JH系列酒精回收塔

一、前言
　　一套的年產30萬噸單醇項目，采用的是集團有限公司高效塔內件為核心的4塔精餾技術。在十個多月的運行中，各項技術指標都好于設計。據了解，將國內技術用于這么大甲醇裝置是罕見的。
甲醇精餾裝置是甲醇生產的重要后處理工序，其能耗占甲醇生產總能耗的20%左右。傳統的精餾塔大都是以浮閥為主的板式塔，雖然先后也出現了導向浮閥、斜孔篩板等新型板式塔；但由于板式塔開孔率低，介質傳質、傳熱效率差。再加之塔身高達50多米，結構復雜，安裝和檢修十分困難，控制點多。實際生產中，持液量和阻力大、能耗高，總體效果不太理想。
　　 為減少甲醇在精餾中的損耗和提高熱利用率，無錫市豐學石化裝備有限公司的工程技術人員在充分調研國內大部分甲醇精餾生產裝置和科研單位科研成果的基礎上，在國內開發了不銹鋼絲網波紋規整填料和配套的新型氣液分布器為核心的精餾新技術、新工藝。其核心設備精餾塔都選用新型填料型的，且可以根據甲醇規模的大小，分別選用2—4個塔。同時，為提高甲醇收率，還對原流程進行了優化，增加了排氣冷凝器等甲醇回收裝置。
　　 甲醇是一碳化學中重要的有機產品和最重要的基本有機化工原料之一，在國民經濟中有廣泛的應用：經過羰基化、烷基化、氫化脫氫等一系列反應可得到較多的有機化工產品，在農藥、染料、燃料以及三大合成材料生產中都要用甲醇作為原料或溶劑；近年來，隨著國民經濟的發展，我國石油能源的短缺問題越來越嚴重，尋找石油的替代燃料不僅關系著經濟的發展，而且關系到國家能源和環境的安全，甲醇是解決此問題最現實、的途徑之一。
　　 甲醇工業的節能降耗，對提高裝置的經濟性和企業的競爭力有重要的作用。近年來，隨著氮肥企業產品結構調整步伐的加快、甲醇市場的好轉，以及甲醇生產與合成氨的近似，因此，越來越多氮肥廠家上馬了聯醇裝置或不斷提高甲醇在產品中的比重。據《中國化工報》報道：我國近幾年將新增甲醇生產能力500多萬噸，甲醇節能降耗的生產技術也引起眾多企業的重視。甲醇精餾裝置是甲醇生產的重要后處理工序，其能耗占甲醇生產總能耗的20%左右，在甲醇生產中占據重要的位置，、節能、高效的精餾裝置，對降低甲醇成本、提高企業的產品競爭力起著重要的作用。
二、精餾方法的選擇
　　 精餾是應用泛的利用各物質沸點的不同進行的分離操作，其廣泛應用促使技術已相當成熟，但技術的成熟并不意味著之后不再需要發展而停滯不前。由于其應用的廣泛，每一個進步哪怕是微小的，也會帶來巨大的經濟效益，正因為如此，精餾的研究仍受到廣泛的重視，不斷取得進展。
寧波遠東化工集團有限公司開發的高效塔內件在精餾中的成功應用，呈現出了取代板式塔的趨勢。該技術和工藝具有比表面積大，液體分布均勻，塔體阻力小，氣液相通量大，傳質分離效率高，操作具有彈性，安裝檢修方便等優點，能使主、預塔的塔高降低三分之一。實際生產中，產品質量好，消耗低，易操作、工藝指標調整快。
三、精甲醇工藝過程簡介
　　 來自甲醇合成工段的粗甲醇，經減壓進入粗甲醇貯槽，經粗甲醇預熱器加熱至70℃左右進入預精餾塔，出預塔氣體經冷卻后進入預塔回流槽，加水萃取后進入預塔回流，然后進入主塔，出加壓塔氣體經冷卻后至加壓塔回流槽，以便提供主回流使用。精醇采出首先考慮主回流采出，這樣可充分利用塔的效率，甲醇品質較好。甲醇的精餾分二個階段：先在預塔中脫除輕餾分，主要是二甲醚；后進入主精餾塔，進一步把高沸點的重餾分雜質脫除，主要是水、異丁基油等。從塔頂采出的精甲醇經冷卻器冷卻至常溫后，就可得到高純度的符合國家優級品指標的精甲醇產品。
　　 傳統的甲醇精餾裝置中，精餾塔大部分選用了板式塔結構，塔身高大，結構復雜，安裝和檢修十分困難，控制點多，操作復雜，工藝指標反應滯后，產品質量不穩定，不易控制。實際生產中，持液量大、阻力大、能耗高，增加了產品的生產成本，削弱了產品的競爭優勢。
四、填料塔的特點
