一種三塔精餾製備高純度精甲醇的方法
2023-07-04 13:33:06 1
專利名稱：一種三塔精餾製備高純度精甲醇的方法
技術領域：
本發明涉及甲醇生產技術領域，具體涉及一種三塔精餾製備高純度精甲醇的方法。
背景技術：
甲醇作為重要的基本有機化工原料之一，在世界經濟中起著十分重要的作用。隨著世界能源的日趨緊缺，甲醇又逐步發展成為重要的能源替代品，以甲醇為原料合成二甲醚、烯烴等化工產品行業也得到了迅速發展。目前，我國甲醇產能已佔世界總產能的1/4，總能力逾2900萬t/a。隨著甲醇衍生物及其下遊產品的迅速發展和甲醇燃料的應用，甲醇需 求量還會越來越大，因此提高甲醇產品質量、降低生產消耗就越來越引起企業的關注。甲醇精餾提純是甲醇生產的最後一道工序，其能耗約佔甲醇生產總能耗的20%左右。由於甲醇精餾技術直接關係到最終製得的甲醇產品質量，因此也是甲醇生產中的一道重要工序。選擇恰當的精餾工藝，是降低甲醇生產成本、節能降耗、提高企業經濟效益和市場競爭力的重要舉措。甲醇精製技術在國內外已經研究很長時間，公開的技術文件也較多，而且國內外也有很多廠家和研究單位還在不斷研究該項技術，也已經取得了一定的進展。甲醇精製技術國外研究現狀主要通過以水作萃取劑對粗甲醇進行萃取，除去低於甲醇沸點的醚、醛、酮等低沸點雜質，再精餾分離水和甲醇製得甲醇產品；亦有在採用水作萃取劑萃取精餾除去低沸點雜質的基礎之上，再在隨後的精餾塔上開設側線進一步除去富集的乙醇等雜質，從而獲得較高純度的甲醇。國內研究現狀使用732型陽離子交換樹脂消除甲醇中易氧化物質、有機物質(如醛、酮)以及氫、胺等，提高甲醇的純度，效果顯著；或採用聯醇法生產的粗醇的精製方法，採用側線出料，排出其中C6 Cltl高級烷烴等醇溶性雜質積累，增加甲醇精餾預塔的輕組分與甲醇的揮發度，及增加冷凝力度和預塔回流量去除二甲醚、甲醛、甲胺、乙醛、甲酸甲酯等輕組分雜質，實現甲醇精製的目的；或通過間歇反應精餾集成分離技術除去工業甲醇中含有的微量水、丙酮、甲醋、甲醛、甲酸和乙酸等雜質；或通過增加甲醇預塔及油水分離器中萃取劑水所佔的組成，有效改善聯醇法製備甲醇產品的水溶性。目前甲醇精餾面臨的共同問題是粗甲醇中的甲醇共沸物雜質如碳酸二甲脂等，這些雜質會和甲醇形成沸點相同的混合物，極難分離，目前的精餾提純方法無法分離出這些甲醇共沸物雜質，以致於甲醇產品的純度無法提高，製得的甲醇產品最好水平也只能達到純度99. 5%，而且質量很難穩定。並且甲醇精餾殘液中含醇量高，殘液中甲醇質量百分比濃度普遍在3%以上，在排放的過程中嚴重汙染環境。另外蒸汽消耗始終無法取得突破，目前噸甲醇精餾消耗蒸汽一般在1. 5 1. 8噸。
發明內容
本發明的目的是提供一種三塔精餾製備高純度精甲醇的方法。