甲醇合成工段设计(4)

内蒙古工业大学本科毕业设计说明书

热后，进入加压塔进行精馏。塔顶气相甲醇送入常压塔再沸器，作为常压塔底热源，被冷凝成液体进入加压塔回流槽，一部分由加压塔回流泵加压回流至加压塔顶，其余部分经加压塔精醇冷却器冷却至40 ℃进入精醇计量槽作为产品。甲醇精馏系统工艺流程如图1-3所示【8】。

图1-3 三塔双效精馏工艺流程图

E-01 粗醇预热器 E-02 脱醚塔冷凝器 E-03 排气冷凝器 E-04 脱醚塔再沸器

E-05 预后粗醇预热器 E-06 加压塔再沸器 E-07 常压塔再沸器 E-08 加压塔精醇冷却器 E-09 常压塔精醇冷却器 E-10 常压塔冷凝器 E-11 杂醇油冷却器 T-01 脱醚塔 T-02 加压塔 T-03 常压塔 P-01 粗醇泵 P-02 预塔回流泵 P-03 加压塔进料泵 P-04 加压塔回流泵 P-05 常压塔回流泵 V-01 脱醚塔回流槽 V-02 加压塔回流槽 V-03 常压塔回流槽 V-04 精醇槽 V-05 残液槽 V-06 地下槽 V-07 预塔液封槽 V-08 常压塔液封槽

加压塔釜液经减压阀减压后，进入常压塔进行精馏。塔顶气相甲醇进入常压塔冷凝器冷却进入常压塔回流槽。一部分由常压塔回流泵加压回流至常压塔顶，其余部分经常压塔精醇冷却器冷却至40 ℃，进入精醇计量槽作为产品。常压塔釜液流入残液槽，经残液泵送往外界处理。常压塔采出的乙醇和异丁基油经杂醇油冷却器冷却流入异丁基油贮槽。汽包来的蒸汽分别送至脱醚塔再沸器和常压塔再沸器加热，冷凝后液体给预后粗醇预热器、粗醇预热器加热后，进入冷凝水槽，经冷凝水泵送往锅炉。 1.3.3.3 三塔精馏工艺的优点

产品质量高，双塔精馏生产的精甲醇产品中乙醇和有机物杂质含量只能控制在一定范围，根据粗甲醇质量的不同，精甲醇中乙醇的含量约为100 ~ 600 mg/kg；三塔精馏生产的精甲醇质量一般能够达到美国AA 级标准，其中的乙醇质量分数只有8.0×10-5左右。

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节能降耗，蒸汽和循环水消耗低主要在于：（1）两塔精馏的预塔再沸器、主塔再沸器和预塔预热器均需蒸汽提供热源；三塔精馏的常压塔再沸器（主塔再沸器）的热源不再是蒸汽，而是用来自加压塔顶121 ℃甲醇饱和蒸气经液化放出的潜热供常压塔。（2）粗醇预热器的加热源不再直接利用蒸汽加热，而是利用脱醚塔再沸器和加压塔再沸器蒸汽冷凝液将粗甲醇加热到饱和温度。因此蒸汽消耗量低，随之循环水用量减少。按吨精甲醇消耗计，蒸汽三塔精馏为0.9~1.3 t，两塔精馏为1.5~1.8 t；循环水三塔精馏为60~80 m3，两塔精馏为150~180 m3。 1.3.3.4 工艺运行控制要点及意义

脱醚塔加碱量的控制，防止粗甲醇中微量酸性物质腐蚀塔内件及促进胺类和羰基物的分解，控制脱醚塔釜液pH 在7~9的范围内，在精甲醇碱度不超标下，保持足够的加碱量，可保证产品的质量控制在优等品指标内。

控制脱醚塔的回流量，脱醚塔保证一定的回流量是必要的，能有效地脱除轻组分，但回流量不能太大，否则会增加蒸汽消耗。控制预塔塔顶的温度和压力的同时，通过控制脱醚塔再沸器的蒸汽量和脱醚塔冷凝器的冷却水量来要保证预塔足够的回流量。

控制脱醚塔冷凝器温度，脱醚塔冷凝器的温度控制在既能保证轻组分的彻底脱除，又不导致甲醇蒸气的流失为宜。温度太低，不利于脱除轻组分杂质；温度太高，造成甲醇蒸气大量流失。控制脱醚塔冷凝器在适宜的温度下运行是维持产品质量、降低消耗的重要手段。

