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粗甲醇的精馏

第八章 粗甲醇的精馏

1.了解粗甲醇的精馏在甲醇生产中的意义。

2.掌握粗甲醇精馏的基本原理;工艺条件的选择。

3.了解双级精馏塔的结构及结构元件的作用。

4.掌握精馏塔的操作。

第一节精馏的目的和原理

一、精馏的目的

有机合成的生成物与合成反应的条件有密切的关系,虽然参加甲醇合成反应的元素只有碳、氢、氧三种,但是往往由于合成反应的条件,如:

温度、压力、空间速度、催化剂、反应气的组分以及催化剂中的微量杂质等的作用,都可使合成反应偏离主反应的方向,生成各种副产物,成为甲醇中的杂质。

由于H2/CO比例的失调、醇分离差及ZnO的脱水作用,可能生成二甲醚;H2/CO比例太低、催化剂中存在碱金属,有可能生成高级醇;反应温度过高,甲醇分离不好,会生成醚、醛、酮等羰基物;进塔气中水汽浓度高,可能生成有机酸;催化剂及设备管线中带入微量的铁,就可能有各种烃类生成;原料气脱硫不尽,就会生成硫醇、甲基硫醇,使甲醇呈异臭;特别是联醇生产,原料气中容易混入氨,就有微量的有机胺生成。

为了获得高纯度的甲醇,采用精馏与萃取工艺提纯,清除所有的杂质。

用色谱方法将甲醇进行定性、定量分析,可以看到除甲醇和水以外,还有几十种有机杂质。

表8-1列出用不同方法生产的粗甲醇的主要杂质。

表8-1各种方法合成甲醇的主要组分,%(重量)

生产原料

焦炭及焦炉气

轻质油

轻质油

乙烯尾气

天然气

生产方式

合成压力

反应温度

催化剂

联醇

13×106Pa

285~305℃

C-207

联醇

13×106Pa

260~285℃

C-301

单醇

32×106Pa

260~285℃

改质C-301

单醇

5×106Pa

210~240℃

I、C、I51-1

单醇

5×106Pa

~290℃

铜、锌、硼

单醇

32×106Pa

360~380℃

锌、铬

甲醇

二甲醚

乙醇

异丙醇

正丙醇

异丁醇

正丁醇

异戊醇

正戊醇

甲酸

甲酸甲酯

丙酮

丁酮

正己烷

正戊烷

C7~C10烷

93.4

0.7

0.1821

0.0113

0.0473

0.0132

0.0165

0.0058

0.0065

0.0005

 

0.00039

0.02856

5.6

90.44

0.00085

0.08

0.00462

0.00904

0.00043

0.00396

0.00085

0.00085

0.0008

0.00428

0.00115

0.00018

8.56

75.82

0.00181

0.02

0.00183

0.00294

 

0.04028

 

0.003

0.00007

23.18

79.8

0.0231

0.0299

0.00104

0.004156

0.003685

0.00114

 

0.0521

﹤0.0002

0.00066

 

24.473

81.5

0.016

0.035

0.005

0.008

0.007

0.003

 

0.055

0.055

0.002

 

18.37

83~97

2~4

 

0.0431

0.153

0.014

0.007

0.03

0.0724

0.001

0.003

 

0.003

6~13

从表中可以看出,除水之外,各种杂质的量都很少,而从色谱图上看,杂质的峰多达40~50个。

甲醇作为有机化工的基础原料,用它加工的产品种类也比较多,有些产品生产需要高纯度的原料,如:

生产甲醛是目前消耗甲醇最多的一种产品,甲醇中如果含有烷烃,在甲醇氧化、脱氢反应时由于没有过量的空气,便生成炭黑覆盖于银催化剂的表面,影响催化作用;高级醇可使生产甲醇产品中酸值过高;即使性质稳定的杂质一水,由于在甲醇蒸发气化时不易挥发,在蒸发器中浓缩积累,使甲醇浓度降低,引起原料配比失调而发生爆炸。