為了實現以上目的，本發明所採用的技術方案是一種三塔精餾製備高純度精甲醇的方法，包括以下步驟( I)預分離塔萃取蒸餾以稀醇水或軟水為萃取劑，將甲醇粗品預熱至70 90°C，送入預分離塔中部，在預分離塔上部加入萃取劑，萃取劑的流量為甲醇粗品流量的20 40%，預分離塔塔底壓力控制為30 60Kpa，塔底溫度為78 84°C，塔頂溫度為65 72°C，通過蒸餾脫除甲醇粗品中低沸點物質如醚類、胺類等，同時脫除甲醇粗品中的難溶於水的氣體如C0、C02、CH4等，製得預分離甲醇，預分離塔塔頂蒸汽冷凝回收，不凝氣體放空；(2)加壓塔加壓精餾處理將預分離甲醇加熱至100 120°C，從加壓塔中部送入加 壓塔進行加壓精餾，加壓塔內壓力控制為500 700Kpa，加壓塔塔底溫度為120 135°C，塔頂溫度為115 125°C，加壓精餾提高了甲醇共沸物分離的環境溫度，甲醇共沸物分離動力明顯提高，加壓塔塔頂得到的輕組分經冷卻後一部分返回到加壓塔塔頂回流，剩餘部分收集到甲醇成品槽，得到高純度精甲醇產品，不凝氣放空，加壓塔塔底得到的重組分為較稀的甲醇溶液；(3)主精餾塔精餾處理加壓塔塔底得到的重組分經減壓後由主精餾塔中部送入主精餾塔進行精餾，主精餾塔塔底溫度為102 108°C，塔頂溫度為64 66°C，塔內壓力控制為15 50Kpa，主精餾塔塔頂得到的輕組分經冷卻後一部分返回到主精餾塔塔頂回流，剩餘部分收集到甲醇成品槽，得到高純度精甲醇產品，不凝氣放空，主精餾塔釜底液作為廢液排放。所述稀醇水為合成氨聯醇工藝中銅洗精煉崗位水洗塔產生的含甲醇質量百分數為2 5%的軟水。步驟(I)中，得到的預分離甲醇的比重為O. 82 O. 87g/cm3。預分離甲醇的pH值為6. 5 8. 5。為了促使甲醇粗品中的胺類、羰類、羰基化合物的分解，防止甲醇粗品中的有機酸對精餾設備產生腐蝕，預分離甲醇的PH值控制為6. 5 8. 5。得到的高純度精甲醇產品的純度彡99. 9%。主精餾塔釜底液中甲醇的質量百分比濃度彡1. 0%。步驟(I)中，萃取劑的用量控制非常關鍵，控制適當的用量可保證萃取效果好，能有效去除甲醇粗品中的低沸點物質和難溶於水的氣體，本發明中萃取劑的流量控制為甲醇粗品流量的20 40%。本發明提供的三塔精餾製備高純度精甲醇的方法，以稀醇水或軟水作為萃取劑，首先除去甲醇粗品中的低沸點物質和難溶於水的氣體，然後進入加壓塔進行加壓精餾處理，加壓塔採用泡點溫度進料，即將預分離甲醇加熱至100 120°C，然後送入加壓塔進行精餾處理，進料溫度是重要控制指標，保證泡點溫度進料，才能最合理地利用再沸器的熱能，降低蒸汽消耗，控制加壓塔內壓力為500 700Kpa，通過加壓精餾即提高精餾塔內的壓力來提高甲醇共沸物分離的環境溫度，加壓精餾塔的塔底溫度可達到120 135°C，甲醇共沸物的分離動力明顯提高，有效地解決了甲醇共沸物的分離問題，使產品的純度達到99. 9%以上；之後採用主精餾塔對加壓精餾塔塔底液即加壓塔塔底得到的重組分進行精餾處理，以除去加壓精餾塔塔底液中的高沸點雜質，如異庚酮、異丁基油等，控制主精餾塔塔底溫度為102 108°C，塔頂溫度為64 66°C，塔內壓力控制為15 50Kpa，進一步回收了加壓塔塔底重組分中的甲醇，並且可以保證得到的主精餾塔釜底液中甲醇的質量百分比濃度(1. 0%，降低了排放液中甲醇的含量，減少了排放物對環境的汙染。採用本發明提供的三塔精餾製備高純度精甲醇的方法，處理甲醇粗品製得的精甲醇產品的純度達到99. 9%以上，即精甲醇中甲醇的質量百分比濃度達到99. 9%以上，甲醇產品純度顯著提高。且排放廢液即主精餾塔釜底液中甲醇的質量百分比濃度降至1. 0%以下，甲醇含量低，減少了排放物對環境的汙染。本發明提供的三塔精餾製備高純度精甲醇的方法，提升了高純度甲醇的產量50%以上，得到了更高純度的精甲醇，產品純度從目前的99. 0%提高到99. 9%以上，產品質量穩定，並且降低了蒸汽消耗，噸甲醇耗蒸汽也從1. 5 1. St降到O. 87 1. Ot,同時將減少甲醇殘液的排放，殘液中甲醇的質量百分比濃度從3. 0%以上降低到1. 0%以下，從而大大降低了環境汙染。
