甲醇精餾工藝及塔器優(yōu)化設(shè)計(jì)

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摘要：精甲醇在工業(yè)以及化工領(lǐng)域有著重要的應(yīng)用，我國(guó)在制備精甲醇上已經(jīng)取得領(lǐng)先國(guó)際的技術(shù)，尤其是在甲醇精餾的塔器設(shè)計(jì)上。我國(guó)化工行業(yè)的發(fā)展飛速，也就帶動(dòng)了甲醇的銷(xiāo)量，使我國(guó)的化工行業(yè)經(jīng)濟(jì)突飛猛進(jìn)。本文是以塔器優(yōu)化設(shè)計(jì)為主要內(nèi)容進(jìn)行甲醇精餾工藝分析，在分析過(guò)程中主要分析了雙塔精餾工藝、三塔精餾工藝以及四塔精餾工藝。然后又側(cè)重說(shuō)明了塔器設(shè)計(jì)的理念和優(yōu)化措施。

關(guān)鍵詞：甲醇精餾工藝;塔器;優(yōu)化設(shè)計(jì)

甲醇作為非常重要的化工原料，其制備過(guò)程較為復(fù)雜，隨著科技的進(jìn)步，在甲醇精餾工藝上我國(guó)化工行業(yè)已經(jīng)取得了巨大的進(jìn)步。目前，國(guó)內(nèi)應(yīng)用最多的是魯奇節(jié)能工藝的改進(jìn)版本，但是由于目前的需求更高，要求也不斷升級(jí)，所以技術(shù)人員還需要對(duì)精餾工藝進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)和完善，選用更加合理的塔器甲醇精餾。因?yàn)樵诩状季s工藝分析方面和塔器選擇優(yōu)化方面還有發(fā)展進(jìn)步的空間，所以本文著重對(duì)此進(jìn)行了分析。

1甲醇精餾工藝分析

(1)雙塔精餾工藝傳統(tǒng)的甲醇精餾裝置主要使用雙塔精餾工藝，該工藝主要應(yīng)用精餾塔和預(yù)精餾塔，應(yīng)用最為廣泛。甲醇的與處理工藝是由與之精餾塔完成，預(yù)熱器完成甲醇的預(yù)熱，塔釜泵對(duì)粗甲醇實(shí)行加壓，然后將其置于預(yù)精餾塔中，去除粗甲醇的水分。為了實(shí)現(xiàn)大量的甲醇能留住，特別是在液相中，最大限度的實(shí)現(xiàn)甲醇回收，需要將塔頂?shù)膬蓸O冷凝應(yīng)用起來(lái)，在塔內(nèi)形成了一種返流現(xiàn)象，這樣不僅最大程度的回收了甲醇，還提高其穩(wěn)定性能。塔頂會(huì)出現(xiàn)一些甲醇或者初餾份，這些溢出的部分在通過(guò)某些通道回到主精餾塔中，我們生產(chǎn)的甲醇在塔頂，廢物及循環(huán)甲醇水會(huì)在塔底，最終實(shí)現(xiàn)甲醇的精餾。(2)三塔精餾工藝三塔精餾同雙塔精餾相比應(yīng)用更為廣泛，其生產(chǎn)效率非常高。三塔精餾有加壓塔和常壓塔，其生產(chǎn)過(guò)程較為綠色環(huán)保，能源使用較少，利用率較高。粗甲醇進(jìn)入預(yù)熱器，然后在送到精餾塔。粗甲醇雜質(zhì)發(fā)生分解，精餾的甲醇去往塔頂，然后經(jīng)過(guò)燃料管，用塔釜泵加壓物料并送到加壓塔。甲醇經(jīng)過(guò)冷凝進(jìn)入回流槽，冷凝后會(huì)出現(xiàn)兩種產(chǎn)品，一種是甲醇水溶液，一種是精甲醇產(chǎn)品。

2甲醇精餾塔器優(yōu)化設(shè)計(jì)