此外,甲醇还被用作生产塑料、涂料、油漆、香料、农药、医药、人造纤维等甲基化的原料,都可能由于这些少量杂质的存在而影响产品的纯度和产品的性能,所以粗甲醇必须提纯。

二、粗甲醇中的杂质

粗甲醇有如下特点:

(1)因反应温度与压力的降低,合成反应中碳原子的接续与异构化明显减少,合成甲醇的杂质也明显地减少。

尤其是由于催化剂中的ZnO含量降低,脱水反应的倾向减弱了,因此用铜基催化剂的单醇联醇生产中二甲醚的生成量大幅度下降。

据测,单醇法用锌铬催化剂生产的甲醇,含二甲醚约为3.6%;而联醇法用铜基催化剂生产的粗甲醇中,含二甲醚只有0.4~0.8%。

(2)单醇联醇用铜基催化剂合成甲醇时有烷基化的倾向,在生产的粗甲醇中,各种烷烃明显地增加。

用锌铬催化剂的单醇法生产的粗甲醇中,各种烷烃只有痕量;而以铜基催化剂单醇联醇法生产的粗甲醇中,含各种烷烃大致在0.035%左右。

(3)由于联醇生产工艺特点,合成甲醇串联在合成氨工艺之中,因压缩机各段间难免有少量内漏、串气,使合成氨渗入到甲醇的原料气中,因此甲醇中有少量的有机胺存在。

(4)联醇原料气经脱碳,二氧化碳一般都维护在3%以下,在合成反应中由于二氧化碳和氢反应生成甲醇和水的量比单醇生产减少,因此制得的粗甲醇中含水量低,粗甲醇含醇量相应提高。

通常单醇生产的粗甲醇含水约12~14%,而联醇生产的粗甲醇含水只有5~7%。

粗甲醇中所含的杂质虽然种类很多,但根据其性质可以归纳为如下四类:

1.还原性物质

这类杂质可用高锰酸钾变色试验来进行鉴别。

甲醇之类的伯醇也容易被高锰酸钾之类的强氧化剂氧化,但是随着还原性物质量的增加,氧化反应的诱导期相应缩短,以此可以判断还原性物质的多少。

当还原性物质的量增加到一定程度,高锰酸钾一加入到溶液中,立即就会氧化褪色。

通常认为,易被氧化的还原性物质主要是醛、胺、羰基铁等。

2.溶解性杂质

根据甲醇杂质的物理性质,就其在水及甲醇溶液中的溶解度而言,大致可以分为:

水溶性、醇溶性和不溶性三类。

(1)水溶性杂质:

醚、C1~C5醇类、醛、酮、有机酸、胺等,在水中都有较高的溶解度,当甲醇溶液被稀释时,不会被析出或变浑浊。

(2)醇溶性杂质:

C6~C15烷烃、C6~C16醇类。

这类杂质只有在浓度很高的甲醇中被溶

解,当溶液中甲醇浓度降低时就会从溶液中析出,或使溶液变得浑浊。

(3)不溶性杂质:

C16以上烷烃和C10以上醇类,在常温下不溶于甲醇和水,会在液体中结晶析出或使溶液变成浑浊。

3.无机杂质

除在合成反应中生成的杂质以外,还有从生产系统中夹带的机械杂质及微量其他杂质。

如由于铜基催化剂是由粉末压制而成,在生产过程中因气流冲刷、受压而破碎、粉化,带入粗甲醇中;又由于钢制的设备、管道、容器受到硫化物、有机酸等的腐蚀,粗甲醇中会有微量含铁杂质;当采用甲醇作脱硫剂时,被脱除的硫也带到粗甲醇中来等等。

这类杂质尽管量很小,但影响很大,如微量铁在反应中生成的五羰基铁〔Fe(CO)5〕混在粗甲醇中与甲醇共沸,很难处理掉。

4.电解质及水

纯甲醇的导电率为4×107Ω·cm,由于水及电解质的存在,使电导率下降。

在粗甲醇中电解质主要有:

