MTO级甲醇单塔精馏工艺能耗研究.docx

MTO级甲醇单塔精馏工艺能耗研究 摘 要：本文对煤制烯烃项目其中的一小部分工艺的节能降耗进行研究，也就是MTO级甲醇单塔精馏工段的能耗问题，在满足煤制烯烃工段施工要求的MTO级甲醇指标的情况下，通过对回流比进行优化、回流的温度控制、馏出液的温度等方法，来达到节能降耗的目的。 下载 关键词：MTO级；醇单塔精馏；工艺能耗 随着煤炭价格的进一步下降，原油和煤炭的价格比越来越大，煤炭和原油在价格上表现出的差异，使得煤炭的优势得以提升，煤化工的经济性逐渐显现出来。我国目前新型的煤化工包括了煤制油、煤制天然气、煤制乙二醇等，它们的示范装置仍然处于装置建设的后期或者准备试车的阶段。煤化工将成为中国能源可持续发展的关键角色，是今后多年的重要发展方向，在中国市场上，煤化工面临新的市场需求和发展机遇。我国政策十分支持新型煤化工的发展，并且建成的和再建的项目有很多。在合成甲醇的工作中，粗甲醇是其中的重要影响因素。本文着重对MTO级甲醇单塔精馏工艺进行研究，分析其工艺环节，提供降低能耗的办法。 一、粗甲醇中的杂质 因为甲醇合成的副反应较多，所以不论使用什么样的工艺手段，都不能避免杂质的产生。粗甲醇的杂质中包含很多，有水、醇、醚、酯、胺等成分，主要分为甲酸甲酯、氢气等轻组和水等重组，其中轻组的分量较小，只占百分之一，重组的成分可以占到百分之四到百分之五，另外，在促甲醇中还有羰基铁和少量的催化剂杂质。 甲醇制烯烃反应对甲醇中的金属尤其是碱金属的含量要求较高，如果金属含量超标的话，就会导致甲醇制烯烃催化剂中毒，从而对烯烃收率产生影响。为了达到甲醇制烯烃反应的要求，就要在进行甲醇制烯烃工段之前，先加装三个串联的蒸发器，以此来将金属杂质进行浓缩，并通过排污脱除。在MTO级甲醇精馏工段，不需要考虑对于金属的脱除，只要考虑脱除粗甲醇中的轻组分并保证甲醇制烯烃工段所必需要求的水含量即可。 二、甲醇精馏工艺概述 世界上最早出现的甲醇精馏工艺流程是用来在30MPa高压下通过锌铬催化剂合成粗甲醇的精制。其主要的步骤包括中和、脱醚、预精馏脱除轻组分等杂质、氧化净化、主精馏脱水和重组分，来得到精甲醇产品。随着甲醛合成技术的发展，生产的规模不断扩大，并且精馏技术也取得了巨大的发展。目前进行甲醇合成都是采用5MPa的低压合成技术，和高压法相比，得到的甲醇产品纯度更高，并且还降低了精馏工段的能耗。甲醇精馏分为三种流程，分别是单塔流程、双塔流程和三塔流程。 三、单塔精馏MTO级甲醇各工艺参数条件下的能耗对比 对于整个煤制烯烃产业，实际上能耗主要来自对水资源的消耗。水资源能否合理的利用是影响我国工业发展的重要因素，并且我国的水资源远低于世界的平均水平。在我国，大型的煤化工项目每年的用水量可以达到几千万立方米，相当于部分地区十几万人口的水资源占有量，或者是一百多平方千米国土面积内的水资源保有量。 四、进料量对能耗的影响 甲醇精馏在改变进料量和组成的时候，都会对塔内的物料平衡以及气液平衡产生影响，从而使得塔内温度的变化，如果调节的不及时，就会降低甲醇的质量。在增加进料时，会增加蒸汽的上升速度，有利于传质。当减少进料的时候，就会降低蒸汽速度，对传质产生不利。因此，蒸汽的速度不能太低，为了保证塔板的分离效率，可以增加回流比，一般是通过增加塔底的再霏器，提高塔内的蒸汽上升速度，进而提高传质的效果。 在实际的运行中，应该在塔前配置粗甲醇中间槽或者闪蒸槽来尽量保持进入稳定塔流量的稳定，可以帮助精馏操作避免受到系统负荷的影响，同时，可以将蒸汽的消耗也控制在一个最佳的值内。 （一）回流温度对能耗的影响 在轻组分为主的有机杂质进入塔顶冷凝器，其中多数的甲醇都被冷凝，未被冷凝的轻组分将被封槽，流入放空系统中进行脱除。回流温度是一个分水岭，温度的高低对脱除杂质的成分有直接的关系。回流温度越低，杂质脱除的就越干净，但是也不能一味的追求很低的回流温度，为了达到很低的温度，就会增加冷却水的消耗，还对设备提出了更高的要求。 （二）回流比对能耗的影响 汽液两种物质进行传质的时候，必须要通过回流，精馏的回流分为两种，一种是塔顶的业相回流，另一种是塔釜的气相回流，回流是精馏的核心。一般来说，将回流比增大，不仅加大了精馏段的液汽比例，也提高了提溜的气液比例，不论是哪种都有利于精馏进行传质。 （三）塔底馏出液温度 目前，甲醇合成反应是一个很大难题，整个甲醇合成工段和MTO级甲醇精致工段，各种冷却器和冷凝器都会出现结蜡的现象，如果结蜡比较严重，就会影响冷凝器的效果。面对这种情况只能通过除蜡操作或者加大冷却水的量来帮助系统正常稳定的运行。 四、结论 新型煤化工产业将成为我国未来的发展方向，并且得到了国家政策的大力支持。在合成甲醇工业中，精馏的能耗是影?甲醇生产成本的关键。因此，对甲醇精馏的工艺进行研究，可以降低甲醇生产企业的能源消耗，本文着重对单塔精馏工艺中提取MTO级甲醇进行研究，以期帮助其降低能耗，促使煤化工企业更好的发展。 参考文献： 闫红莲.MTO级甲醇单塔精馏工艺能耗分析J.山东化工