郭志斌(東華工程科技股份有限公司,安徽 合肥 230024)
關(guān)于節(jié)能型甲醇精餾工藝技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的探討
郭志斌(東華工程科技股份有限公司,安徽 合肥 230024)
我國(guó)是能源消耗大國(guó),能源短缺的現(xiàn)象時(shí)有發(fā)生,要想解決這些客觀存在的問(wèn)題,研發(fā)新型能源的替代品,尤為迫切。甲醇作為有機(jī)化工的重要原材料,化學(xué)生成很多衍生產(chǎn)物,來(lái)滿足國(guó)家經(jīng)濟(jì)發(fā)展的需要。所以,我們要通過(guò)改良甲醇的生產(chǎn)工藝,采用甲醇精蒸餾技術(shù),有效提高甲醇的質(zhì)量,給企業(yè)謀求長(zhǎng)遠(yuǎn)的發(fā)展。
節(jié)能型;甲醇;精餾;技術(shù)
甲醇是生產(chǎn)甲基叔丁醚、烯烴和甲酸甲酯的原材料,它被廣泛運(yùn)用于化工行業(yè),是新型能源的重要來(lái)源。通常在甲醇的生成中,要對(duì)它進(jìn)行精餾提純的工序,以提高甲醇的濃度和純度,滿足市場(chǎng)對(duì)質(zhì)量的要求。在生產(chǎn)中,傳統(tǒng)的生產(chǎn)工藝是采用三塔雙效精餾的技術(shù),要提升甲醇生產(chǎn)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展進(jìn)度,就要對(duì)現(xiàn)有的工藝技術(shù)進(jìn)行改良,待新工藝測(cè)試合格、合理、合法后,在對(duì)它加以推廣。
(1)選擇合適的精餾塔。選擇好精餾塔,能提高生產(chǎn)中能源的利用率,確保甲醇的質(zhì)量達(dá)標(biāo)。通常使用的板式精餾塔,通過(guò)氣液和熱質(zhì)的接觸來(lái)傳遞壓力,雖然它價(jià)格低廉,生產(chǎn)成本不高,但從安裝、檢修到維護(hù)都不容易,所以使用率并不高。目前市場(chǎng)上最常用的是新型填料精餾塔,它的內(nèi)件利用傳熱和傳質(zhì)性能好的不銹鋼網(wǎng)波紋,既操作容易,又有很高的穩(wěn)定性,產(chǎn)品的質(zhì)量也有保障。正是由于填料精餾的縫隙不大,體積相應(yīng)也小,降低了泵的高度,消耗的電能也少了,生產(chǎn)力自然上去了。
(2)甲醇精餾工藝。傳統(tǒng)的甲醇精餾工藝是通過(guò)精餾,去除塔頂端比甲醇沸點(diǎn)低的成份和少量沸點(diǎn)高的雜質(zhì)。再把精餾塔底部的成份精餾。最后得到的就是精甲醇。
現(xiàn)在使用廣泛的有:雙塔、三塔、四塔這幾種工藝精餾甲醇。雙塔精餾工藝由預(yù)精餾塔添上精餾塔組成。三塔精餾工藝預(yù)精餾塔和加壓塔。四塔則是在三塔的工藝基礎(chǔ)上添加了汽提塔。然而,這幾種塔的主要目的都是精餾粗甲醇,得到純度相對(duì)較高的精甲醇。
(3)雙塔精餾工藝流程。在粗甲醇精餾時(shí),開始采用的雙塔精餾工藝。先用泵把粗甲醇預(yù)熱,然后加壓放進(jìn)預(yù)精餾塔中。預(yù)精餾塔頂用兩級(jí)冷凝的辦法,可以保證甲醇的產(chǎn)量和質(zhì)量,當(dāng)甲醇和水從預(yù)精餾塔頂逸出,留下的液體就流回精餾塔。泵把逸出的甲醇和水壓到主精餾塔。由于主精餾塔和預(yù)精餾塔相比,里面的壓力要高些,使得精餾塔的塔頂?shù)玫郊状嫉漠a(chǎn)品,塔底就剩下廢水以及少量的甲醇。這樣,還可把剩下的廢水送回預(yù)塔,節(jié)約了原料,同時(shí),抓緊處理排放的廢水,以免造成環(huán)境污染。
