杂醇油中甲醇回收流程的Aspen模拟计算及工艺设计

杂醇油中甲醇回收流程的Aspen模拟计算及工艺设计

本文采用Aspen Plus模拟软件对甲醇生产过程中产生杂醇油废液进行了精馏模拟回收，甲醇回收率达到98.31%，甲醇产品纯度达到99.5%以上，精馏产生废水与甲醇脱氨废水混合后指标符合环保要求，甲醇回收后的经济效益可观，具有工业实施可行性。

标签：杂醇油；甲醇回收；Aspen Plus模拟

甲醇是结构最为简单的饱和一元醇，分子量32.04，沸点64.7℃。甲醇主要用于制造甲醛、乙酸、氯甲烷、甲胺和硫酸二甲酯等多种有机产品；生产汽油辛烷值添加剂甲基叔丁基醚、甲醇汽油、甲醇燃料，以及甲醇蛋白等产品。

甲醇装置在生产过程中会产生部分杂醇油废液，目前国内厂家对这种废液的处理一般有两种方式：一是将废液与天然气伴烧排放，这种方法实施难度较大，由于废液的强腐蚀性，焚烧炉选型困难，投用后故障率高，不利于环保，经济效益差；二是将此部分废液廉价外售。由于该种废液中甲醇的含量达60%，而甲醇是一种重要的有机化工原料，如果能将杂醇油废液中的甲醇精馏回收，生产甲醇作为产品销售，经济效益将十分可观。

笔者采用Aspen-Plus软件设计模拟了杂醇油中甲醇回收的流程，验证了通过二塔精馏系统，能将甲醇提纯回收，取得了工业可行的产品收率和产品纯度，具体回收模拟流程图和模拟结果如下所述。

1 杂醇油中甲醇回收模拟流程图及流程叙述

本回收流程采用二塔精馏系统，精馏一塔主要除去杂醇油中轻组分甲酸甲酯，精馏二塔主要除去杂醇油中重组分水、乙醇、正丙醇等。

杂醇油原液先在精馏一塔中脱除醋酸甲酯等轻组分杂质，将这部分物质进入低沸物储槽中，送去焚烧。塔釜的物料进入精馏二塔，通过合理控制精馏二塔的回流比和操作温度和压力，利用各组分的沸点不同，在连续蒸发和冷凝的作用下，塔顶得到产品甲醇，通过冷凝后作为最终产品进入到储槽中。塔中部设置侧采，侧采出来的物流主要是含水量为30.6%的物流，和一塔塔顶馏出一起去焚烧。塔釜排出水和少量高沸点醇类，通过估算其中COD为34717，和脱氨后的废水（其中脱除氨气后其COD为240左右，量为110t/h）一起去处理，混合后的COD为600，废水送水生产废水池进行处理。

2 甲醇回收各塔模拟结果与讨论

本文的物性数据选择Aspen Plus V7.3软件包中的数据库，热力学方法根据体系的特点及经验，物性方法选择NRTL方程活度系数法，精馏塔选择RadFrac。

表1（见下页）是杂醇油原料的组成，从杂醇油的组成可以看出，杂醇油中主要成分是甲醇、水、甲酸甲酯、乙醇、正丙醇、异戊醇。其中甲醇是我们需要得到的产品，甲酸甲酯属于轻组分，其他物质属于重组分，因此从投资及产物分离的角度，设计两个精馏塔，精馏一塔分离轻组分，精馏二塔分离重组分，获得产品甲醇。

笔者设计精馏一塔的需要24层理论塔盘，采用d=38mm规整填料，回流比20，由第12层板进料（由上向下数），常压操作。

由表2（见下页）可以看出，原料中甲酸甲酯 6.761kg/h，脱轻塔塔顶馏出D1中甲酸甲酯6.699kg/h，轻组分几乎从塔顶脱除，塔顶流出物料馏出量7kg/h 其中的热值为：15069 kJ/kg；合计为105484kJ/Hr，这股物料送去焚烧。

笔者设计精馏二塔的需要40层理论塔盘，采用d=38mm规整填料，回流比2，由第20层塔板进料（由上向下数），由25块板侧线采出，常压操作。

由表3（见下页）可以看出，原料中甲醇982.91kg/h，精馏二塔塔顶馏出中甲醇966.3521kg/h，甲醇纯度99.5%，可以计算出甲醇回收率为98.31%，按年操作时间8000h计算，年产甲醇7730t。

精馏二塔塔釜排出水和少量高沸点醇类，通过估算其中COD为34717，和甲醇生产脱氨废水（其中脱除氨气后其COD为240左右，量为110t/h）一起去处理，混合后的COD为600左右。

精馏二塔侧采物流主要为甲醇、水、乙醇和正丙醇，精馏二塔总侧采量为43kg/h的热值为15632.3 kJ/kg；合计为672189kJ/Hr。

3 结论

本项目拟采用双塔精馏系统回收处理杂醇油废液中的甲醇，回收的产物纯度高，可达到合格甲醇的标准，具有较高的经济效益。项目实施后将进一步完善甲醇的生产流程，大幅降低甲醇生产中的废液处理负担，降低甲醇的生产成本增强企业的竞争力，同时也符合国家节能减排和循环经济的政策要求。

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唐元（1986- ），男，宁夏银川人，硕士研究生，研究方向：化工催化及分离技术。