節(jié)能型40ka氨醇聯(lián)產(chǎn)甲醇精餾工藝的選擇

節(jié)能型40ka氨醇聯(lián)產(chǎn)甲醇精餾工藝的選擇

在現(xiàn)有a-20噸/千甲醇乙醇裝置的基礎(chǔ)上，我們新開發(fā)了40噸/千阿干醇乙醇裝置。每年的最佳生產(chǎn)量為100%（gb338）。我公司對(duì)甲醇質(zhì)量卓有成效的控制,使企業(yè)取得了較好的經(jīng)濟(jì)效益。1粗甲醇的回收工藝精餾的目的是脫除粗甲醇中的有機(jī)雜質(zhì)及不易溶的氣體,降低水分含量,得到符合GB338的精甲醇產(chǎn)品。目前國(guó)內(nèi)甲醇精餾工藝主要有3種:一是使用比較廣泛的雙塔精餾流程,兩次蒸餾并帶有輕餾分的萃取分離,生產(chǎn)的產(chǎn)品可以達(dá)到工業(yè)甲醇的優(yōu)等品;二是帶有高錳酸鉀反應(yīng)的精餾流程,預(yù)先對(duì)粗甲醇的還原性物質(zhì)進(jìn)行處理后再精餾,雖然可保證產(chǎn)品質(zhì)量,但工藝復(fù)雜;三是三塔精餾流程,適于含二甲醚等特高的粗甲醇的精餾。選擇合理的精餾工藝,才能保證精甲醇的質(zhì)量,使企業(yè)獲得較好的經(jīng)濟(jì)效益。我公司氨醇聯(lián)產(chǎn)工藝生產(chǎn)的粗甲醇中二甲醚等輕餾分含量低,還原性物質(zhì)含量少,故采用的是雙塔精餾流程。預(yù)精餾塔脫除粗甲醇中沸點(diǎn)較低的輕餾分雜質(zhì),主精餾塔主要脫除粗甲醇中沸點(diǎn)較高的重餾分雜質(zhì)。預(yù)精餾塔和主精餾塔塔徑分別為DN1200、DN1600,塔型為浮閥塔,具有塔板效率較高,單位截面生產(chǎn)能力較大的特點(diǎn)。2預(yù)塔精餾的質(zhì)量控制2.1甲醚類物質(zhì)脫除聯(lián)醇生產(chǎn)得到的粗甲醇中含有醚類物質(zhì),含量比較高的是二甲醚、甲乙醚。醚的化學(xué)性質(zhì)不活潑,二甲醚沸點(diǎn)為-23.7℃,甲乙醚沸點(diǎn)為10.8℃,在常溫呈氣態(tài),在粗甲醇中屬物理溶解。因此,只要嚴(yán)格控制預(yù)塔頂部引出的氣體溫度及冷凝器的冷凝溫度在一定范圍內(nèi),就可使醚類物質(zhì)放空排入大氣而得到脫除。類似這樣的物質(zhì)還有CO、H2、N2等,同樣也可采用此方法脫除。2.2甲胺通過(guò)點(diǎn),三甲胺熔點(diǎn),在下半理分布,低溫下呈鋼質(zhì)競(jìng)爭(zhēng)特征,見(jiàn)表1,2由于原料氣中含有微量氨,因而采用聯(lián)醇工藝合成的粗甲醇中含有胺類物質(zhì),主要是一甲胺、二甲胺、三甲胺。這類物質(zhì)呈微堿性,一甲胺的沸點(diǎn)為-6.3℃,二甲胺沸點(diǎn)為6.9℃,三甲胺沸點(diǎn)為2.8℃,常溫下均呈氣態(tài)。在粗甲醇中這類物質(zhì)以銨鹽或銨離子形式存在,因此脫除胺類物質(zhì)采取的措施是:在粗甲醇入預(yù)塔前加堿,使胺類物質(zhì)以游離態(tài)胺存在,然后與醚類物質(zhì)的脫除相同。需要注意的是要控制加堿量,控制預(yù)塔底溶液pH在一定值內(nèi)。