古啟隆

(焦作市金結(jié)化工機(jī)械有限公司,河南,焦作,454000)

年產(chǎn) 20萬噸甲醇精餾段工藝設(shè)計(jì)

古啟隆

(焦作市金結(jié)化工機(jī)械有限公司,河南,焦作,454000)

甲醇精餾裝置是甲醇生產(chǎn)的重要后處理工序,本文簡述了 200kt/a甲醇精餾工序三塔精餾原理和工藝流程,對甲醇精餾的操作要點(diǎn)和經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行了總結(jié)。

甲醇精餾;加壓塔;常壓塔;三塔精餾

1 物料衡算

1.1 計(jì)算的基礎(chǔ)數(shù)據(jù) 本次設(shè)計(jì)針對國內(nèi)用焦炭半水煤氣在生產(chǎn)原料,以銅基為催化物高壓合成粗甲醇,粗甲醇中主要組分含量見表1[1]。

表1 粗甲醇各組分含量(wt)

1.2 計(jì)算基準(zhǔn) 本次設(shè)計(jì)工段設(shè)備精甲醇產(chǎn)量為 200kt/a,則粗甲醇需求量為:以年工作日 320天計(jì),則精甲醇每小時(shí)產(chǎn)量為:則每小時(shí)所需粗甲醇為:

1.3 物料衡算 (以小時(shí)計(jì)) 粗甲醇:27881.87kg/hr,預(yù)塔進(jìn)料中各組分含量如表2。

表2 預(yù)塔進(jìn)料中各組分含量

2 堿液

在甲醇精餾過程中,加入濃度為 5%的堿液,加入量約為入料量的0.5%,用以分解有機(jī)胺類,使其象醚類雜質(zhì)一樣在預(yù)塔內(nèi)脫除,同時(shí)還可中和甲醛、甲酸等還原性雜質(zhì),以防止設(shè)備、管線腐蝕。據(jù)統(tǒng)計(jì),在觸媒使用同期,適當(dāng)加堿可使洗塔間隔時(shí)間延長約 1個(gè)月,是粗醇精餾生產(chǎn)必不可少的操手段之一。但加入堿量過多,不僅浪費(fèi)堿液,而且增加消耗,甚至?xí)鹪砘磻?yīng),起泡造成泛塔事故,影響產(chǎn)品質(zhì)量[2]。堿液加入量為:27881.87×0.5%=139.409 kg/hr

3 軟水

預(yù)后甲醇比重維持在0.84～0.87。粗甲醇中含有部分C5～C10的烷烴類雜質(zhì),易與甲醇形成共沸物,其沸點(diǎn)低于或接近于甲醇沸點(diǎn),不溶于水,而甲醇與水可以任意比例混溶。在預(yù)塔頂和油分中加入軟水或稀醇水 (約為入料量的20% 進(jìn)行萃取,既可提高預(yù)塔底沸騰溫度,又可經(jīng)油分溢流口將烷烴類雜質(zhì)采出[3]。軟水的加入量為:粗甲醇小時(shí)量×20%-補(bǔ)入堿液帶水量 =27881.87×20%-139.409×95%=5443.935kg/hr

4 初餾物

初餾物量 =預(yù)塔進(jìn)料 ×3%=27881.87×3%=836.4561028kg/hr以上數(shù)據(jù)基本守恒,全塔物料總量守恒,理論上符合設(shè)計(jì)要求。

4.1 主精餾塔物料衡算 主精餾塔入料、出料主要組成及流量如表3。

表3 主精餾塔主要物料平衡表(kg/hr)

其中:殘液中甲醇含量為 1%,則設(shè)殘液量為 X,存在方程:7137.759+6.970+76.243+7.347+X×1%=X

可得殘液量,X=7301.332kg/hr;采出甲醇量為:26878.123-73.013=26805.109kg/hr。以上數(shù)據(jù)基本守恒,全塔物料總量守恒,理論上符合設(shè)計(jì)要求。

4.2 常壓塔物料衡算 常壓塔入料、出料組成及流量如表4。以上對所設(shè)計(jì)三塔精餾工藝工段進(jìn)行了物料衡算,所得結(jié)果符合設(shè)計(jì)需要。

表4 常壓塔物料平衡表(kg/hr)

結(jié)論:本著中國國情,本文選擇了雙效三塔精餾為重復(fù)設(shè)計(jì)對象,并規(guī)定規(guī)模為年產(chǎn) 20萬噸,通過分別對三個(gè)精餾塔進(jìn)行的物料衡算與熱量衡算,積累了許多理論數(shù)據(jù),并以這些理論數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)對雙效三塔精餾工藝中的重要部件預(yù)精餾塔進(jìn)行了塔形設(shè)計(jì),具體塔形如下:塔板數(shù),48塊、塔徑,2m、板間距,300mm、塔板上浮閥數(shù),50塊。通過核算證明了此設(shè)計(jì)的在生產(chǎn)中的可行性。

[1]張子鋒,張凡軍.甲醇生產(chǎn)技術(shù)[M].北京:化學(xué)工業(yè)出版社,2008:163-171

[2]馮云琦,李天云.甲醇生產(chǎn)操作問答[M].北京:化學(xué)工業(yè)出版社,2008:133-141

[3]Lelkes Z,Lang P.Batch extractive distillation:the processand the operational policies[J].New York:Chemical Engineering Science,1998,53(7):1331-1348

TQ351.27+4

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1003-3467(2010)10-0054-01