【摘 要】甲醇是主要的碳一化工原料，應(yīng)用領(lǐng)域廣泛。甲醇的品質(zhì)取決于甲醇精餾技術(shù)，目前國內(nèi)外已工業(yè)化應(yīng)用較多的甲醇精餾技術(shù)基本上為兩塔流程和三塔流程，塔型上大多選用浮伐塔。雙塔流程又稱常壓流程，三塔流程又稱加壓或節(jié)能流程，也稱雙效精餾流程。雙效三塔精餾在操作費(fèi)用和節(jié)能上明顯優(yōu)于兩塔精餾。本文主要介紹某裝置雙效四（3+1）塔精餾技術(shù)和設(shè)備的優(yōu)點(diǎn)，同時淺談其不足之處。

【關(guān)鍵詞】碳一；甲醇精餾；雙效精餾；節(jié)能流程

1.甲醇精餾定義

精餾是將由揮發(fā)份不同的組分組成的混合液在精餾塔中同時多次地進(jìn)行部分汽化或部分冷凝，使其分離成幾乎純態(tài)組分的過程，是一種物理變化過程。甲醇合成單元生成的粗甲醇就是靠這種方法得到合格的精甲醇。

2.雙效四（3+1）塔甲醇精餾流程簡介

自甲醇合成工段來的粗甲醇先進(jìn)入粗甲醇貯罐。再經(jīng)預(yù)塔進(jìn)料泵送至預(yù)精餾塔。在進(jìn)入前，先通過預(yù)精餾塔粗甲醇預(yù)熱器用冷凝液預(yù)熱。

預(yù)精餾塔頂部設(shè)置兩個冷凝器，一級冷凝器將塔內(nèi)上升氣中的甲醇大部分冷凝后進(jìn)入預(yù)精餾塔回流槽進(jìn)行回流，一級冷凝器內(nèi)的不凝氣及輕組分、部分未冷凝甲醇蒸汽進(jìn)入二級冷凝器進(jìn)一步冷卻至40℃左右，將其中的大部分甲醇冷凝后，進(jìn)入甲醇萃取槽用脫鹽水進(jìn)行萃取，萃取出的甲醇和水自流入預(yù)精餾塔回流槽。萃取液溢流入甲醇油貯罐，通過甲醇油輸送泵裝槽車運(yùn)走。二級冷凝器內(nèi)的不凝氣則通過壓力調(diào)節(jié)后排至火炬總管燃燒。

3.雙效精餾的優(yōu)點(diǎn)

3.1何為雙效精餾

雙效精餾就是采用兩個主精餾塔，第一主精餾塔是加壓蒸餾，由于加壓令液體沸點(diǎn)升高，頂部甲醇液化的溫度遠(yuǎn)高于第二主精餾塔的塔釜液體的沸點(diǎn)溫度，將其冷凝液的潛熱作為第二主精餾塔再沸器的熱源，不僅節(jié)約了加熱蒸汽，也節(jié)約了冷卻用水，有效的利用了能量。

3.2雙效四（3+1）塔精餾技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)

雙效四（3+1）塔精餾工藝采用的精餾塔塔有：預(yù)精餾塔，加壓塔，常壓塔，汽提塔。各塔的作用不同，消耗蒸汽量也不同。在此就各塔的作用上介紹工藝的優(yōu)點(diǎn)。

預(yù)精餾塔的作用是是除去溶解在粗甲醇中的氣體和以二甲醚為主的低沸點(diǎn)雜質(zhì)等，減少兩個主精餾塔的負(fù)荷。預(yù)精餾塔采用的是萃取精餾，傳統(tǒng)的萃取精餾是在塔頂加萃取水，而此裝置的萃取水是加在萃取槽中的，這不但減少了甲醇的損失，還使輕質(zhì)油品和甲醇分離開了，提高了預(yù)精餾塔的分離效率，對于預(yù)塔在操作中維持適當(dāng)?shù)呢?fù)荷，合理的塔內(nèi)溫度分布，正常的塔釜液位和壓力都是有利的。再者，當(dāng)精甲醇的水溶性和高錳酸鉀值達(dá)不到質(zhì)量指標(biāo)時，加萃取水量，能明顯提高二者的指標(biāo)。一般認(rèn)為加水量為粗甲醇入料量20%，否則會加大動力消耗，降低預(yù)精餾塔的生產(chǎn)能力。

加壓塔和常壓塔是雙效精餾的心臟，是核心設(shè)備，也是生產(chǎn)精甲醇的主要設(shè)備。其作用是將甲醇和以水及乙醇為主的重組充分分離從而得到合格質(zhì)量產(chǎn)品。加壓塔和常壓塔物料熱量的統(tǒng)一體，加壓塔頂蒸汽是常壓塔的熱源，加壓塔底物料還和預(yù)精餾塔進(jìn)入加壓塔的物料進(jìn)行換熱，這不但節(jié)約了常壓塔的蒸汽用量，還減少了加壓塔的蒸汽用量。