加堿量少,不能起到充分脫除胺類物質(zhì)的作用;加堿量多,不僅浪費(fèi),而且增加能耗,嚴(yán)重時(shí)堿會(huì)與粗甲醇中油類物質(zhì)發(fā)生皂化反應(yīng)而起泡,引起泛塔的惡果。2.3乙醇萃取系統(tǒng)預(yù)塔在甲醇合成過(guò)程中,會(huì)有烷烴類和高級(jí)醇類雜質(zhì)生成。這類物質(zhì)在常溫下與甲醇混溶,但難溶或不溶于水。精甲醇中這類物質(zhì)含量>10×10-6時(shí)會(huì)引起精甲醇水溶性測(cè)試時(shí)發(fā)生渾濁,必須將其脫除。這類物質(zhì)的沸點(diǎn)較高,按常理不能在預(yù)塔中脫除,應(yīng)在主塔中脫降,但C5～C10的烷烴與甲醇組成的共沸物的沸點(diǎn)低于或接近于甲醇的沸點(diǎn)(64.6℃),從預(yù)塔的溫度分布看,混溶在甲醇溶液中的這些烷烴,主要集中于預(yù)塔頂部,進(jìn)入預(yù)塔頂部的出塔氣體中,最終大部分聚集在預(yù)塔回流液中,少量經(jīng)放空進(jìn)入大氣。如果這類雜質(zhì)不在預(yù)塔回流液中脫除,會(huì)造成預(yù)塔底部出液中這類雜質(zhì)的累積增高,到主塔后就無(wú)法脫除,影響精甲醇的質(zhì)量。我公司在初餾物槽前增加油水分離器,從預(yù)塔頂出來(lái)的混合氣經(jīng)冷凝器冷凝后進(jìn)入油水分離器,同時(shí)向油水分離器內(nèi)加入15%粗醇量的蒸汽冷凝液或稀醇水作萃取劑,用油水分離器底部閥門調(diào)節(jié)液位,從玻璃板視鏡中觀察油層厚度,待油層達(dá)一定厚度后取出油狀物(這種油狀物可摻入到重油中作燃料用,也可以作浮選劑用),甲醇水溶液從油水分離器底部管道自動(dòng)流進(jìn)初餾物槽,由回流泵打入預(yù)塔。萃取過(guò)程中必須注意:①萃取位置應(yīng)選擇效果最佳位置;②萃取和分離過(guò)程要有恰當(dāng)?shù)耐Ａ魰r(shí)間;③萃取劑的用量要合理;④加水量不能太多,否則會(huì)影響系統(tǒng)的生產(chǎn)能力并增加能耗。2.4出產(chǎn)品濃度在精餾過(guò)程中回流是不可少的。在預(yù)塔系統(tǒng)不管采取什么方法,預(yù)塔回流液中的雜質(zhì)總會(huì)逐步積累,所以采出少量回流液以保證回流液的質(zhì)量也是不可少的一項(xiàng)措施。根據(jù)我公司的經(jīng)驗(yàn),預(yù)塔回流液的采出量為粗甲醇入料量的1%～1.5%(體積百分?jǐn)?shù)),采出部位應(yīng)在預(yù)塔回流第二冷凝器的冷凝液中采出,因?yàn)榇颂庪s質(zhì)含量最高,采出量少且效果最佳。采出液集中到收集槽,外銷或進(jìn)行再處理得到品級(jí)較低的精甲醇。3塔的精餾質(zhì)量控制3.1把低熔點(diǎn)雜質(zhì)作為大氣放空氣的原料關(guān)主塔回流液中也有雜質(zhì)累積,為保證回流液的質(zhì)量以得到好的成品質(zhì)量,采取了以下措施:①嚴(yán)格控制主塔回流冷凝器溫度,使放空氣溫度維持在適當(dāng)?shù)姆秶?將低沸點(diǎn)雜質(zhì)排入大氣;②采出主塔回流液,采出量為預(yù)塔粗醇入料量的1%～1.5%(體積百分?jǐn)?shù)),對(duì)采出液的處理與預(yù)塔采出的回流液相同。