(4)傳統(tǒng)的三塔雙效精餾的技術(shù)。三塔雙效精餾的技術(shù)工藝是預(yù)熱加壓塔里的精甲醇,然后取出在塔頂?shù)木状?,使加壓塔的底部有甲醇和高沸物的混合物,?duì)它加壓。生產(chǎn)過(guò)程中,正常情況下,同塔頂相比,塔底的壓力大,發(fā)現(xiàn)有精甲醇生成,就要排空塔底的廢水,生成雙效精餾,要把常壓塔里的的蒸汽當(dāng)作熱源加以有效的利用,從而實(shí)現(xiàn)節(jié)能減排。
要使甲醇精餾工藝提質(zhì)降耗,改良傳統(tǒng)的工藝技術(shù),采用的新工藝有下面幾種:
(1)改進(jìn)后的三塔雙效精餾的技術(shù)。將傳統(tǒng)的三塔雙效精餾的技術(shù)加以改良,就成了現(xiàn)在的三塔雙效精餾的新技術(shù)。它與過(guò)去的工藝相比,主要依靠控制塔頂和塔底的溫度來(lái)調(diào)節(jié)加壓塔和常壓塔的精甲醇的配比來(lái)進(jìn)行甲醇生產(chǎn)的新工藝。要把產(chǎn)生的水蒸氣集中利用實(shí)現(xiàn)節(jié)能減排,需要在雙效精餾的有效范圍里,用換熱器對(duì)熱量進(jìn)行有效的轉(zhuǎn)換,合理的配比,調(diào)節(jié)傳熱溫差,才能有效的保障這項(xiàng)新工藝的改良和運(yùn)轉(zhuǎn)。
(2)四塔雙效精餾新工藝。這項(xiàng)工藝是通過(guò)新增加壓塔對(duì)預(yù)塔的作用,實(shí)現(xiàn)對(duì)二次蒸汽的利用,這樣,不但可以給預(yù)塔源源不斷的蒸汽,而且,還能保持加壓塔和常壓塔的工藝與原來(lái)是一樣的。實(shí)際工作中,預(yù)塔塔頂比塔底要高,要解決這個(gè)問(wèn)題,只有增加壓塔的壓力。至于生產(chǎn)中,塔頂精甲醇生成的廢水,只需要保持壓力和溫度穩(wěn)定的情況下,也是增加壓塔的壓力,在經(jīng)過(guò)常壓塔時(shí)處理就行了。這種向壓塔里加熱的方式,不僅合理利用了塔底的生產(chǎn)廢水,同時(shí)降低了塔底的壓力,保證塔頂和塔底的傳熱溫差在合理的范圍。
三塔甲醇精餾工藝改良后,加壓精餾塔會(huì)源源不斷的輸送蒸汽到預(yù)精餾塔,能增加精甲醇的產(chǎn)量,使得加壓精餾塔塔底的甲醇含量大量減少,造成精餾塔塔底的溫度上升。加壓精餾塔的溫度變高后,只要溫差在規(guī)定的參數(shù)下,產(chǎn)生再沸點(diǎn),都是正常的。在加壓精餾塔的再沸器損耗水蒸氣,同傳統(tǒng)的預(yù)精餾塔和加壓精餾塔相比,損耗的水蒸氣更多,更能節(jié)能增效。而改良后的四塔節(jié)能型工藝,雖然各精餾塔的溫度保持沒(méi)有變化,但依靠增加的加壓精餾塔塔頂生產(chǎn)精甲醇,塔底排廢水,同傳統(tǒng)的加壓精餾塔相比,溫差小的預(yù)精餾塔才能生成雙效精餾。
雖然節(jié)能型甲醇精餾工藝在我國(guó)的研發(fā)有了一定的成效,為了經(jīng)濟(jì)的發(fā)展,社會(huì)的進(jìn)步,解決能源短缺的現(xiàn)狀,還有很長(zhǎng)的路要走。
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郭志斌(1981-),男,工程師,主要從事化工設(shè)計(jì)。