有机酸、有机胺、氨及金属离子,如铜、锌、铝、铁、钠等,还有微量的硫化物和氯化物。

如果以甲醇的沸点为界,有机杂质又可以分为高沸点杂质与低沸点杂质。

常压下甲醇的沸点为64.7℃,主要杂质的沸点如表8~2。

表8—2粗甲醇中主要组分的物理性质

名称

结构式

沸点

溶点

密度(ρ20)

g/ml

二甲醚

甲醛

一甲胺

三甲胺

二甲胺

乙醛

甲酸甲脂

戊烷

丙醛

甲酸乙酯

丙酮

CH3OCH3

HCHO

CH3NH2

(CH3)3N

(CH3)2NH

CH3CHO

HCOOCH3

CH3(CH2)3CH3

CH3CH2CHO

HCOOC2H5

CH3COCH3

-23.6

-21

-6.7

3.5

7.3

20.8

32.0

36.1

48.8

54

56.1

-141.5

-92

-92.5

-124

-96

-123

-100

-129.7

-81

-81

-94.8

-97.8

-95.3

-114.1

-86.4

-127.0

-90.6

0

8.4

-89.8

16.6

-56.8

-78.5

-53.7

-29.7

0.815

0.6604

0.7229

0.6604

0.780

0.6263

0.807

0.791

0.7915

0.6594

0.789

0.806

0.803

0.8637

0.8064

1.00

1.22

0.8203

0.809

1.049

0.7028

0.8148

0.7179

0.8204

0.7299

甲醇

CH3OH

64.7

乙烷

乙醇

丁酮

丙醇

庚烷

异丁醇

CH3(CH2)4CH3

CH3CH2OH

CH3COCH2CH3

CH3(CH2)2OH

CH3(CH2)5CH3

CH3CH2CHOHCH3

68.7

78.3

79.6

97.2

98.4

99.5

H2O

100

甲酸

异戊醇

丁醇

乙酸

辛烷

戊醇

壬烷

异庚酮

癸烷

HCOOH

CH3(CH2)2CHOHCH3

CH3(CH2)3OH

CH3COOH

CH3(CH2)6CH3

CH3(CH2)4OH

CH3(CH2)7CH3

CH3CHCH3COCH3CHCH3

CH3(CH2)8CH3

100.5

115.3

117.7

118.0

125

138.0

150

153

174

通常以甲醇的沸点为界,把沸点低于甲醇沸点64.7℃的组分叫做轻馏分,沸点高于64.7℃的叫做重馏分,甲醇则称为关键组分。

三、精甲醇的质量要求与质量标准

精甲醇的质量是根据用途不同而定,作为工业生产用的甲醇,达到化工产品的国家标准。

国际上,对于精甲醇的质量指标,虽然各有自己的特点,归根结底是以杂质含量少、纯度高为上品。

特殊的高纯度精甲醇需要特殊的加工工艺,如用离子交换树脂等处理,但由于工艺复杂及加工费用昂贵,提高了生产成本。

而且由于甲醇又是吸湿性很强的液体,纯度高,水分含量极低的高纯度产品在贮存、包装、运输等都必须采取特殊措施,才能保持质量。

四、精馏的原理与方法

为了得到纯甲醇,利用甲醇与各杂质之间各种物理性质上的差异,将杂质分离,在甲醇精制时,通常用精馏与萃取等方法。

(一)精馏原理

精馏又称分馏,它是蒸馏方法的一种

精馏的原理系利用液体混合物中各组分具有不同的沸点,在一定温度下,各组分相应具有不同的蒸汽压。

当液体混合物受热气化与其蒸汽相平衡时,在气相中易挥发物质蒸汽占较大比重,将此蒸汽冷凝而得到含易挥发物质组分较多的液体,这就是进行了一次简单蒸馏。

重复将此液再气化,又进行一次气液平衡,蒸汽又重新冷凝得到液体,其中易挥发物质的组分又增加了,如此继续往复,最终就能得到接近纯组分的各物质。

因此,精馏原理可用一句话来概括:

