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基于绿色化工的甲醇精馏技术应用和节能减排研究

发表时间：2020/9/25 来源：《基层建设》2020年第17期作者：陈辉

[导读] 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。

        陕西长青能源化工有限公司陕西宝鸡 721400
        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：绿色化工；甲醇精馏；技术应用；节能减排
        引言
        为了更好地实现节能减排，达到保护环境的目的，当前我国的煤化工企业虽然逐渐注重对甲醇精馏技术的应用，但是在该技术的应用发展过程当中，仍然存在较多问题，对于环境的保护有较大的阻碍作用。因此，文章就针对甲醇精馏技术在应用过程当中存在不足之处进行简要分析，并针对这些问题提出相应的解决办法，希望能够推动我国该技术日后的应用和发展，进而更好地实现节能减排的发展目标。
        一、各种甲醇精馏工艺流程简介
        目前，随着化工技术的不断发展，甲醇蒸馏技术也逐渐趋向成熟，现今已有二塔、三塔、“3+1”塔和热泵等多种精馏技术，下文讲对甲醇精馏技术流程进行介绍。
        1.二塔精馏技术
        这是较早出现的一种精馏技术，而其应用也较为广泛。二塔指的是预精馏塔和主精馏塔。将粗甲醇送入到预精馏塔中，在其中沸点低、轻组分的物料杂质将会被去除，剩下的有水、甲醇、乙醇、高级醇以及高级烷烃的富甲醇液，上述的液体通过预塔泵将流入到主塔中并对其进行提纯。另外在进行甲醇精馏的时候，应向里面加入质量分数为1%或5%的过氧化氢溶液，从而使溶液的pH值在8～9之间，避免出现因为溶液过酸而对设备造成腐蚀的情况。
        2.三塔精馏技术
        三塔指的是精馏塔、加压塔和常压塔。当对原料进行加压预热后，将其送入与塔中，预塔流程与二塔的流程相类似，经过预塔加工后的原料，被加压泵进行加压通过精馏塔对其进行处理，在处理过后将其冷却至40℃以下，然后再流入常压塔，从而得到成品。
        3.“3+1回收”精馏技术
        “3+1”塔主要是在三塔的基础上增加一条侧线，其可将常压塔中的杂醇物质引回塔中，并对其进行进一步馏份。通过这样的精馏工艺，不仅能够有效减少甲醇的损失，同时废水处理的难度也大大降低，从而起到保护环境的作用。而“3+1回收”精馏技术增加的只是侧线，所以在实际生产工艺中，可根据实际情况，对工艺时间进行考虑。
        4.热泵精馏技术
        此项精馏技术主要是将塔顶的空气进行加热，从而为底部的再沸器提供热源。热泵精馏技术可分为加压和吸收两种方式。在3×105Pa的时候，蒸汽消耗相对三塔精馏技术而言消耗较多，所以若是再沸器的温度在300℃以上，此时不适于采用热泵蒸馏技术。在1×106Pa的时候，蒸汽消耗相对于三塔精馏技术而言消耗较少，循环水的使用量也明显减少，所以在温差较小的分离工艺里较长使用热泵精馏技术，用此项工艺分离沸点相接近的两种物质能够取得较好的效果。
        二、该技术在应用过程中存在的不足之处
        1.工作人员对该技术的应用不熟练
        虽然近年来国家对节能减排环保力度的重视程度逐步提高，相关企业对环保技术的应用力度也较大，但是由于甲醇精馏技术仍然处于发展成熟阶段，当前有关企业对于该技术的应用仍然有较多不足之处，对其发展过程中的一些理论知识掌握程度不够高。因此，工作人员在应用该技术的过程中就容易出现各种各样的问题，阻碍了甲醇质量的提升。

