在脱醚塔底部，粗醇液用加压塔进料泵送人加压精馏塔为了保持脱醚塔内的操作温度，粗醇液进人脱醚塔再沸器，被加热成气相甲醇(:=80 ，凡 0. 巧MPa 送人脱醚塔中下部进口另外，在脱醚塔冷凝器中未冷凝下来的杂醇气，经排气冷凝器再冷凝后，杂醇油送人杂醇油贮槽由加压塔进料泵送来的粗醇液，经预后粗醇预热器加热后，进人加压精馏塔进行第二次精馏此时，加压精馏塔内操作参数为t=122-132， P=0.7MPa 在塔中，成为气相的甲醇作为热载体从塔顶送人常压塔再沸器换热冷却，冷凝成液体的甲醇送人加压塔回流槽，然后作为回流液送人加压精馏塔上部从塔名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 2 页，共 7 页 - - - - - - - - - 个人资料整理仅限学习使用底流出的液体甲醇，送至常压精馏塔另一部分则进人加压塔再沸器底部，经加热成气相后 (t=150 ， P=0.7MPa 进人加压精馏塔中下部从加压塔回流槽底部流出的另一部分甲醇液，送人加压塔精甲醇冷却器，经冷却后(t=150 ， P=0.15MPa 与常压塔精甲醇冷却器出口的甲醇液一起送至精醇贮槽。

由加压精馏塔送来的液体甲醇，进人常压精馏塔进行最后一次精馏此时，加压精馏塔内操作参数为t=65一 109， P=0.13MPa ，成为气相甲醇的甲醇气从常压精馏塔顶进人常压塔冷凝器，冷凝成液体的甲醇经过常压塔回流槽，再经常压塔回流泵泵出，一部分甲醇液体作为回流液送人常压精馏塔上部另一部分在常压塔精甲醇冷却器冷却后(t=400C,P=0.1 MPa送人精醇贮槽从常压精馏塔底部流出的甲醉液进人常压塔再沸器，经加热后，气体甲醇(t=1100C,P=0.15 MPa送人常压精馏塔中下部粗醇经 3 次精馏后，从常压精馏塔底部流出的残液( 水和少量甲醇 ，送人残液槽在常压精馏塔侧，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，本文统称为杂醇，从上述出口流出的杂醇，送人杂醇油冷却器冷却后一并送人杂醇油贮槽来自锅炉房的低压蒸汽 (t=1590C ,P=0.63MPa，经调节阀，分别送至脱醚塔再沸器，预后粗醇预热器和加压塔再沸器，用于提高甲醇的温度工艺流程见图1.2 工艺难点及方案将粗甲醇精馏而成精甲醇，在3 个精馏塔中，各有针对双甲工艺送来的杂醇、醚成分进行分离的工艺步骤确定塔内的温度、压力工艺参数很重要。

工程中3 个塔的成熟工艺参数见表1.表 1 3 个精馏塔的工艺参数表设备名称塔顶塔底塔中部温度/ 压力/Mpa 温度/0C 压力/Mpa 温度/ 压力/MPa 脱醚塔62 0.14 78 0.14 70 0.14 加压精馏塔122 0.7 132 0.73 123 0.7 常压精馏塔65 0.12 10 0.14 90 0.13 名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 3 页，共 7 页 - - - - - - - - - 个人资料整理仅限学习使用但是，由于操作不稳定等因数，3 个精馏塔的操作参数也会发生变化，为了保证生产稳定，我们对脱醚塔和加压精馏塔用调节阀进行温度控制控制方法是，两塔操作温度过高或过低时，将进脱醚塔再沸器和加压塔再沸器的蒸汽流量控制少些或多些，即能稳定生产如果脱醚塔和加压精馏塔的操作稳定了，常压精馏塔的工艺操作状况也是稳定的工艺操作中的另一重要方面是: 配制 KMn04和碱(NaOH 液浓度及控制这二种制剂进人生产装置的流量为了表述本文的主题，我们以年产10 万 t 精甲醇为例来阐述装置状况。