将液体混合物进行多次的部分汽化,部分冷凝并分别收集,最终达到分离提纯的目的。

精馏实质上就是沸腾着的混合物的蒸汽经过精馏塔进行着一系列的热平衡。

操作时,将精馏塔顶凝缩而得到液体的一部分,由塔顶回流入塔内,使其与从蒸馏釜连续上升的蒸汽密切接触,上升蒸汽部分凝缩放出热量使下降的凝缩液部分气化,两者之间发生了热交换和质交换。

如此往复多次,就等于进行了多次热平衡,从而提高了各组分的的分离程度,达到了多次蒸馏的目的。

精馏过程中,在精馏塔各块塔板上形成了浓度梯度(精馏塔内各块塔板上的组分是不一致的,距离愈远组分的比例愈悬殊),以达到分离液体混合物的目的。

精馏通常可将液体混合物分离为塔顶产品(馏出液)和塔底产品(蒸馏釜残液)两个部分。

也可根据混合物中各组分不同的沸点,分别从相应的塔板引出馏分,进行多元组分的分离。

(二)连续精馏与间歇精馏

精馏根据操作方法的不同可分为连续精馏和间歇精馏。

1.连续精馏

原料液不断地送入连续式的精馏塔内,馏出液和残液不断地排出,并且同时可得到几种馏出液。

如在甲醇的精馏操作中,以粗甲醇为原料,在预精馏塔及主精馏塔中连续精馏制得产品精甲醇,同时可副产异丁基油及甲醇油水,就是连续精馏。

连续精馏的典型装置和流程如图8-1所示。

图中进行精馏的塔由两部分所构成:

加料板下部为提馏段2,上部为精馏段1,底部的釜称为蒸馏釜。

原料液不断地由高位槽3经预热器4预热至指定的温度而于提馏段的最上层塔板(加料板),加入塔内。

进料在此处与精馏段的回流汇合,再逐层下流而入蒸馏釜中。

在逐层下降的同时,液体和上升蒸汽互相作用,从液体中分离出易挥发组分,因而下流至塔底的液体几乎全为难挥发的组分。

塔底液体的一部分称为残液,不断地被引出,入贮槽9,剩余部分则送入蒸馏釜内间接蒸汽被加热气化。

蒸汽自塔底上升,依次经过所有的塔板,使蒸汽中易挥发组分逐渐增浓,而后进入冷凝器5中。

一部分蒸汽在此冷凝所得液体送回塔顶做为回流,其余部分蒸汽则进入冷凝冷却器6,在此将蒸汽全部冷凝并将馏出液冷却,馏出液经观测罩8流入贮槽7。

有时也可使从塔顶逸出的蒸汽在冷凝器内全部冷凝,再将所得馏出液分为两部分:

一部分作为回流送回塔顶,另一部分则送入冷却器加以冷却。

原料液系连续不断地送入塔内进行精馏,因此当操作达到稳定状态时,每层塔板上液体与蒸汽的组成均保持不变。

为了节省精馏所需要的热量,常将蒸汽和残液中所含热量加以利用,以预热原料液,也可将此热量用于和精馏塔操作无直接关系的其它方面。

精馏塔塔身常要保温,这不但是为了改善劳动环境,提高工作效率,而且能够减少热损失,使塔内的上升蒸汽不致在塔壁上冷凝,导致减少其上升蒸汽量而降低生产能力,更重要的是保持热交换和传质过程在各块塔板上连续正常进行,从而保证精馏塔的分离效果,并且不致过于提高釜底温度,造成一些有机物的碳化和分解。

连续精馏的进料和出料都是连续的,塔内各部分的情况是稳定的,不随时间而变化,因此,连续精馏一旦操作稳定,所得产品质量是稳定的。

2.间歇精馏

间歇蒸馏的简要操作过程是:

