甲醇精馏过程节能降耗研究

吴玉龙 刘勇全(陕西长青能源化工有限公司，陕西 宝鸡 721405)

甲醇是一种重要的工业原料，并随着科技的不断发展，愈益占据重要地位，更为广泛的被使用。随着其需求量的增加，优化工艺流程，降低能耗使用，这些问题也逐渐成为关注点。如何选择更为科学合理的工艺流程，尽可能的在提高经济效益的同时，节省能耗，降低废液处理难度？这是目前研究的热点问题之一。本文将分析目前对粗甲醇精馏的几种工艺流程技术，并评估其能耗情况，为工艺流程的选择给出一定的参考。

1 各种精馏技术流程简介

近年来，我国化工技术发展迅猛，甲醇精馏技术也愈发成熟，已出现二塔、三塔、“3+1”塔及热泵等多种精馏技术，下面进行简要的介绍。

1.1 二塔精馏技术

二塔精馏是较早出现的，且应用较为广泛的一种技术。二塔即为：预精馏塔和主精馏塔。合成工艺之后获得的粗甲醇产物，会送入预精馏塔里，在其中会去除物料混杂的低沸点、轻组分类物质，剩下包含有H2O、CH3OH、C2H5OH及高级醇、高级烷烃的富甲醇液，这些液体通过预塔泵入主塔，进一步提纯。预塔顶部压力7×104 Pa、77.6℃，釜部压力1×104 Pa、84.4℃；主塔顶部压力6×104 Pa、108.0℃，釜部压力1×104 Pa、66.1℃。另外，进样时会添加1%到5%之间质量分数的氢氧化钠溶液，调节原料pH值在8到9左右，以防过酸溶液侵蚀设备。

1.2 三塔精馏技术

所谓三塔即：预精馏塔、加压塔以及常压塔。原料经过加压预热后，进入预塔，预塔流程与二塔类似；预塔加工后的原料，再次加压泵入加压精馏塔处理后，冷却至四十度及以下，流入常压塔，最后可采出成品。预塔顶2×104 Pa、73.0℃，釜3×104 Pa、77.0 ℃；加压塔顶5.5×105 Pa、121.0 ℃，釜6.6×105 Pa、136.0℃；常压塔顶5×103 Pa、65.4℃，釜1.5×104 Pa、105℃。

1.3 “3+1回收”精馏技术

所谓“3+1”塔，是在三塔精馏的基础上，增加一条侧线，即将常压塔的杂醇物质引入回收塔再次馏分。这样以来，不仅可减少甲醇提取的损失，还能够降低废水处理难度，保护环境。并且由于只是侧线，所以可根据具体工艺运作情况，酌情考虑工作时间。

1.4 热泵精馏技术

热泵精馏，即将塔的顶部空气进行加热升温后，以为底部再沸器提供热源。目前有加压和吸收式两种。此种技术在温差较小的提取工艺里面往往更为有优势，且对于分离沸点较近的物质，会更为节省成本。如果再沸器温度过高（大于三百度），该技术便不适用了。

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2 二塔与三塔的能耗比较

三塔对比二塔，能耗水平是大大降低的。因为三塔加压塔的能量被充分利用给再沸器供热能，减少蒸汽的使用量，并且大概有一半的能耗减少。但是考虑到生产的规模与综合评估，在甲醇年产在十万吨之上可使用三塔模式，否则还是建议采用二塔式。

2.1 热泵能耗评估

热泵技术在3×105 Pa蒸汽消耗上比三塔多，但在1×106 Pa蒸汽消耗上比其少，循环水使用量也更少；与三塔精馏对比，整体能节省一半以上能耗，如下表数据显示。由此可见，其有广阔的应用潜能，在选择时候考虑能耗，设备投资和生产工艺也是重要元素，因此在对比其适用性，可酌情进行衡量。

2.2 “3+1”塔能耗评估

“3+1”技术是在三塔技术基础上添加了一条回收塔侧线，且可根据生产情况，酌情选择开放周期。因此比三塔设计更为灵活，在回收率方面得到极大的提高，经济效益明显增强。能够更为有效地实现减排节能。

3 结语

本文综合分析了，目前在粗甲醇精馏工业领域的一些技术，并评估了其节能降耗情况。由此，二塔、三塔、热泵和“3+1”的选择，不仅要综合考虑厂家生产能力、经济能力，还要评估其能耗情况。热泵和“3+1”有着明显的低能耗优势，在工艺流程和条件符合的情况下，可酌情优先选择。

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