3.2高沸物質(zhì)油粗甲醇中含有水、高級(jí)烷烴、高級(jí)醇、烯烴、醛酮和有機(jī)酸等雜質(zhì),這些物質(zhì)的沸點(diǎn)較高,有些物質(zhì)相互或/和水形成共沸物,共沸物的沸點(diǎn)也較高。高沸物雜質(zhì)主要集中于主塔下部,隨塔底殘液排出。在生產(chǎn)過(guò)程中,要求塔底殘液中甲醇含量<1.0%(重量百分?jǐn)?shù)),塔底沸騰溫度在104～110℃,因此高沸物也要上移到塔頂。解決此問(wèn)題的措施是嚴(yán)格控制回流比,將回流比控制在2.5～3.0;另外,還要嚴(yán)格控制主塔板靈敏溫度,選作靈敏塔板的塔板溫度應(yīng)該控制在71～74℃。3.3預(yù)塔粗醇的脫除GB338對(duì)精甲醇中的乙醇含量沒(méi)作要求,但有的用戶要求精甲醇中的乙醇含量要<50×10-6。乙醇的沸點(diǎn)為78.3℃,與水生成共沸物的沸點(diǎn)為78.15℃。共沸物的組成為:乙醇95.6%,水分4.4%。如果精甲醇中的乙醇含量增高,水分含量也必然會(huì)增高,因此,對(duì)乙醇的脫除十分必要。從主塔溫度分布看,塔中下部的乙醇含量較高,除一部分隨殘液排出外,也會(huì)有部分上串進(jìn)入產(chǎn)品中去。我公司對(duì)此采取的措施是在塔下部適當(dāng)位置采出一部分溶液,采出量為預(yù)塔粗醇入料量的3%～4%,采出物處理與前述采出物處理方法一樣。實(shí)踐證明該措施是有效的,當(dāng)粗甲醇中的乙醇含量為600×10-6左右時(shí),精甲醇中乙醇含量可<100×10-6,并且在脫除乙醇的過(guò)程中,其他雜質(zhì)也相應(yīng)得到一定的脫除。4其他質(zhì)量控制措施4.1廢水回收和采出液回用正常生產(chǎn)時(shí),粗甲醇的質(zhì)量變化不會(huì)太大,但是開車和停車階段的物料,尤其是回收的廢甲醇、停車放出的料液及采出的初餾物等,含有較多的油和其他雜質(zhì),必須嚴(yán)格分開。如果開車的循環(huán)液與這些料液混合,會(huì)造成精餾塔內(nèi)料液的油分及其他雜質(zhì)含量的增高,影響精甲醇質(zhì)量。4.2催化劑的用量根據(jù)粗甲醇生產(chǎn)中催化劑的質(zhì)量、使用情況及粗甲醇質(zhì)量,調(diào)整甲醇精餾的工藝條件。一般在催化劑使用初期,其活性較好,反應(yīng)溫度、壓力不高,副反應(yīng)少,雜質(zhì)生成量少時(shí),應(yīng)減少預(yù)塔初餾物的采出;到中、后期,催化劑逐漸衰老,反應(yīng)活性降低,反應(yīng)溫度、壓力均升高,此時(shí)副反應(yīng)增加,雜質(zhì)生成量增多,需增加預(yù)塔初餾物的采出。4.3甲醇生產(chǎn)工藝的調(diào)控在生產(chǎn)過(guò)程中,應(yīng)加強(qiáng)原料、半成品、成品的分析檢測(cè),并根據(jù)檢測(cè)結(jié)果及時(shí)對(duì)甲醇生產(chǎn)工藝進(jìn)行調(diào)控。比如:運(yùn)用酸堿中和原理將精甲醇中間槽堿性產(chǎn)品和酸性產(chǎn)品合理搭