甲醇精馏工段消耗定额是1t 精甲醇耗蒸汽量 1.17t ，3 个精馏塔采用筛板塔3 主要设备和泵参数主要设备参数和主要泵参数分别见表2、表 3. 表 2 主要设备参数表设备名称规格设计参数设计压力 /MPa 设计温度 / 脱醚塔DN1400 x23635 0.2 90 加压精馏塔DN150006567 0.8 150 常压精馏塔DN1800 x35917 0.2 110 脱醚塔再沸器DN900 x3503 管程:0.2 壳程:0.8 管程:100壳程:170 加压塔再沸器DN1300 x4444 管程:1.0 壳程:1.0 管程:150壳程:180 常压塔再沸器DN1600 x4781 管程:0.2 壳程:0.8 管程:120壳程:125 脱醚塔冷凝器DN800 x4357 管程:0.5 壳程:0.2 管程:40 壳程:80 常压塔冷凝器DN1000 x5136 管程:0.57 壳程:0.2 管程:50 壳程:100 杂醇油冷却器DN250 x2447 管程:0.5 壳程:0.18 管程:50 壳程:100 表 3 主要泵参数表泵名称流量/(m3/h 扬程/m 人口压力 /Mpa 使用温度 / 粗醇泵30 50 常压40 脱醚塔回流泵30 50 0.12 80 加压塔进料泵30 100 常压78 名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 4 页，共 7 页 - - - - - - - - - 个人资料整理仅限学习使用加压塔回流泵30 60 0.7 122 常压塔回流泵30 64 0.13 62 残液泵10 50 0.15 109 4 自控调节阀及仪表装置在装置运行中，经几次改进，现在成型的仪表及自控调节阀系统运行是成功的。

装置共装配了13 套自控调节阀装置4.1 液位自调装置在 3 个塔( 脱醚塔，加压精馏塔，常压精馏塔,3 个槽( 脱醚塔回流槽，加压塔回流槽，常压塔回流槽和冷凝水槽共 7 台设备设液位自调，自控调节阀设置在设备的出料管线上4.2 温度自调在脱醚塔底部，加压精馏塔底部和加压塔粗醇人口管道3 个地方设置了温度自调脱醚塔和加压精馏塔底部的温度自调，其自调阀门设置在各自再沸器的进口蒸汽管线上粗醇人口管线上的温度自调，其自调阀设置在预热粗醇的低压蒸汽管线上低压蒸汽用来自锅炉房的蒸汽( 规格为 t=1590C,P=0.63 MPa，如果有规格更高的蒸汽，则应当用减压阀来降低蒸汽的温度和压力，以达到希望的蒸汽规格4.3 流量自调在 3 个塔 ( 脱醚塔，加压精馏塔，常压精馏塔的甲醇回流液管线上设置流量自调装置值得一提的是，过去，许多装置将流量计放在自控调节阀前，导致阀后流量不准更科学的设置是将流量计设在自控调节阀后5 技术改进5.1 工段的技术改造和优化操作在过去的甲醇精馏生产中，运行是稳定的但在精馏过程中，为使产品甲醇的质量达到国家标准要求，必须要有一定量的甲醇残液连续排放，这样，不仅造成了物料的浪费，排放的残液又产生了环境污染。

常压精馏塔塔底排放的废水一般含甲醇 1% 左右， COD 达到 9 000 mg/L-13000mg/L.为此，我们对工段进行了技术改造和优化操作，其主要内容为: 对原有工艺流程、工艺控制指标、原料、产品及中间产品进行逐一查定，并对不合理因素进行相应整改，在物料和热量衡算的基础上建立甲醇精馏模型，确定了优化改进的主要工艺指标同时，根据生产负荷和进料粗甲醇组分情况，改变侧线采出位置及采出量，对采出工艺进行优化名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 5 页，共 7 页 - - - - - - - - - 个人资料整理仅限学习使用改进后的装置可使塔底残液中甲醇含量降低到0.05%以下，残液中的COD 降低到 950 mg/L 以下产品中乙醇含量基本能达到0.03%以下同时做到不降低精甲醇产品质量，基本不增加装置能耗5.2 脱醚塔回流描的改进脱醚塔回流槽中的物料来自脱醚塔。