本發明提供的三塔精餾製備高純度精甲醇的方法，為我國甲醇提純探索出了一條新的工藝路線，可為全國中小氮肥企業起到良好的示範作用，從而帶動我國合成氨聯醇生產和甲醇行業的發展。可以將本發明提供的高純度甲醇的製備方法推廣到其他公司的甲醇分離工段，乃至其他有機物的分離工藝上，具有可觀的經濟效益與長遠的社會效益。
具體實施例方式下面通過具體實施例對本發明的技術方案進行詳細說明。實施例1本實施例提供的三塔精餾製備高純度精甲醇的方法，包括以下步驟( I)預分離塔萃取蒸餾以稀醇水為萃取劑，該稀醇水為合成氨聯醇工藝中銅洗精煉崗位水洗塔產生的含甲醇質量百分數為2%的軟水，將甲醇粗品預熱至70°C，送入預分離塔中部，在預分離塔上部加入萃取劑稀醇水，稀醇水的流量為甲醇粗品流量的20%，預分離塔塔底壓力控制為40 60Kpa，塔底溫度為78 84°C，塔頂溫度為65 72°C，通過蒸餾脫除甲醇粗品中低沸點物質和難溶於水的氣體，得到預分離甲醇，預分離塔塔頂蒸汽冷凝回收，不凝氣體放空，預分離甲醇的比重為O. 84g/cm3，預分離甲醇的pH值為8. O ；(2)加壓塔加壓精餾處理將預分離甲醇加熱至110°C，從加壓塔中部送入加壓塔進行加壓精餾，加壓塔內壓力控制為500 700Kpa，加壓塔塔底溫度為120 135°C，塔頂溫度為115 125°C，加壓塔塔頂得到的輕組分經冷卻後一部分返回到加壓塔塔頂回流，剩餘部分收集到甲醇成品槽，得到高純度精甲醇產品，不凝氣放空，加壓塔塔底得到重組分；( 3 )主精餾塔精餾處理加壓塔塔底得到的重組分經減壓後由主精餾塔中部送入主精餾塔進行精餾，主精餾塔塔底溫度為102 108°C，塔頂溫度為64 66°C，塔內壓力控制為35 50Kpa，主精餾塔塔頂得到的輕組分經冷卻後一部分返回到主精餾塔塔頂回流，剩餘部分收集到甲醇成品槽，得到高純度精甲醇產品，不凝氣放空，主精餾塔釜底液作為廢液排放，主精餾塔釜底液中甲醇的質量百分比濃度為O. 9%，精甲醇產品的純度為99. 91%。採用本實施例提供的三塔精餾製備高純度精甲醇的方法製備甲醇產品，每噸甲醇產品耗蒸汽為O. 95噸。實施例2本實施例提供的三塔精餾製備高純度精甲醇的方法，包括以下步驟( I)預分離塔萃取蒸餾以稀醇水為萃取劑，該稀醇水為合成氨聯醇工藝中銅洗精煉崗位水洗塔產生的含甲醇質量百分數為5%的軟水，將甲醇粗品預熱至80°C，送入預分離塔中部，在預分離塔上部加入萃取劑稀醇水，稀醇水的流量為甲醇粗品流量的40%，預分離塔塔底壓力控制為30 50Kpa，塔底溫度為78 84°C，塔頂溫度為65 72°C，通過蒸餾脫除甲醇粗品中低沸點物質和難溶於水的氣體，得到預分離甲醇，預分離塔塔頂蒸汽冷凝回收，不凝氣體放空，預分離甲醇的比重為O. 82g/cm3，預分離甲醇的pH值為8. 5 ；