将适量的原料液送入间歇式蒸馏釜中用间接蒸汽加热,精馏操作进行到釜中液体达到指定的组分为止,停止加热,排出残液,再送入新的原料液而重新开始蒸馏。

见图8-2

由于间歇精馏操作不稳定,处理量小,纯度不高,设备利用率低,所以只是用在分离少量物料,不便采用连续精馏的情况。

无论是间歇或连续精馏操作,均可在常压、加压、减压下进行。

第二节精馏工艺的选择

一、精馏工艺条件的选择

(一)精馏工艺的一般要求

精馏工艺的设计,首先要使产品精甲醇的各项指标达到国家标准的指标要求。

其次,精馏及加工过程中甲醇损耗与能耗也是考核生产工艺的重要指标。

在精馏过程中,甲醇损耗约占加工费用的三分之二,所以降低加工费用应主要着眼于降低甲醇的损耗。

再有:

精馏工艺的设计要根据合成甲醇原料气不同,粗甲醇各种杂质的量不同,例如:

单醇生产粗甲醇中异丁醇,二甲醚的量相对联醇就多一些,设计流程不容忽视。

另外,对于加工过程中馏出物的回收利用、环境保护及安全技术措施也是十分重要的。

在工程投产的同时,必须完成环境保护措施及安全技术措施。

(二)甲醇精馏的特点

针对甲醇生产所制得粗甲醇的杂质组分及其特点来选择粗甲醇的精馏工艺。

(1)联醇比单醇生产的粗甲醇中二甲醚的含量降低很多,根据计算及工厂的实践经验,脱醚塔(即预塔)的高度可以从单醇精馏工艺的六十五层塔板减少到四十五层塔板。

因此,联醇所产粗甲醇脱醚气的回收价值也就不高了。

(2)联醇生产的粗甲醇还原性物质少,因此,被单醇生产厂认为最麻烦的脱除还原性物质所采用的高锰酸钾洗涤工艺可以取消,这将大大简化联醇生产中的精馏工艺。

(3)联醇生产在5~13×106Pa压力下合成甲醇,反应温度也大幅度降低,因此合成过程中的接续反应、歧化反应明显减少,精馏塔的侧线采出可以减少或者取消。

但是,联醇生产中乙醇的生成量明显增加,所以在设计中必须考虑对乙醇的采出和处理。

(4)使用铜基催化剂,在粗甲醇中的烷烃大量增加,这是联醇生产中对精甲醇质量的主要影响。

许多联醇工厂经过多年的实践证明,烷烃类杂质大量集中在预塔回流液中,从这里采出,并根据这些杂质随着甲醇浓度的降低,其溶解度相应降低的性质,加水萃取,以维持生产系统的物料平衡。

从这里采出的烷烃,其碳链大都在九个碳原子以下,经试验可以代替柴油使用。

二、几种精馏工艺流程

(一)粗甲醇双塔精馏流程

在粗甲醇贮槽的出口管(泵前)上(见图8-3),加入浓度为8%~10%NaOH溶液,其加入量约为粗甲醇加入量的0.5%,控制经预精馏后的甲醇呈弱碱性(pH=8~9),其目的是为了促使胺类及羰基化合物的分解,并且为了防止粗甲醇中有机酸对设备的腐蚀。

 

加碱后的粗甲醇,经过预热器(由各处汇集之冷凝水,约100℃)用热水加热至60~70℃后进入预蒸馏塔,为便于脱除粗甲醇中杂质:

根据萃取原理,在预塔上部(或进塔回流管上)加入萃取剂,目前,采用较多的是以蒸汽冷凝水作为萃取剂,不少厂利用合成淡甲醇渗入其中,其加入量约为入料量的20%,预蒸馏塔塔底侧有循环蒸发器,以0.3~0.35MPa蒸汽间接加热,供给分馏、回流的热源,塔顶出来的蒸汽(66~72℃)含有甲醇、水及多种以轻组分为主的少量有机杂质。

