【正文】 餾塔。主精餾塔操作壓力稍高于預(yù)精餾塔，但也可以認(rèn)為是常壓操作，塔頂?shù)玫骄状籍a(chǎn)品，塔底含微量甲醇及其它重組分的水送往水處理系統(tǒng)（）。 甲醇精餾工藝的雙塔流程（3）三塔流程描述從合成工序來的粗甲醇入預(yù)精餾塔，在塔頂除去輕組分及不凝氣，塔底含水甲醇由泵送加壓塔。加壓塔操作壓力為57bar(G)，塔頂甲醇蒸氣全凝后，部分作為回流經(jīng)回流泵返回塔頂，其余作為精甲醇產(chǎn)品送產(chǎn)品儲槽，塔底含水甲醇則進常壓塔。同樣，常壓塔塔頂出的精甲醇一部分作為回流，一部分與加壓塔產(chǎn)品混合進入甲醇產(chǎn)品儲槽。三塔流程（）的主要特點是，加壓塔塔頂冷凝潛熱用作常壓塔塔釜再沸器的熱源，這樣既節(jié)省加熱蒸汽，還節(jié)省冷卻水，達(dá)到節(jié)能的目的。[6] 甲醇精餾工藝的三塔流程（4） 四塔流程描述四塔流程（）包含預(yù)精餾塔、加壓精餾塔、常壓精餾塔和甲醇回收塔。粗甲醇經(jīng)換熱后進入預(yù)精餾塔，脫除輕組分后(主要為不凝氣、二甲醚等)，塔底甲醇及高沸點組分加壓后進入加壓精餾塔；加壓精餾塔頂?shù)臍庀噙M入冷凝蒸發(fā)器，利用加壓精餾塔和常壓精餾塔塔頂、塔底的溫差，為常壓塔塔底提供熱源，同時對加壓塔塔頂氣相冷凝。冷凝后的精甲醇進入回流罐，一部分作為加壓塔回流，一部分作為精甲醇產(chǎn)品出裝置；加壓塔塔底的甲醇、高沸組分、水等進入常壓塔，常壓塔頂餾出精甲醇產(chǎn)品，在進料板下方設(shè)置側(cè)線抽出，抽出物主要為甲醇、水和高沸點組分，進入甲回收塔再回收甲醇，塔底廢水進入生化系統(tǒng)處理；回收塔設(shè)有側(cè)線抽出，主要抽出物為高沸點醇類，以保證回收塔塔頂精甲醇質(zhì)量和塔底廢水中總醇含量要求，塔底廢水送生化處理。 甲醇精餾工藝的四塔流程 影響精餾操作的因素與調(diào)節(jié)（1）進料狀態(tài)[7]精餾塔的進料(含水甲醇):當(dāng)進料狀況發(fā)生變化(回流比、塔頂精餾產(chǎn)物的組成固定)時，這直接影響到提餾段回流量的改變，進料板的位置也隨著改變，將引起理論板數(shù)和精餾段、提餾段塔板數(shù)分配的改變。對于固定進料狀況的精餾塔來說，進料狀況的改變，將會影響到產(chǎn)品質(zhì)量及損失情況的改變。（2）回流比回流比對精餾塔操作影響很大，直接關(guān)系著塔內(nèi)各層扳上的物料濃度的改變和溫度的分布。最終反映在塔的分離效率上，是重要的操作參數(shù)之一。一般情況下，～2倍?！?。其調(diào)節(jié)的依據(jù)是根據(jù)塔的負(fù)荷和精甲醇的質(zhì)量。當(dāng)塔的熱負(fù)荷較低時，可以取較低的回流比比較經(jīng)濟，為保證精甲醇的質(zhì)量，精餾段靈敏板的溫度可以控制的略低。反之，則增大回流比，在照顧精甲醇質(zhì)量的同時，為保持塔釜溫度，靈敏板溫度可控制略高。對粗甲醇精餾，回流比過大或過小，都會影響精餾操作的經(jīng)濟性和精甲醇的質(zhì)量，一般在正常生產(chǎn)條件受到破壞或產(chǎn)品不合格時，才調(diào)節(jié)回流比。調(diào)節(jié)后盡可能保持塔釜的加熱量穩(wěn)定，使回流比穩(wěn)定。在調(diào)節(jié)回流的同時，要注意板式塔的操作特點，防止液泛和嚴(yán)重漏液，都將會造成塔內(nèi)操作溫度的混亂。