(2)加壓塔加壓精餾處理將預分離甲醇加熱至100°C，從加壓塔中部送入加壓塔進行加壓精餾，加壓塔內壓力控制為500 600Kpa，加壓塔塔底溫度為120 135°C，塔頂溫度為115 125°C，加壓塔塔頂得到的輕組分經冷卻後一部分返回到加壓塔塔頂回流，剩餘部分收集到甲醇成品槽，得到高純度精甲醇產品，不凝氣放空，加壓塔塔底得到重組分；( 3 )主精餾塔精餾處理加壓塔塔底得到的重組分經減壓後由主精餾塔中部送入主精餾塔進行精餾，主精餾塔塔底溫度為102 108°C，塔頂溫度為64 66°C，塔內壓力控制為15 30Kpa，主精餾塔塔頂得到的輕組分經冷卻後一部分返回到主精餾塔塔頂回流，剩餘部分收集到甲醇成品槽，得到高純度精甲醇產品，不凝氣放空，主精餾塔釜底液作為廢液排放，主精餾塔釜底液中甲醇的質量百分比濃度為O. 86%，精甲醇產品的純度為99. 94%。採用本實施例提供的三塔精餾製備高純度精甲醇的方法製備甲醇產品，每噸甲醇產品耗蒸汽為1. O噸。實施例3本實施例提供的三塔精餾製備高純度精甲醇的方法，包括以下步驟( I)預分離塔萃取蒸餾以軟水為萃取劑，將甲醇粗品預熱至90°C，送入預分離塔中部，在預分離塔上部加入萃取劑軟水，軟水的流量為甲醇粗品流量的30%，預分離塔塔底壓力控制為30 45Kpa，塔底溫度為78 84°C，塔頂溫度為65 72°C，通過蒸餾脫除甲醇粗品中低沸點物質和難溶於水的氣體，得到預分離甲醇，預分離塔塔頂蒸汽冷凝回收，不凝氣體放空，預分離甲醇的比重為O. 87g/cm3,預分離甲醇的pH值為6. 5 ；(2)加壓塔加壓精餾處理將預分離甲醇加熱至120°C，從加壓塔中部送入加壓塔進行加壓精餾，加壓塔內壓力控制為550 650Kpa，加壓塔塔底溫度為120 135°C，塔頂溫度為115 125°C，加壓塔塔頂得到的輕組分經冷卻後一部分返回到加壓塔塔頂回流，剩餘部分收集到甲醇成品槽，得到高純度精甲醇產品，不凝氣放空，加壓塔塔底得到重組分；( 3 )主精餾塔精餾處理加壓塔塔底得到的重組分經減壓後由主精餾塔中部送入主精餾塔進行精餾，主精餾塔塔底溫度為102 108°C，塔頂溫度為64 66°C，塔內壓力控制為20 40Kpa，主精餾塔塔頂得到的輕組分經冷卻後一部分返回到主精餾塔塔頂回流，剩餘部分收集到甲醇成品槽，得到高純度精甲醇產品，不凝氣放空，主精餾塔釜底液作為廢液排放，主精餾塔釜底液中甲醇的質量百分比濃度為O. 91%，精甲醇產品的純度為99. 97%。採用本實施例提供的三塔精餾製備高純度精甲醇的方法製備甲醇產品，每噸甲醇產品耗蒸汽為O. 87噸。採用本發明實施例1提供的三塔精餾製備高純度精甲醇的方法進行甲醇生產的經濟效益分析以湖南宜化為例，2010年生產甲醇63651噸，高純度甲醇產品產量提升了50%，通過提高產品質量創造的效益為 63651 X50%X (2000-1100) =2864. 3 萬元，廢液中殘留甲醇的質量百分比含量從3%下降到O. 9%，效益為63651 X (3%_0· 9%) X 2000=267. 3 萬元，減少噸甲醇蒸汽消耗800kg，蒸汽成本按100元/噸計算，效益為63651 X O. 8 X 100 元 / 噸=509. 2 萬元，共計創經濟效益3640. 8萬元，經濟效益非常可觀。