汽提塔是雙效精餾后的一個塔，在前面三個塔負(fù)荷較好，上產(chǎn)能力大，分離效果好的情況下，此塔一般不用。雖然此塔的物料流量很少，但作用是不能忽略的。汽提塔作用有三，一是保證主精餾塔的廢水合格，減少廢水處理車間的操作，提高廢水處理車間的生產(chǎn)能力。經(jīng)分析經(jīng)過汽提塔作用后兩主精餾塔的廢水中H2O含量>99.99%。二是提取含在甲醇中的甲醇油，提高精甲醇的純度。甲醇油還可以賣出去為公司盈利。三是減少甲醇的損失。

3.3雙效四（3+1）塔精餾塔結(jié)構(gòu)的優(yōu)點(diǎn)

雙效四（3+1）塔精餾的常壓塔和汽提塔采用的是板式和填料的復(fù)合塔。填料采用的是絲網(wǎng)波紋填料，它是新發(fā)展起來的一種高效填料，具有效率高、生產(chǎn)能力大、能耗低、阻力小、滯留量小、放大效應(yīng)不明顯等優(yōu)點(diǎn)。采用填料大大減少了精餾塔的高度。采用絲網(wǎng)波紋填料塔提高生產(chǎn)能力在國內(nèi)精餾裝置上已經(jīng)得到證實(shí)，例如上海焦化有限公司采用的是典型的浮閥塔技術(shù)，其設(shè)計能力是20萬t/a，改造為新型高效規(guī)整填料塔技術(shù)后，其設(shè)計能力變?yōu)?5萬t/a，操作彈性為30%～100%[2]。

4.上述精餾單元的不足

（1）缺少尾氣吸收系統(tǒng)。根據(jù)分析，尾氣含量如下表。

表1 精餾放空尾氣含量

物質(zhì) 含量

CH3OH 14.78%

CO2 65.13%

CH3OCH3 4.43%

H2O 0.12%

CH3COCH3 2.47%

由表可以看出甲醇有一定的含量，增加尾氣吸收系統(tǒng)，不但可以回收甲醇，減少甲醇的損失，吸收系統(tǒng)的稀醇液還可以作為預(yù)精餾塔的萃取劑，減少萃取水的用量，提高資源綜合利用。

（2）再沸器用的是管殼換熱器。管殼換熱器換熱效率不好，需要的換熱面積大，并且容易內(nèi)漏。渭化在檢修沖洗殼程時，沖洗液中由大量的甲醇味，內(nèi)漏不利于塔釜的溫度和壓力的調(diào)節(jié)。如果使用板式換熱器就會好的多。

（3）再沸器冷凝液排放閥沒有使用疏水閥。在生產(chǎn)過程中，由于使用的是截止閥，進(jìn)出冷凝液管道的經(jīng)常有汽液混合物，管廊上的冷凝液管道經(jīng)常發(fā)生水擊。

（4）預(yù)精餾塔進(jìn)料未達(dá)到設(shè)計的進(jìn)料狀態(tài)。雖然再沸器的蒸汽冷凝液得到了回收利用，但是進(jìn)料狀態(tài)未到泡點(diǎn)狀態(tài)，這就加大了精餾過程的蒸汽用量，并且也不利于塔的溫度調(diào)節(jié)。

（5）甲醇合成工段的副產(chǎn)蒸汽是直接進(jìn)入相對應(yīng)的蒸汽管網(wǎng)的，而精餾所用的蒸汽出口和甲醇合成副產(chǎn)的蒸汽進(jìn)口較近。副產(chǎn)蒸汽壓力是受甲醇合成工況變化的影響的，副產(chǎn)蒸汽的壓力變化會給精餾的調(diào)節(jié)帶來不必要的麻煩。

（6）二甲醚工段和精餾工段的蒸汽冷凝液是進(jìn)入一個管道的，一個工段的變化會引起令一工段的變化，增加操作次數(shù)。

6.結(jié)語

甲醇精餾是一個高消耗的工藝，降耗減排是未來化工發(fā)展的方向。雙效精餾在節(jié)能上已經(jīng)取得良好效果，因此備受精餾廠家喜歡。雙效精餾主要有兩塔精餾，三塔精餾和四塔（3+1）塔精餾。四塔精餾已經(jīng)得到了很好的運(yùn)用，能生產(chǎn)出AAA級的精甲醇。目前精餾系統(tǒng)多用的是板式塔，板式塔沒有填料塔的生產(chǎn)能力高，也沒有填料塔的分離效率好。未來高效規(guī)整填料塔技術(shù)運(yùn)用在甲醇精餾系統(tǒng)中是勢在必行的。無論甲醇精餾采用何種工藝和技術(shù)，都需要操作人員有較高的技術(shù)素質(zhì)和高水平的操作技能，精餾的產(chǎn)量及產(chǎn)品質(zhì)量與其是分不開的。