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同时，由于工作人员的技术水平较低，在运用该技术时由于选用不合适的催化剂，就容易导致甲醇在精馏过程当中的温度压力与生产设计的标准不一致，进而造成资源的严重浪费，这对于企业经济效益的提升也有阻碍作用。此外，由于工作人员对于该技术的操作应用不熟练，从而就会在一定程度上阻碍工作的顺利开展，对于提高工作效率来说也有极为不利的影响。
        2.甲醇精馏设备较为传统和落后
        甲醇精馏设备对于该技术的作用能否完全发挥也有着至关重要的作用，然而就当前我国该技术的应用发展情况来看，大多数的企业普遍存在着甲醇精馏设备较为传统和落后的问题。首先，甲醇精馏设备比较落后，不仅会导致生产环节的废水污染问题比较严重，进一步造成我国环境污染问题的加剧，对于节能减排工作来说也有不利影响。其次，废水中含有较多的未经提取的甲醇，如果采用比较传统落后的设备，那么就无法将这些废水中的甲醇进行二次提纯，这就会造成严重的生产资源浪费，对于企业的经济效益、生产效益都有不利的影响。最后，精馏设备较为传统和落后就无法为所提取的甲醇质量提供保证。如果精馏设备比较传统和落后，这对于所提取的甲醇质量和水平也是有较大影响的。设备落后必然会导致所提取的甲醇的质量较差，那么这在一定程度上也会影响节能减排工作的顺利开展。
        三、提高甲醇精馏过程中节能降耗的措施
        1.稳定粗甲醇的质量
        在进行甲醇合成的时候，会产生较多的粗甲醇，若是合成系统在实际操作中存在一定的问题，则会对粗甲醇的质量造成一定的影响。所以应对控制塔中气体的组成成分进行严格把控，在合成塔中若一氧化碳的含量增加，则粗甲醇中的乙醇和二甲醚等高级醇的含量也将增加；在合成塔中若二氧化碳的含量增加，则粗甲醇中水分的含量就会增加，酸度也将明显增加。若出现上述的情况会使得粗甲醇的质量下降，同时也会增加甲醇精馏的难度，所以为了对甲醇精馏的质量进行保证，应提高回流比，而这样则会增加蒸汽的消耗和精馏过程中的能源消耗，由此可以看出若想在甲醇精馏过程中做到节能降耗，应稳定粗甲醇的质量
        2.加大设备的更新力度
        甲醇精馏设备若是较为传统落后，对于甲醇的质量以及环境污染方面都有较为严重的影响，因此，要重视对甲醇精馏设备的更新工作。首先，在设备选择方面，公司要尽可能选择优越性的设备和部件，这样就可以最大程度地保障设备的使用寿命与质量。同时，要加大对甲醇蒸馏技术在应用过程当中所用到的设备的资金支持力度，只有拥有资金保障，才能更好地开展研究工作。将设备在应用过程当中所遇到的问题及时进行解决，从而推动设备的更新，减少资源的浪费。
        3.保证生产质量
        甲醇进行精馏后生成的产品就是精甲醇，在保证产品质量的同时应避免出现资源浪费的情况。在实际的生产中，只有精甲醇的质量达到产品质量标准要求，才能满足市场的需求。所以在实际的生产中，应对生产指标与生产步骤进行严格把控，按相关操作规程、工艺卡片等技术操作指南进行生产操作，避免由于产品问题造成资源浪费的情况出现，同时在实际的生产中也可以采用定向加大或减少蒸汽加热量的方法，避免出现大幅度加减负荷的情况。
        4.控制精馏系统内的压力
        甲醇原料液从预塔进入加压塔中后，其能够再次进入到精馏塔的分料阶段，通过回流泵进入到精馏塔中的甲醇液在经过加压塔加压后将重新流入到甲醇原料液中，由此可以看出，加压塔不仅可以对回流液体和蒸汽进行加压，也可为加入后的蒸汽流入到精馏塔中提供相应的热量，若是出现蒸汽压力下降情况的时候，塔内的温度也能得到很好的控制。而塔内的残液可通过常压塔进入到冷凝器中然后进行回流，这样就可以使回收率明显提高。
        结束语
        在甲醇进行精馏的过程中，应将精馏过程的各个环节进行完善。同时也要求操作工人在进行甲醇精馏操作的时候认真、细心，高度负责的工作态度，对原料液与采出液的甲醇质量进行严格管控，同时对回流比及系统压力进行控制，这样在节能减排的同时企业的经济效益也将明显提高。
        参考文献
        [1]邢胜超，梅泽勇.甲醇精馏技术应用和节能减排[J].中小企业管理与科技（中旬刊），2019（9）：155-156.