當(dāng)改變回流比時，由于操作的變動，必然會引起塔內(nèi)每層板上濃度(組成)和溫度的改變，影響甲醇的質(zhì)量和甲醇的收率，必須通過調(diào)節(jié)，控制塔內(nèi)適宜的溫度，達(dá)到新的平衡，在粗甲醇含量和產(chǎn)量確定的條件下，甲醇精餾系統(tǒng)正確的設(shè)計十分關(guān)鍵。（3）進料量和組成甲醇精餾塔進科量和組成改變時，都會破壞塔內(nèi)物料平衡和氣液平衡，引起塔溫的波動，如不及時調(diào)節(jié)，將會導(dǎo)致精甲醇的質(zhì)量不合格或者增加甲醇的損失。隨著進料量的調(diào)節(jié)，各層塔板上的氣液組成重新分配，可以控制一定的靈敏板溫度與之相適應(yīng)。粗甲醇的組成一般是比較穩(wěn)定的，只是在合成催化劑使用的前后期隨著反應(yīng)溫度的升高而變化較大。但是預(yù)精餾后的含水甲醇中，甲醇濃度總會有些小幅度波動。不論是其中甲醇濃度增加或降低，都會造成塔內(nèi)物料不平衡，形成輕組分下降或重組分上升，引起塔釜溫度降低或塔項溫度升高，加大了甲醇損失或降低了精甲醇的質(zhì)量。這時，在回流比仍屬適宜的情況下，只需對精甲醇的采出量稍作調(diào)節(jié)，就可達(dá)到塔溫穩(wěn)定，物料和氣液又趨平衡。如果粗甲醇的組分變化較大時，則需適當(dāng)改變其進料板的位置，或是改變回流比，才保證粗甲醇的分離效率。當(dāng)合成催化劑后期生產(chǎn)的粗甲醇進行蒸餾時，有時為確保精甲醇的質(zhì)量，以保證精餾塔進料位置降低，同時適當(dāng)加大回流比。如前所述，對粗甲醇精餾塔的操作概念，可以概括如下:在穩(wěn)定塔壓的前提下，采用在較高蒸汽速度(負(fù)荷)下操作，既提高傳質(zhì)效果又最經(jīng)濟。選擇適宜的回流比，降低能量消耗。一般在進料穩(wěn)定和變化緩慢的情況下，通過經(jīng)常性小量調(diào)節(jié)精甲醇和重組分的采出量，以保持塔溫的合理分布和穩(wěn)定，維持好塔內(nèi)三個平衡，使產(chǎn)品甲醇達(dá)到質(zhì)量指標(biāo)，同時回收副產(chǎn)品──重組分，并盡最大可能降低殘液中有機物的含量。第二章 甲醇精餾工段物料衡算 甲醇精餾原理甲醇精餾的目的，是實現(xiàn)甲醇與水及有機物等雜質(zhì)的分離，生產(chǎn)出合格的精甲醇產(chǎn)品。本課題研究四塔甲醇精餾工段工藝，,包括預(yù)精餾塔、加壓塔、常壓塔以及回收塔。粗甲醇經(jīng)換熱后進入預(yù)精餾塔,脫除輕組分后,塔底甲醇及高沸點組分通過泵提壓后送入加壓塔,加壓塔頂部出來的氣體進入常壓塔再沸器換熱后,再以回流的方式全部返回加壓塔,從加壓塔塔頂?shù)?塊填料位置采出產(chǎn)品,加壓塔塔釜液送入常壓塔,常壓塔塔頂餾出精甲醇產(chǎn)品,塔釜液送入汽提塔處理,常壓塔提餾段側(cè)線采出雜醇油送往回收塔處理,回收塔塔釜液與來自常壓塔塔釜液一并送往汽提塔處理。 預(yù)精餾塔的作用預(yù)塔精餾的主要作用是脫除粗甲醇中的低沸點雜質(zhì)和可與甲醇形成共沸物的雜質(zhì)，它們一般由二氧化碳、醚類、胺類、烴類、酯類、醛酮類物質(zhì)組成。二氧化碳、醚類、胺類等低沸物可隨不凝氣一起放空。