甲醇回收操作规程

第一章甲醇回收工艺原理

１.甲醇萃取原理及工艺流程

从共沸蒸馏塔顶或催化蒸馏塔顶流出的Ｃ４组分中含有与Ｃ４形成共沸物的１％—３％的甲醇。含甲醇的Ｃ４混合物既不能用作烷基化原料，也不能做民用液化气燃料，必须将二者分离。

一般蒸馏的方法对已形成的共沸物是不能分离的，因此选择萃取的方法。水与Ｃ４不互溶，却能与甲醇完全互溶，因此能把Ｃ４共沸物中的甲醇萃取出来，使Ｃ４中的甲醇质量残余量小于０．０１％，含甲醇的水溶液的相对密度大于Ｃ４的相对密度，很容易沉降分离，用一个萃取塔完成这一过程。作为萃取剂的纯水从塔（Ｔ００１）的上部进入，Ｃ４和甲醇共沸物从塔的底部进入，水为连续相，Ｃ４为分散相，二者逆向流动，在塔内填料（或筛板塔盘）作用下，两相充分接触并完成传质萃取过程，使Ｃ４中的甲醇进入水相。水相经塔釜沉降后从釜底排出，Ｃ４相经萃取塔顶扩大段的减速沉降，使Ｃ４相不含游离水后，从萃取塔顶部排出进入一个Ｃ４缓冲罐，经再一次沉降脱水后即可出装置。萃取塔排出的甲醇水溶液进入一个换热器，预热到一定温度后进甲醇回收塔（Ｔ００２)，回收其中的甲醇。２．甲醇回收原理及工艺流程

甲醇回收塔进料是含甲醇8%的水溶液，经分离，将甲醇和水分开，塔顶得含甲醇99%以上的甲醇，塔釜得含99.9%以上的水，从而达到回收甲醇的目的。甲醇回收塔分离甲醇的工作原理是依据组分挥发度不同而达到分离的目的。

第二章主要工艺参数

１．Ｔ００１萃取塔

界位１０％——２０％

压力０．３７——１．０ＭＰａ

２．Ｔ００２回收塔

液位２０％——８０％

压力０．０３——０．１ＭＰａ

底温９０——１１０℃

顶温６０——７０℃

第三章萃取塔的操作

正常情况下的萃取塔操作条件

从MTBE来C4组分中含有与C4形成共沸物的1%---3%的甲醇。含甲醇的C4混合物料不能用作烷基化原料，也不能用作民用液化气燃料，必须将二者分离。

一般蒸馏的方法对已形成的共沸物是不能分离的，因此选择萃取的方法。水与C4不互容，却能与甲醇完全互溶，因此能把C4共沸物中的甲醇萃取出来，使C4中的甲醇质量残余量小于0.01%，含甲醇的水溶液的相对密度大于C4的相对密度，很容易沉淀分离，用一个萃取塔完成这一个过程。作为萃取剂的纯水从塔的上部进入，C4与甲醇的共沸物从塔的底部进入，水位连续相，C4为分散相，二者逆向流动，在塔内填料(或筛板塔盘)的作用下，两相充分接触并完成传质萃取过程，使C4中的甲醇进入水相。水相经塔釜沉降后从塔釜底排除，C4相经萃取塔顶扩大段的减速沉降，使C4相不含游离水后，从萃取

塔顶部排出进入一个C4缓冲罐，经再一次沉降脱水后即可出装置。萃取塔底排出的甲醇水溶液进入一个换热器，预热到一定温度后进入甲醇回收塔，回收其中的甲醇。

(1)萃取塔界面失灵处理方法

对甲醇萃取塔来说，界面控制是一个重要的变量。其会直接影响萃取效果以及下游装置的日常生产。界面一般控制在30%－80%范围内。界面太低会影响萃取效果，使未反应C4中的CH3OH不能被萃取水充分萃取；若界面太高会使未反应C4中含水量增加，是烷基化原料带水严重。

若发现甲醇回收塔进料量与萃取水量平衡的情况下，界面超高或界面过低且无变动，则有可能是界面指示失灵，此时应立即至现场检查一次表液面计指示，若有偏差及时联系仪表车间进行修理。

(2)萃取塔压空失灵处理方法

萃取塔压力调节阀发生堵塞或仪表失灵时，都会造成萃取塔的压力偏低或偏高，当萃取塔压力偏低时，塔顶排出C4量变大，并夹带甲醇和萃取水，造成萃余C4质量不合格；当压力偏高时，会引起安全阀的起跳事故。当发现萃取塔压力偏高或偏低时要立即调整操作，如果调整无效，压力偏差继续恶化，应立即更换新的仪表。

(3)萃取塔顶未反应C4带水原因

在萃取中，甲醇与未反应C4的混合物为分散相，萃取水为连续相。两相连续逆流接触。用水把甲醇从C4馏分中萃取出来。萃余相即基本不含CH3OH的未反应C4从塔顶流出。

若界面控制超高或塔压力波动过大，则萃取相甲醇水溶液及萃余相未反应C4分理不清，使甲醇水溶液夹带至未反应C4中，从而使烷基化原料含水量增加，影响烷基化装置生产。

因此要控制好萃取水量，要使其与萃取塔进料量所匹配，从而确保未反应C4不夹带CH3OH水溶液。(4)萃取水对萃取效果的影响及调节

甲醇回收塔釜来的萃取水，经冷却至≤40℃后打入甲醇萃取塔，为连续相萃取甲醇。取水的温度、质量以及萃取水量的大小都会影响萃取效果。

首先，萃取水温度高于40℃会使未反应C4中含氧化物增多，从而影响下游烷基化装置生产，使氢氟酸中轻质ASO生成增加，加大酸耗量。

其次要控制好萃取水的质量，萃取水中CH3OH含量要求越低越好，规定≤0.1%.。萃取水含甲醇量高应及时调整塔操作，并可适当排放或补充新鲜软化水，确保萃取水质量。

第三，由于甲醇可无限溶于水，故萃取水的多少应根据进入萃取塔的C4和CH3OH量而定，一般控制在3.6%－4.5%.