经过冷凝器被冷却水冷却,绝大部分甲醇、水和少量有机杂质冷凝下来,送至塔内回流,回流比0.6~0.8(与入料比)。

以轻组分为主的大部分有机杂质经塔顶液封槽后放空或回收作燃料。

塔釜为预处理后粗甲醇,约75~85℃。

有的流程因对精甲醇有特殊要求,增设了二次冷凝器,将一次冷凝温度适当提高,使沸点与甲醇接近的杂质通过预精馏塔更多的脱除,然后在二次冷凝器内再将被蒸出的甲醇加以回收。

预精馏塔塔板数大多采用50~60层,如采用金属丝网波纹填料,其填料总高度应达6~6.5m。

预处理后粗甲醇,在预塔底部引出,经主塔入料泵送入主精馏塔约19层塔板(或17、23、26、30、36层)。

根据粗甲醇组分、温度以及塔板情况调节进料板。

塔底侧有循环蒸发器,以蒸汽加热供给热源,甲醇蒸汽和液体在每一块塔板上进行分馏,塔顶部蒸汽出来经过冷凝器

冷却,冷凝液流入收集槽,再经回流泵加压送至塔顶进行全回流,回流比(与入料比)为1.5~2.0。

极少量的轻组分与少量甲醇经塔顶液封槽溢流后,不凝部分排入大气。

在预塔和主塔顶液封槽内溢流的初馏物入事故槽。

精甲醇在塔顶自上数下第5~8塔中采出。

根据精甲醇质量情况调节采出口。

经精甲醇冷却器冷却到30℃以下的精甲醇利用位能送至成品槽。

塔下部约8~14层板中采出杂醇油。

杂醇油和初馏物均可在事故槽内加水分层,回收其中甲醇,其油状烷烃另作处理。

塔釜残液主要为水及少量高碳烷烃。

控制塔底温度>110℃,相对密度>0.993,甲醇含量<1%。

随环保意识增强,甲醇残液不能排入地沟入江中,较合理的方法是经过生化处理。

另外也有送造气煤气发生炉夹套锅炉。

或一部分送入冷凝水贮槽作为蒸馏塔的萃取水,另一部分燃烧处理。

塔中部26、30、36层设有中沸点采出口(锌铬催化剂时,称异庚酮采出口),少量采出有助于产品质量提高。

主精馏塔塔板数在75~85层,目前采用较多的为浮阀塔,而新型的导向浮阀塔和金属丝网填料塔在使用中都各显示了其优良的性能和优点。

(二)粗甲醇双效法三塔精馏流程

见图8—4粗甲醇进入预蒸馏塔1前,先在粗甲醇换热器中,用蒸汽冷凝液将其预热至65℃,粗甲醇在预蒸馏塔1中除去其中残余溶解气体及低沸物。

塔内设置48层浮阀塔板,当然也可采用其他塔型。

塔顶设置两个冷凝器5。

将塔内上升汽中的甲醇大部分冷凝下来进入预塔回流槽4,经预塔回流泵8送入塔1顶作回流。

不凝气、轻组分及少量甲醇蒸汽通过压力调节后至加热炉作燃料。

 

预蒸馏塔1塔底由低压蒸汽加热的热虹吸式再沸器向塔内提供热量。

为防止粗甲醇对设备的腐蚀,在预蒸馏塔1下部高温区加入一定量的稀碱液,使预后甲醇的pH值保持在8左右。

由预蒸馏塔1塔底出来的预后甲醇,经加压塔进料泵升压后,进入第一主精馏加压塔2,加压塔为85块浮阀塔,塔顶甲醇蒸汽进入冷凝器/再沸器7,即第一精馏加压塔2的气相甲醇又利用冷凝潜热加热第二精馏常压塔3的塔釜,被冷凝的甲醇进入回流槽4,在其中稍加冷却,一部分由加压塔回流泵8升压至约0.8MPa送至加压塔作回流液,其余部分经加压塔精甲醇冷却器9冷却到40℃后作为成品送至精甲醇计量槽。