(1)理論優(yōu)化,配置塔器精甲醇的生產(chǎn)離不開(kāi)精餾塔，精餾塔在生產(chǎn)甲醇中起到了至關(guān)重要的作用，因此在甲醇精餾塔器設(shè)計(jì)中應(yīng)該對(duì)其進(jìn)行理論優(yōu)化。一般設(shè)計(jì)人員認(rèn)為操作和結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)對(duì)甲醇的生產(chǎn)有巨大影響，尤其是操作配置和精餾塔的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，事實(shí)證明確實(shí)會(huì)對(duì)甲醇產(chǎn)量造成重大影響。因此選擇塔器的時(shí)候，應(yīng)該根據(jù)生產(chǎn)甲醇的規(guī)模和特點(diǎn)進(jìn)行設(shè)計(jì)，在保證效益的前提下選擇塔器，從而在根本上降低生產(chǎn)操作成本，實(shí)現(xiàn)企業(yè)利益增加。同時(shí)塔器的增加可以提高廢棄溶液的利用和回收，間接地降低成本和提高甲醇質(zhì)量。(2)預(yù)精餾塔優(yōu)化設(shè)計(jì)甲醇在精餾期間會(huì)出現(xiàn)消耗的問(wèn)題，這是由于在預(yù)精餾塔的頂部會(huì)出現(xiàn)凝氣問(wèn)題，最后導(dǎo)致甲醇消耗掉。因此，采用何種方式能夠降低再生產(chǎn)過(guò)程中甲醇的消耗呢，研究人員通過(guò)研究分析，通過(guò)優(yōu)化設(shè)計(jì)預(yù)制精餾塔的設(shè)計(jì)能夠?qū)崿F(xiàn)降低甲醇消耗的問(wèn)題。在此期間還能夠更多的回收甲醇。預(yù)精餾塔的優(yōu)化設(shè)計(jì)操作為根據(jù)甲醇的生產(chǎn)要求，以及一些器具的規(guī)格最后確定調(diào)節(jié)以及控制塔頂凝器的參數(shù)。(3)加壓塔優(yōu)化設(shè)計(jì)加壓塔的優(yōu)化設(shè)計(jì)主要包括使塔器內(nèi)的甲醇純度足夠高，一般情況下要保證精甲醇的純度高于55%，另外對(duì)于填料過(guò)程要保證操作規(guī)范，塔內(nèi)的溫度要保證。對(duì)于與常壓塔的聯(lián)系也要巧妙利用，這樣能夠?qū)崿F(xiàn)有效的調(diào)節(jié)和控制，溫度和壓力兩個(gè)參數(shù)之間是有必要聯(lián)系的，因此塔器內(nèi)的的溫度和壓力需要互相配合調(diào)節(jié)。(4)常壓塔優(yōu)化設(shè)計(jì)常壓塔的優(yōu)化設(shè)計(jì)主要包括控制內(nèi)部溫度實(shí)現(xiàn)塔頂?shù)募状細(xì)怏w加壓完成，因?yàn)榧訅核统核g存在聯(lián)系，所以需要關(guān)注二者之間是如何產(chǎn)生相互之間的作用的。(5)控制雜醇油的采出情況雜醇油能夠降低高沸點(diǎn)物質(zhì)的濃度，一般在常壓塔的底部應(yīng)用廣泛，能夠便于塔器的操作。因此在采出雜醇油過(guò)程中要注意加入適當(dāng)?shù)妮腿∷妥⒁饩s的負(fù)荷。通過(guò)這兩點(diǎn)因素最后決定雜醇油的采出量。(6)準(zhǔn)確的管理塔底殘液在實(shí)際的操作中，我們必須充分認(rèn)識(shí)到塔底殘液中甲醇含量及甲醇濃度受溫度問(wèn)題的影響較大。塔底殘液中產(chǎn)生的過(guò)高甲醇含量是因生產(chǎn)工藝中溫度超出了既定范圍而產(chǎn)生的。為給予甲醇轉(zhuǎn)換處理工作足夠的時(shí)間，我們要嚴(yán)格控制塔頂溫度和進(jìn)料量，預(yù)防溫度超出范圍引發(fā)輕組分或重組分的過(guò)分下移或上浮。

3結(jié)語(yǔ)

本文主要闡述了甲醇精餾的工藝分析和塔器的優(yōu)化設(shè)計(jì)，在甲醇精餾方面主要講述了兩種我國(guó)應(yīng)用較為廣泛的雙塔精餾工藝和三塔精餾工藝，這兩種精餾工藝在我國(guó)精甲醇制備中起到了至關(guān)重要的作用。在塔器的優(yōu)化設(shè)計(jì)方面，本文主要闡述了從理論優(yōu)化,配置塔器、預(yù)精餾塔優(yōu)化設(shè)計(jì)、加壓塔優(yōu)化設(shè)計(jì)、常壓塔優(yōu)化設(shè)計(jì)、控制雜醇油的采出情況以及準(zhǔn)確的管理塔底殘液等幾個(gè)方面。針對(duì)不同塔器提出了不同的建議，希望讀者能夠在文中收獲關(guān)于甲醇精餾工藝以及塔器優(yōu)化設(shè)計(jì)方面的知識(shí)。

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作者:呂遠(yuǎn) 單位:新疆化工設(shè)計(jì)研究院有限責(zé)任公司