甲醇精馏工艺技术探讨

甲醇精馏工艺技术探讨

摘要：在甲醇生产中甲醇精馏技术占有较重要的位置，通过引用先进的甲醇精

馏装置，不仅能够降低甲醇的生产成本，也能起到节能减排的效果。本文主要对

甲醇精馏技术进行简要介绍，并对在甲醇精馏过程中如何在保证质量的前提下降

低甲醇损失、降低蒸汽消耗进行探讨，以期获得更好的经济效益与节能减排效果。

关键词：甲醇精馏；关键技术；节能减排

前言

甲醇作为基础工业原料，随着科技的不断发展，其地位越来越重要，同时也

得到了广泛的应用。随着甲醇需求量的不断增加，对甲醇生产的工艺流程进行优化，降低能耗已成为当前甲醇行业的重点工作。如何选择合理的工艺流程，在提

高经济效益的同时节能减排，以成为现今甲醇行业研究的热点话题。本文主要对

甲醇精馏的工艺流程进行分析，并对技术的节能减排情况进行评价，在生产条件

与经济规模允许的情况下，选择效果最显著的工艺，以期在合理利用资源的同时

获得更好的经济效益。

1合成甲醇的工艺及方法分析

目前的技术来看，要想合成甲醇，无非是通过一氧化碳和氢气，以此为原料，通过低压、中压和高压等方法来进行甲醇的合成，具体情况如下所述。

1.1低压法

从低压法是最常见的一种合成甲醇的技术，相对于其他方法，算是后起之秀。相对于高压法来说，利用低压法进行合成甲醇的时候，对环境温度要求较低，300℃即可，它最主要的就是需要一种特定的催化剂，以铜基为主，可以顺利得

到足够多的的甲醇。这种方法的优势在于成本低，原料的消耗较少，同时由于对

环境要求较低，工艺过程也相对轻松简单，是一种常用的方法。

1.2中压法

由于社会的快速发展，对于甲醇的需求量与日俱增，利用常规的低压法已经

无法满足需求量。这是由于低压法合成甲醇虽然成本低，但是固定设备费用较高，因此如果想增加产量，必然要扩大设备的投入。于是在低压法基础上，科研人员

又研制出中压法，是低压法的改良版。将气压环境增加了100%~160%。在进行甲

醇的合成时，使用的同样是铜基催化剂，但与低压法的催化剂有所不同，更加便捷。近年来，技术人员在进行甲醇合成的研究时结合我国中小氮肥的具体情况，

并研究成功了在合成氨的过程中同时产生甲醇的工艺，这项工艺投资较少，能较

大程度上降低成本，并且建设设备较快，能尽快投入工作使用，被广大生产企业

所认可。虽然这项甲醇合成工艺投资小、建设快，但是由于铜基化合物容易引起

工作人员中毒，因此在实际操作中，务必要控制好硫的使用量。

1.3高压法

随着时代的发展，高压法由于其不便捷性，体现在它的生产成品较高、生产

的甲醇纯度不足，而且对环境有着很高的要求，因此逐渐被生产商所淘汰，该项

技术被低压法以及中压法逐渐取代。在这里，做一些简单介绍。高压法在进行甲

醇合成的时候，需要有20~25MPa的气压，在这样苛刻的环境下，利用锌—铬催

化剂，对一氧化碳和氢气进行催化合成。这是最开始被研究出来的合成方法，另外，还需要保持温度在400℃左右。当然，后来也有科研人员对其进行了改良，

比如用铜系催化剂取代锌—铬催化剂，让高压法得到了一定的改善，生产率得到

提高，但由于新技术的成熟，导致它逐渐被时代所埋没。

2甲醇精馏技术能耗评估

2.1二塔与三塔能耗比较

相对于二塔而言，三塔的能耗水平大大降低。主要是三塔加压塔中的能量可

以为再沸器提供热能，从而有效减少蒸汽的使用量，这样会使得能耗减少一半。

但是通过对生产规模与实际情况进行综合评估可发现，若是甲醇的年生产量在10

万吨以上可采用三塔精馏技术进行生产，否则应采用二塔精馏技术。

2.2“3+1”塔能耗评估

“3+1回收”精馏技术主要是在三塔的基础上添加一条回收塔侧线，应用此项蒸馏技术的时候，可根据实际的生产情况，选择回收线的开放周期，由此也可以看

出相对于三塔精馏技术而言，此项技术设计更为灵活，并且回收率也得到了明显

提高，从而增强经济效益，更好的实现节能减排。

2.3热泵能耗评估

热泵精馏技术在3×105Pa时消耗的蒸汽较多，而在1×106Pa的时候蒸汽的消

耗较少，同时循环水的使用量也明显减少。与三塔精馏技术相比较，热泵技术可

以节省一半以上的能耗，所以在使用热能精馏技术精馏甲醇的时候除了应考虑能

耗之外，也应考虑生产工艺和设备投资。

3甲醇合成及精馏单元的能效优化

目前来看，我国工业生产上制作甲醇的工艺基本上都是使用一氧化碳、二氧

化碳进行加压氧化氢化的方法来进行甲醇合成的，而且目前的甲醇合成原料也非

常的多而复杂，所以只有在传统的甲醇制作工艺基础上进行研究和探讨，提高甲

醇合成以及优化精馏单元的能效，这样才能满足新形势下我国对甲醇的需求，从

而推动我国经济建设快速发展。

3.1方法一

脱盐水换热器的负荷较小，在使用过程中需要跨越夹点进行换热，所以在甲

醇的制作工艺过程中可以不使用脱盐水来作为冷公用工程。在制作过程中，将甲

醇在出塔和入塔时所产生的合成气进行换热后，可以增加换热器（E17），跟预

塔釜液来加强换热的效果，这样的工艺可以大幅度降低反应压力，大约可以节约0.3MPa低压蒸汽2万kW。

3.2方法二

相比较方法一，下文讲述的方法二效果更佳明了，更加节能。需要注意的是，如果低压蒸汽的差价比较明显，则需要工作人员重点关注1.2MPa的低压蒸汽。

因为该蒸汽能够对合成塔塔底的釜液不断加热，在这样的情况下，甲醇出塔合成

器便可以生成温度较高的热流股。当出塔与入塔的合成气在经过交换之后，便会

使得温度大幅度下降，从而不能对塔底的釜液再次加热[4]。所以，在合成过程中

一定要对蒸汽进行分流处理，既要让蒸汽与合成气进行热交换，又要将它与釜液

进行接触，只有满足这两个条件，才可以符合工艺的要求。对于新增加的E17和

E18两个热换器，要做好分别利用。工作人员要能够对热换器的塔底釜液和合成

气进行持续加热。在这样的基础之上，需要另外安排一台E19热换器，加快入塔

合成气的温度提升和维持。在E19的支撑下，入塔合成气初始温度可以直接控制

在68℃，接着利用0.3MPa的低压蒸汽进行加热处理。

结束语

综上可知，在新时代的经济发展之中，石油处于不可取代的地位，但是石油

的存储量毕竟是有限的，并且石油是属于不可再生的资源，为了满足新时代经济

发展过程中对能源的需求，解决石油资源的供不应求的矛盾，利用甲醇代替部分