權利要求
1.一種三塔精餾製備高純度精甲醇的方法，其特徵在於，包括以下步驟(1)預分離塔萃取蒸餾將甲醇粗品預熱至70 90°C，送入預分離塔中部，以稀醇水或軟水為萃取劑，在預分離塔上部加入所述萃取劑，萃取劑的流量為甲醇粗品流量的20 40%，預分離塔塔底壓力控制為30 60Kpa，塔底溫度為78 84°C，塔頂溫度為65 72°C，通過蒸餾脫除甲醇粗品中低沸點物質和難溶於水的氣體，得到預分離甲醇，預分離塔塔頂蒸汽冷凝回收，不凝氣體放空；(2)加壓塔加壓精餾處理將預分離甲醇加熱至100 120°C，從加壓塔中部送入加壓塔進行加壓精餾，加壓塔內壓力控制為500 700Kpa，加壓塔塔底溫度為120 135°C，塔頂溫度為115 125°C，加壓塔塔頂得到的輕組分經冷卻後一部分返回到加壓塔塔頂回流，剩餘部分收集到甲醇成品槽，得到高純度精甲醇產品，不凝氣放空，加壓塔塔底得到重組分；(3)主精餾塔精餾處理加壓塔塔底得到的重組分經減壓後由主精餾塔中部送入主精餾塔進行精餾，主精餾塔塔底溫度為102 108°C，塔頂溫度為64 66°C，塔內壓力控制為15 50Kpa，主精餾塔塔頂得到的輕組分經冷卻後一部分返回到主精餾塔塔頂回流，剩餘部分收集到甲醇成品槽， 得到高純度精甲醇產品，不凝氣放空，主精餾塔釜底液作為廢液排放。
2.根據權利要求1所述的三塔精餾製備高純度精甲醇的方法，其特徵在於，所述稀醇水為合成氨聯醇工藝中銅洗精煉崗位水洗塔產生的含甲醇質量百分數為2 5%的軟水。
3.根據權利要求1所述的三塔精餾製備高純度精甲醇的方法，其特徵在於，所述預分離甲醇的比重為O. 82 O. 87g/cm3。
4.根據權利要求1所述的三塔精餾製備高純度精甲醇的方法，其特徵在於，預分離甲醇的pH值為6. 5 8. 5。
5.根據權利要求1-4任一所述的三塔精餾製備高純度精甲醇的方法，其特徵在於，高純度精甲醇產品的純度彡99. 9%。
6.根據權利要求5所述的三塔精餾製備高純度精甲醇的方法，其特徵在於，主精餾塔釜底液中甲醇的質量百分比濃度彡1.0%。
全文摘要
本發明公開了一種三塔精餾製備高純度精甲醇的方法，採用「三塔精餾」法處理甲醇粗品製備高純度精甲醇，以稀醇水或軟水為萃取劑，在預分離塔內蒸餾脫除甲醇粗品中低沸點物質和難溶於水的氣體，得預分離甲醇；預分離甲醇送入加壓塔加壓精餾處理，加壓塔塔頂輕組分冷卻後部分返回加壓塔塔頂回流，其餘為精甲醇產品；加壓塔塔底重組分送入主精餾塔精餾，主精餾塔塔頂輕組分冷卻後部分返回主精餾塔塔頂回流，其餘為精甲醇產品，主精餾塔釜底液作為廢液排放。通過「三塔精餾」，有效解決了甲醇粗品中甲醇共沸物難分離問題，得到的精甲醇產品純度達99.9%以上，排放廢液中甲醇的質量百分比濃度小於1.0%，甲醇含量低，減少了排放物對環境的汙染。
文檔編號C07C29/84GK102992951SQ20121055938
公開日2013年3月27日 申請日期2012年12月20日 優先權日2012年12月20日
發明者趙樂, 童星輝, 劉松和, 王金龍, 林敏 申請人:湖南宜化化工有限責任公司