加压塔2用低压蒸汽加热的热虹吸式再沸器向塔内提供热量,通过低压蒸汽的加入量来控制塔的操作温度。

加压塔操作压力约0.57MPa,塔顶操作温度约121℃,塔底操作温度约127℃。

由加压塔2塔底排出的甲醇溶液送至第二主精馏常压塔3下部,常压塔3也采用85块浮阀塔板。

从常压塔塔顶出来的甲醇蒸汽经常压塔冷凝器冷凝冷却到40℃后,进入常压塔回流槽,再经常压塔回流泵加压,一部分送至常压塔塔顶作回流,其余部分送至精甲醇计量槽。

常压塔顶操作压力约0.006MPa,塔顶操作温度约65.9℃,塔底操作温度约94.8℃。

常压塔的塔底残液另由汽提塔进料泵加压后进入废水汽提塔,塔顶蒸汽经汽提塔冷凝器冷凝后,进入汽提塔回流槽,由汽提塔回流泵加压,一部分送废水汽提塔塔顶作回流,其余部分经汽提塔甲醇冷却器冷却至40℃,与常压塔3采出的精甲醇一起送至产品计量槽。

如果采出的精甲醇不合格,可将其送至常压塔进行回收,以提高甲醇蒸馏的回收率。

汽提塔塔底用低压蒸汽加热的热虹吸式再沸器向塔内提供热量,塔底下部设有侧线,采出部分杂醇油,并与塔底排出的含醇废水一起进入废水冷却器冷却到40℃,由废水泵送至污水生化处理装置。

第三节常见的精馏设备

对精馏过程来说,精馏设备是使过程得以进行的重要条件。

性能良好的精馏设备,为精馏过程的进行创造了良好的条件。

它直接影响到生产装置的产品质量、生产能力、产品收率、消耗定额、三废处理以及环境保护等方面。

表8-3为常用的精馏塔。

表8-3常用的精馏塔

填料塔

板式塔

有溢流

无溢流

1拉西环填料塔

2十字环填料塔

3鲍尔环填料塔

4阶梯环填料塔

5鞍形填料塔

6波纹填料塔

7多管填料塔

8乳孔填料塔

9丝网填料塔

1泡置塔板

2浮阀塔板

3筛板

4舌形塔板

5斜孔筛板

6浮动喷射塔板

7浮动舌形板

8导向筛板

9导向浮阀板

1筛孔穿流塔板

2栅型穿流塔板

3波纹塔板

国内甲醇精馏大致采用的塔型,最早是泡罩塔,后来很多厂采用浮动喷射塔,近年来上马的装置普遍采用的是浮阀塔和导向浮阀塔。

而填料塔中的丝网波纹填料因其在保持高传质效率的前提下,降低了造价,因此,越来越受到生产厂家的欢迎,特别是预精馏塔采用该塔型的不少。

精馏塔虽然品种繁多,但对其要求相同,主要要求如下:

1具有适宜的流体力学条件,达到汽液两相的良好接触。

2结构简单,制造成本低,安装检修方便。

在使用过程中耐吹冲,局部损坏影响较小。

3有较高的分离效率和较大的处理量,同时要求在宽广的汽液负荷范围内塔板效率高且稳定。

4塔的阻力小,压降小。

5操作稳定可靠,反应灵敏,调节方便。

每一种设备不可能同时满足所有的要求,在生产中应取长补短,选择比较满意的设备。

在此主要讲解浮阀塔、导向浮阀塔和丝网波纹填料塔。

(1)浮阀塔浮阀塔主要由浮阀、塔板、溢流管、降液管、受液盘及无阀区等部分组成的。

塔板结构如图8-5所示,每层塔板上都有溢流管,并开有许多升气孔,它们分别构成塔板间液、汽两种流体的通道。

每层塔板上有若干只浮阀,如

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