控制脱醚塔塔顶不凝气温度，根据甲醇合成触媒使用的不同时期，采取动态控制不凝气温度。不凝气温度的高低决定着轻组分的脱除效果。脱醚塔的主要作用是脱除甲酸甲酯、二甲醚、丙酮等轻组分。

控制预塔补水的量和位置，补水的位置选在预塔冷凝器上，然后进入脱醚塔回流槽，萃取和分离有一定的停留时间，进而大大提高萃取的效果。补水量一般使脱醚塔塔釜甲醇质量分数控制在88 ~ 89%。控制过高，会明显降低脱醚塔的生产能力，增加蒸汽和动力消耗，同时对三塔其他工艺条件的控制也会带来一定难度。当正常操作精甲醇的水溶性和高锰酸钾值不易达到质量指标时，可以适当增加补水量。脱醚塔补水是稳定和提高精甲醇水溶性和稳定性的一项重要操作手段。

加压精馏塔和常压精馏塔的控制，从流程上来看，加压精馏塔与常压精馏塔串联操作，相互影响，相互制约。首先要把握好物料平衡，特别是在处理两塔的热量平衡、物料平衡、气液平衡方面要慎重。

加压精馏塔塔顶压力的控制，加压精馏塔塔顶热气体作为常压精馏塔再沸器的热

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源，必须使其顶部气相具有较高的温度品位，与常压精馏塔釜有一定温差，参考一般热虹吸式再沸器的计算，其传热温差为25 ℃，本设计中选取传热温差至少为15 ~ 16 ℃。压力不足，塔顶甲醇蒸气量下降，影响常压精馏塔再沸器的供热量。直接导致常压塔釜温度下降、废水含量超标、甲醇收率降低；压力过高，影响精甲醇的水溶性、氧化性等质量指标。维持加压精馏塔塔顶压力稳定，对保证精甲醇的优等品率至关重要。

常压精馏塔塔顶压力的控制，常压精馏塔压力依据生产负荷而定，在满负荷运行情况下，常压塔塔顶压力尽量控制在低限；在生产负荷低的情况下，不要控制灵敏板温度过低，造成废水中甲醇含量过高，造成浪费和污染环境。总之，保证常压精馏塔正压操作。

加压精馏塔和常压精馏塔回流比的控制，只有控制一定的回流比，才能保证精甲醇产品的优等品率，同时降低蒸汽消耗。

加压精馏塔和常压精馏塔采出比的控制，由于加压精馏塔和常压精馏塔串联运行，必须控制好两塔的热量、物料和气液平衡，其中物料平衡是维持三大平衡的基础。既要保证常压精馏塔得到足够热量，又要不引起常压塔负压异常现象。两塔采出比例分配原则是维持常压塔热量要求的前提下，加压塔采出尽可能上限操作【9】。

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第二章 甲醇合成的工艺计算

ICI低压法这是目前工业上广泛采用的合成甲醇的方法。其工艺过程为：脱硫、转化、压缩、合成、精馏。特点：在采用不同原料时开车简单，操作可靠，并且不同生产能力的工厂均能使用离心式压缩机，产品纯度高，能充分利用反应热。本设计采用ICI法合成甲醇，催化剂为铜基催化剂，其活性组分是Cu和ZnO，该催化剂的活性高。合成反应的温度较低，在（230-270℃），操作压力较低（5-10MPa），广泛用于甲醇合成。甲醇合成工艺流程示意图如图2-1所示。

合成塔 废热锅炉 粗甲醇贮槽 循环压缩机 油分离器 水冷器 图2-1 甲醇合成工艺流程示意图

新鲜气由压缩机压缩到所需的合成压力与从循环压缩机来的循环气混合后分两股，一股为为主线经加热到催化剂的活性温度后进入合成塔，另一股为副线，直接进入合成塔以调节进入催化层的温度。经反应后的高温气体进入废热锅炉进行热量回收后，进一步在水冷器中冷却，然后在分离器中分离出液态初甲醇，送精馏部分提纯制备精甲醇，为控制循环气中惰性气的含量，分离出水和甲醇的气体需部分放空，大部分进入循环机增压后返回系统，重新利用未反应的气体。新鲜气的补入位置最有利的是在合成塔的进口处，而不宜在合成塔的出口或甲醇分离器之前，以免甲醇分压降低，减少甲醇的收率。

根据设计任务，生产的 …… 此处隐藏：2334字，全部文档内容请下载后查看。喜欢就下载吧 ……