對預(yù)塔的作用國內(nèi)外有不同的看法,主要有兩種觀點:一種認(rèn)為預(yù)塔對保證甲醇的質(zhì)量有重要作用,國外大都持這種觀點,它們的預(yù)塔比較高。國內(nèi)亦有不少廠家的預(yù)塔較高,如大慶、吉林、蘭州、太原等化肥廠,以及80年代末、90年代初投建的小聯(lián)醇廠。另一種觀點認(rèn)為銅基觸媒的選擇性好,粗甲醇中雜質(zhì)少,預(yù)塔高度不必太高,甚至將預(yù)塔冷凝器直接垂直安放在塔頂,回流量沒有計量,早期的小聯(lián)醇就是這樣[14]。 加堿對甲醇精餾的改善利用NaOH處理在精餾過程中難以分離的雜質(zhì)，例如粗甲醇中的酸類、酯類等，使其生成較容易被脫出的鹽。粗甲醇中含有的有機酸，對設(shè)備，管道腐蝕厲害，經(jīng)過堿的中和作用，減輕了腐蝕，延長了設(shè)備、管道的使用壽命。例如羧酸與NaOH反應(yīng)生成羧酸鈉：RCOOH + NaOH →RCOONa+H2 O還調(diào)節(jié)了粗甲醇的pH值。在堿存在下，酯發(fā)生皂化反應(yīng)，生成羧酸鹽：RCOOR’+NaOH → RCOONa + R’OH羧酸鈉溶于水，易于分離。加堿處理使得一些難分離的雜質(zhì)，在預(yù)精餾塔分解[15]。 萃取精餾在甲醇精餾中的應(yīng)用粗甲醇中的一些烴類、酯類雜質(zhì)，它們常溫下與甲醇混溶，但不溶或難溶于水。這些醇溶性雜質(zhì)對精甲醇水溶性特別敏感，只要甲醇中殘存幾十g/m3 ，其水溶液就會混濁，達(dá)不到精甲醇水溶性的要求。又因為雜質(zhì)密度與甲醇密度差距較大，雜質(zhì)多時也容易造成精甲醇密度指標(biāo)不合格。這類物質(zhì)的沸點較高，且易與甲醇形成低于甲醇沸點的共沸物，主要集中在預(yù)塔塔頂而大量進入二級冷凝器回流液。這類物質(zhì)如不在回流液中脫除，就會造成預(yù)塔塔釜出料雜質(zhì)多，影響精甲醇的質(zhì)量。脫除這些雜質(zhì)的方法主要是利用其不溶于水的特性 。在預(yù)塔加入萃取水可提高醛、酮類物質(zhì)的相對揮發(fā)度，從而使其從塔頂采出。[16] 回流比的選擇回流比對精餾塔操作影響很大，直接關(guān)系著培內(nèi)各層扳上的物料濃度的改變和溫度的分布。一般情況下，～2倍?！Ｆ湔{(diào)節(jié)的依據(jù)是根據(jù)塔的負(fù)荷和精甲醇的質(zhì)量。為保持四塔精餾系統(tǒng)的穩(wěn)定操作、降低能耗并減少投資，應(yīng)選?。杭訅核亓鞅萊1≥，常壓塔回流比R2≥2；兩塔負(fù)荷比Q1/Q2：－；并在保持穩(wěn)定生產(chǎn)、產(chǎn)品質(zhì)量合格的基礎(chǔ)上，R1，R2選取得盡量小。 四塔精餾工段工藝的物料衡算 甲醇精餾工段物料衡算任務(wù)已知：原料是粗甲醇，成分及含量如下成分含量（wt%）CH3OHCH3OCH3C4H9OHCH3OCCH3H2O合計100設(shè)計要求：（1）粗甲醇中甲醇回收率不小于99%；（2）精餾工段產(chǎn)品為精甲醇，% 甲醇精餾工段物料衡算計算原理[18]全塔物料衡算（通過全塔物料衡算，可以求出精餾產(chǎn)品的流量、組成之間的關(guān)系）。連續(xù)精餾塔做全塔物料衡算，并以單位時間為基準(zhǔn)，即總物料 易揮發(fā)組分 式中 F—原料液流量，kmol/h；D—塔頂產(chǎn)品（餾出液）流量，kmol/h；W—塔底產(chǎn)品（釜殘液）流量，kmo