甲醇精馏工艺及塔器优化设计

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摘要：精甲醇在工业以及化工领域有着重要的应用，我国在制备精甲醇上已经取得领先国际的技术，尤其是在甲醇精馏的塔器设计上。我国化工行业的发展飞速，也就带动了甲醇的销量，使我国的化工行业经济突飞猛进。本文是以塔器优化设计为主要内容进行甲醇精馏工艺分析，在分析过程中主要分析了双塔精馏工艺、三塔精馏工艺以及四塔精馏工艺。然后又侧重说明了塔器设计的理念和优化措施。

关键词：甲醇精馏工艺;塔器;优化设计

甲醇作为非常重要的化工原料，其制备过程较为复杂，随着科技的进步，在甲醇精馏工艺上我国化工行业已经取得了巨大的进步。目前，国内应用最多的是鲁奇节能工艺的改进版本，但是由于目前的需求更高，要求也不断升级，所以技术人员还需要对精馏工艺进行优化设计和完善，选用更加合理的塔器甲醇精馏。因为在甲醇精馏工艺分析方面和塔器选择优化方面还有发展进步的空间，所以本文着重对此进行了分析。

1甲醇精馏工艺分析

(1)双塔精馏工艺传统的甲醇精馏装置主要使用双塔精馏工艺，该工艺主要应用精馏塔和预精馏塔，应用最为广泛。甲醇的与处理工艺是由与之精馏塔完成，预热器完成甲醇的预热，塔釜泵对粗甲醇实行加压，然后将其置于预精馏塔中，去除粗甲醇的水分。为了实现大量的甲醇能留住，特别是在液相中，最大限度的实现甲醇回收，需要将塔顶的两极冷凝应用起来，在塔内形成了一种返流现象，这样不仅最大程度的回收了甲醇，还提高其稳定性能。塔顶会出现一些甲醇或者初馏份，这些溢出的部分在通过某些通道回到主精馏塔中，我们生产的甲醇在塔顶，废物及循环甲醇水会在塔底，最终实现甲醇的精馏。(2)三塔精馏工艺三塔精馏同双塔精馏相比应用更为广泛，其生产效率非常高。三塔精馏有加压塔和常压塔，其生产过程较为绿色环保，能源使用较少，利用率较高。粗甲醇进入预热器，然后在送到精馏塔。粗甲醇杂质发生分解，精馏的甲醇去往塔顶，然后经过燃料管，用塔釜泵加压物料并送到加压塔。甲醇经过冷凝进入回流槽，冷凝后会出现两种产品，一种是甲醇水溶液，一种是精甲醇产品。

2甲醇精馏塔器优化设计

(1)理论优化,配置塔器精甲醇的生产离不开精馏塔，精馏塔在生产甲醇中起到了至关重要的作用，因此在甲醇精馏塔器设计中应该对其进行理论优化。一般设计人员认为操作和结构设计对甲醇的生产有巨大影响，尤其是操作配置和精馏塔的结构设计，事实证明确实会对甲醇产量造成重大影响。因此选择塔器的时候，应该根据生产甲醇的规模和特点进行设计，在保证效益的前提下选择塔器，从而在根本上降低生产操作成本，实现企业利益增加。同时塔器的增加可以提高废弃溶液的利用和回收，间接地降低成本和提高甲醇质量。(2)预精馏塔优化设计甲醇在精馏期间会出现消耗的问题，这是由于在预精馏塔的顶部会出现凝气问题，最后导致甲醇消耗掉。因此，采用何种方式能够降低再生产过程中甲醇的消耗呢，研究人员通过研究分析，通过优化设计预制精馏塔的设计能够实现降低甲醇消耗的问题。在此期间还能够更多的回收甲醇。预精馏塔的优化设计操作为根据甲醇的生产要求，以及一些器具的规格最后确定调节以及控制塔顶凝器的参数。(3)加压塔优化设计加压塔的优化设计主要包括使塔器内的甲醇纯度足够高，一般情况下要保证精甲醇的纯度高于55%，另外对于填料过程要保证操作规范，塔内的温度要保证。对于与常压塔的联系也要巧妙利用，这样能够实现有效的调节和控制，温度和压力两个参数之间是有必要联系的，因此塔器内的的温度和压力需要互相配合调节。(4)常压塔优化设计常压塔的优化设计主要包括控制内部温度实现塔顶的甲醇气体加压完成，因为加压塔和常压塔之间存在联系，所以需要关注二者之间是如何产生相互之间的作用的。(5)控制杂醇油的采出情况杂醇油能够降低高沸点物质的浓度，一般在常压塔的底部应用广泛，能够便于塔器的操作。因此在采出杂醇油过程中要注意加入适当的萃取水和注意精馏的负荷。通过这两点因素最后决定杂醇油的采出量。(6)准确的管理塔底残液在实际的操作中，我们必须充分认识到塔底残液中甲醇含量及甲醇浓度受温度问题的影响较大。塔底残液中产生的过高甲醇含量是因生产工艺中温度超出了既定范围而产生的。为给予甲醇转换处理工作足够的时间，我们要严格控制塔顶温度和进料量，预防温度超出范围引发轻组分或重组分的过分下移或上浮。

3结语

本文主要阐述了甲醇精馏的工艺分析和塔器的优化设计，在甲醇精馏方面主要讲述了两种我国应用较为广泛的双塔精馏工艺和三塔精馏工艺，这两种精馏工艺在我国精甲醇制备中起到了至关重要的作用。在塔器的优化设计方面，本文主要阐述了从理论优化,配置塔器、预精馏塔优化设计、加压塔优化设计、常压塔优化设计、控制杂醇油的采出情况以及准确的管理塔底残液等几个方面。针对不同塔器提出了不同的建议，希望读者能够在文中收获关于甲醇精馏工艺以及塔器优化设计方面的知识。

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作者:吕远 单位:新疆化工设计研究院有限责任公司