　　無錫市豐學石化裝備有限公司的工程技術人員充分調研了國內大部分甲醇精餾生產裝置，結合科研單位的科研成果，開發了新型的填料型甲醇精餾裝置。我公司開發的甲醇精餾裝置，精餾塔內都選用甲醇精餾專用不銹鋼絲網填料，這種填料有如下特點：
4.1 傳熱、傳質效率高
（1） 我們選用的高效甲醇精餾專用不銹鋼絲網填料，單位體積具有較大的比表面積，增加了氣液兩相的接觸傳熱、傳質基礎。
（2） 高效甲醇精餾專用不銹鋼絲網填料的理論塔板數遠高于相同高度的板式塔，使塔的有效傳質、傳熱面積增大，塔高可降低1/3左右。
（3） 由于這種填料的表面安排合理，防止填料表面出現干區，同時有利于氣液兩相在填料層中的均勻流動并能促進汽、液兩相的表面更新，從而使填料表面真正用于傳質的有效面積增大，總體平均的傳質系數和推動力增高。
（4） 我公司甲醇精餾專用不銹鋼絲網填料經過特殊溶劑處理后，表面對于液相的潤濕性好，容易使液體分布均勻。
4.2 壓降小、氣液相通量大
（1） 新型填料空隙率大，壓降小，通量大。
（2） 新型填料流道規則，持液量小、阻力小。
（3） 新型填料由于進行了特殊的加強處理，有足夠的強度。所以在安裝時，不易使填料表面變形而使流道變化。
4.3 液體分布均勻
由于絲網網片上的流道與軸線有一定傾角，相鄰兩網片上的流道傾角方向相反，而上下兩層填料緊密貼合，并相互交錯900安裝，促使液體經過每一層后重新分布而趨于均勻，強化了液體的均布能力，具有優良傳質、傳熱能力。
五、分布器的設計和安裝
　　 填料塔在操作過程中，液體和氣體的初始分布和再分布對填料塔性能影響很大，特別是液體分布器是填料塔內最重要的構件。我公司對分布器的選型、設計、制造等環節都給予了高度重視并不斷進行優化：
（1） 針對甲醇精餾生產特點，結合生產廠家裝置能力，我們對再沸器出口氣體選用新型分布器，在設計制造時力求達到的分布效果。在投入使用之前，由公司具有豐富經驗的專業技術人員進行現場指導安裝，確保達到預期效果。
（2） 液體進口分布器（初始分布器）的選型，我們采用新型分布器，根據各裝置能力情況，設計出合理的結構，盡量做到初始分布均勻。
（3） 在填料塔中，相同高度的理論塔板數要遠高于板式塔。而填料超過一定高度，塔中普遍存在的液相壁流，容易引起填料段內氣液不均勻分布，從而造成效率大幅度下降。這就要求要有較為合理的填料分段及液體收集再分布裝置。我們根據不同的裝置規模進行合理選用與設計。由于設計合理、精心制造、認真安裝，確保運行效果良好。
六、應注意的幾個問題
（1） 精餾塔結構設計是相似的，上部為精餾段，物料經加熱器加熱到沸點以上溫度時進入填料層，在內件上進行傳質、傳熱，輕組分不斷被加熱、汽化、上升，重組分不斷被冷卻、液化、下降。在塔的上部氣相出口設有冷卻器和回流槽，以提供回流液。下部有熱虹吸式再沸器，靠低壓蒸汽加熱源源不斷地提供熱能，保持整個塔的填料層處于沸騰狀態。根據各組份氣液相傳遞過程，合理進行填料的分段和高度的設計，使混合物的氣液相的單元操作合理進行，達到預期的精餾效果。
（2）填料及分布器的安裝，精餾效果的好壞，不僅要求設計合理，而且填料和分布器的安裝要引起高度重視，即使是質量較好的填料和結構合理的分布器，如果安裝方法不當，仍會對精餾效果產生較大影響。我們公司從工藝設計、設備制造、安裝測試、開車等，均由有一定專業技術水平的工程技術人員進行、的技術服務。因此每套裝置都能順利投產并達到預期效果，使用戶收取得巨大的經濟效益。
七、經濟技術指標
　　 國內規模為30萬噸/年的甲醇裝置本來就不多，而在精餾裝置中設備和技術都是自己的更是很難找出第二家。正在運行的那套裝置，其噸甲醇主要消耗指標如下（按生產一噸甲醇計）：從下表可以看出，填料精餾塔的四項指標消耗均比板式塔低，從而降低了精甲醇的成本，提高了產品的競爭力，