第四章甲醇回收塔的操作

正常情况下甲醇回收塔的操作

甲醇回收塔的目的是回收甲醇。要求回收的甲醇中含水量小于1.0%，并且还要求塔釜排水中甲醇小于0.1% 。

甲醇回收塔进料是含甲醇的水溶液，经分离，将甲醇和水分开，塔顶得含甲醇99.0%以上的甲醇，塔釜得99.9%以上的水，从而达到回收甲醇的目的。甲醇回收塔分离甲醇的工作原理是依据组分挥发度不同而达到分离的目的。

挥发度是表示物质(组分)挥发的难易程度，在一定温度下可用该液体的饱和蒸汽压表示它的挥发度。对混合液体，因组分的相互影响，使各组分的蒸汽压低于纯组分的蒸汽压，故混合组分的挥发度可用该组分在气相中平衡分压与其在液相中组成(摩尔分数)之比表示，即

αA =P A /X A

αB =P B /X B

式中 αA ——A 组分的挥发度;

αB ——B 组分的挥发度,

相对挥发度 α=αA /αB =(P A /X A )/(P B /X B )

在操作压力不高时，气相遵循道尔顿分压定律，上式可表示为

α =(P A /X A )/(P B /X B )=y A X B / y B X A 或y A y B=αX A /X B

对两组分物系，可简化为

y A /（1－y A ）=αX A /（1—X A ）

即y= αX /[1+(α－1)X]

此为气相平衡方程。若知道二组分的相对挥发度，就可利用该平衡方程求得平衡时气－液组成关系。由上式可知相对挥发度的大小是决定二组分分离的难易程度。如65℃时，甲醇的饱和蒸汽压约为0.1Mpa ，水的饱和蒸汽压约为0.025Mpa ，二者相对挥发度α=3.922，此值远远大于1，可见甲醇和水的分离是比较容易的。

从气液平衡方程可知，在每一个理论版上甲醇的气相组成大约是水蒸汽量的3.922倍，只需经过足够的理论板数，就可以将甲醇从进料的7.0%提高到99%以上。

(1)进料温度的调节

塔的进料一般为饱和液相进料。对甲醇回收塔来说，进料中甲醇含量是在7%－10%之间波动，所以这个饱和液相也有波动范围。多数进料混合物经换热后，温度为75℃左右，而进料的温度最好是86℃，由此可见应该设一个进料预热器，让进料温度与进塔后塔板上物料组成和温度大体相同，这样不破坏塔内塔板上的相平衡。但是甲醇回收塔进料量很小，需要的加热量也很少，为此设计一个预热器和一套温度控制回路，有些得不偿失。如果进料温度相对于进料塔板上的温度偏高或偏低，都会对塔板上的相平衡造成干扰和破坏，降低塔的分离效率。大部分的甲醇回收塔，在操作上稳定、平衡是想对暂的，不稳定、不平衡是绝对的。

如果该塔在设计中留有足够的放大系统，少量的波动不会影响产品纯度。但操作上要尽量维持在规定的条件范围内，以保证甲醇塔的分离效率。

（2)塔顶温度调节

甲醇回收塔顶正常温度为64—65℃，如果偏高，其原因一是塔的操作压力偏高；二是甲醇中水含量太高。

甲醇回收塔顶的操作压力为常压，一般回流罐与大气相通，因为有管路阻力和冷凝器、阀件等影响，塔顶压力为微正压，表压在0.01－0.02MPa 之间。如果气相管路、冷凝器、阀件有异物堵塞造成塔的压力上升，温度则偏高。如果此时塔顶产品纯度仍在99%以上，即可判断是塔顶气相管路或下游设备有阻塞引起塔顶温度升高。但若是阻力降造成塔压增高，就要密切注意观察，当塔的压力继续上升时，就有必要停车检查，排除堵塞事故，特别是散装的填料塔，填料很有可能冲至塔顶，跑到冷凝器及管道内。塔顶压力偏高的另一个原因，可能是进料甲醇水溶液中含有C4所造成的，C4的平衡沸点在0℃左右，进甲醇塔后集聚在塔顶、冷凝器和回流罐内，引起塔压偏高，但一般不会出现这种现象。因为回流罐与大气相通，C4会从放空管中排入大气。特殊情况下，放空阀门没打开或放空管堵塞也是有可能的，必要时进行检查。

塔顶产品甲醇中含水偏高，引起塔顶温度偏高比较常见，究其原因有以下三种。

一是进甲醇塔的原料中甲醇含量偏低，正常在7.0%—10%之间，如上游装置甲醇含量少，进甲醇塔时，甲醇含量低，但甲醇塔回流比还是10，则甲醇产品的纯度肯定达不到99%。此时甲醇塔回流比必须增大，才能使产品甲醇纯度达99%以上。也可以不增加回流比，而减少萃取塔的萃取水量，保证进甲醇塔的甲醇含量在7.0%以上，同样可以使产品达到99%，这个方法比增加甲醇塔回流量方法节省能耗。因为增加回流量时，必然增加塔釜供热。否则，回流罐液位保持不住，增加回流量也不能维持。