试析甲醇三塔精馏质量控制优化王强

试析甲醇三塔精馏质量控制优化王强
发布时间：2021-09-14T07:03:20.512Z 来源：《防护工程》2021年17期作者：王强
[导读] 本文以甲醇三塔精馏质量的影响因素和其工艺流程为基础，对其质量控制的优化措施进行分析，以促进甲醇精馏的产量和质量，降低其生产成本，提升企业经济利润。

王强
陕西黄陵煤化工有限责任公司陕西黄陵 727307
摘要：本文以甲醇三塔精馏质量的影响因素和其工艺流程为基础，对其质量控制的优化措施进行分析，以促进甲醇精馏的产量和质量，降低其生产成本，提升企业经济利润。

关键词：甲醇；三塔精馏；质量控制；优化措施
Abstract：Based on the factors affecting the quality of methanol three-column distillation and its process flow，this paper analyzes the optimization measures of its quality control to promote the output and quality of methanol distillation，reduce its production cost，and increase the economic profit of the enterprise.
Keywords：methanol；three-column distillation；quality control；optimization measures
甲醇属于一种重要的有机材料，目前在世界范围年内，其生产规模排行第三，有着优质的性能，可用作车用燃料。

在甲醇精馏过程中，其需要消耗大量的水资源，而对其精馏工艺的优化可有效减少水资源的使用。

目前三塔精馏的方式是精馏甲醇的主要方式，在降低甲醇生产成本、保障与优化其精馏工艺的实施基础上，可全面提升甲醇的生产能力和产品质量，以此来减少精馏过程中的能源消耗，对于未来甲醇的生产和使用有着重要的推动作用。

1、甲醇三塔精馏质量的影响因素
在目前对甲醇以三塔精馏的方式进行杂质去除的过程中，所使用的精馏塔主要是将甲醇中存在的轻组分物质进行有效去除，如二甲醚和甲酸等，这些杂质有着沸点较低的特征，在常温下呈现气态，因此去除该部分杂质主要是以不凝气温度来进行，但是在这种温度高低不定的影响下，会影响到精甲醇的酸碱度，最终影响到甲醇产品值。

在精馏甲醇之前，甲醇一般以粗甲醇的形式存在，粗甲醇中含有如烯烃和烷烃等重组分物质，沸点较高，并且其中的部分物质，如乙醇，其可以和水发生反应后生成共沸物，其沸点和甲醇沸点相近，在甲醇蒸发过程中，乙醇和水形成的共沸物也会随之蒸发，以此产生产品的乙醇超标情况[1]。

现阶段为去除甲醇中这些重组分杂质，一般会利用加压和常压精馏塔进行，以此来保障甲醇产品的质量。

为控制甲醇精馏期间的水含量，做好常压与加压精馏塔的协调十分关键。

其中的常压精馏塔是利用加压塔所顶进的甲醇蒸汽来加热其塔底的液体，因此将常压精馏塔中的热负荷控制好，则需要保证对二者之间的热量和液汽平衡加以有效控制。

而影响甲醇三塔精馏质量的因素可以从设备和工艺两个方面来探讨。

1.1设备方面
（1）在所使用的常压精馏塔顶部有甲醇的蒸汽管道，该管道经常会发生保温效果不佳或者是漏点等问题，特别是在冬季，容易产生负压。

（2）如出现压力无法正常调节，则是因为常压精馏塔本身的压力调节阀没有调整好位置[2]。

（3）如果常压精馏塔本身的热负荷相对较低，则可能是其内部的再沸管道没有被合理配置，使换热的面积不足。

（4）在甲醇合成期间，如果在预精馏塔中，配置的不凝气放空管不够合理，一定会对其塔内压力造成不良影响，导致整个系统压力不够稳定。

1.2工艺方面
（1）如果常压精馏塔底部的热负荷程度底，会造成其整体的热负荷较低，也会对其热量平衡的控制造成严重影响。

（2）如果加压精馏塔采出量相对较大，但是回流量小，这样会导致在其塔底的甲醇本身组分较低，造成含量降低的问题，进而难以平衡控制物料的使用量。

（3）如果常压精馏塔采出量相对较大，但是回流量小，则会破坏其塔板的气液平衡，造成负压状态[3]。

而这种平衡被破坏主要表现在：塔中每个灵敏温度点会迅速上升，并且其中的块塔板温度会升到以上，这时甲醇中存在的重组分杂质会发生上移，如果不能及时控制其上移的时间，则会导致所采出的甲醇质量不合格等问题。

2、甲醇三塔精馏工艺流程分析
基于甲醇三塔精馏的影响因素分析，其精馏的具体流程如图1所示。

图1 甲醇三塔精馏工艺流程
其中微量的杂醇油和高沸物会组成塔底的废液，这时残留的甲醇会直接被排入到废水槽内部，然后经过废水泵的加压作用送到锅炉中，产生蒸汽可供造气系统使用。

3、甲醇三塔精馏质量控制与优化措施
3.1设备优化措施
（1）对于常压精馏塔中的再沸器（如图2）配置不合理的情况，其会导致在再沸器的出口处，甲醇会呈现出的液封状态，这时的甲醇会减少再沸器换热的面积。

而要想解决该问题，则需要将其液封状态消除后增加换热面积，这样其塔底的温度就可提升到左右。

图2 常压精馏塔图示
（2）对于常压精馏塔调节阀设置不合理的分析，可以将该装置移动到最高处，消除液封的基础上对调节阀的位置进行良好的调节。

（3）可以利用排放槽来代替预精馏塔中的不凝气管道，以此来解决其内部压力不稳定的问题。

3.2工艺优化措施
（1）针对于第2点中存在的问题，可以增加加压精馏塔底甲醇浓度，并提升其塔内部的回流量，以此来减少甲醇的采出量，保障常压精馏塔中能够有物质可以采出。

另外还需做好二者采出分配的有效及控制，可以按照常压4∶加压6的比例采出甲醇。

（2）为保障常压精馏塔中的回流液温度有效提升，可利用回流液本身的显热特征，来对甲醇液体蒸发速度提升，并保障常压精馏塔塔顶出口管道的温度，可以短时间提升塔顶的压力。

（3）目前要想提升常压精馏塔的塔底温度，一般会增高加压精馏塔塔底温度，以此来保障甲醇在常压精馏塔精馏期间的热量供应，并可解决其热负荷不足的问题。

（4）要稳定常压精馏塔中压力，需要操作人员人工着重注意，精馏塔中第4块塔板上灵敏点的温度，对回流量的调节需要根据该温度的变化进行，一般需要将其温度控制在以内，以此来良好的控制塔内的气液平衡。

4、结束语
综上所述，为保障甲醇与甲醇产品生产的产量和质量，需要结合目前在三塔精馏甲醇期间所存在影响因素来分析其具体的优化措施，进而从工艺和设备两个方面来做好其整个精馏系统的优化与控制，在保障整个精馏系统高效运行基础上，提升甲醇产品的整体质量。

参考文献：
[1]徐明慧.基于Aspen软件的甲醇精馏热焓控制方案设计[J].化工设计，2020，v.30；No.179（05）：4+21-24.
[2]徐贺.提质降耗技术在甲醇精馏过程中的应用[J].化肥工业，2019，46（4）.
[3]王永胜，刘志丹.三塔甲醇精馏流程的模拟与优化[J].化肥设计，2019，057（003）：13-16.。