煤制甲醇的精餾工段設(shè)計(jì)案例在合成工段中，因有副反應(yīng)的發(fā)生，僅是經(jīng)過簡(jiǎn)單處理后的粗甲醇，含有多種雜質(zhì)，遠(yuǎn)達(dá)不到所需要的標(biāo)準(zhǔn)。為了達(dá)到工業(yè)生產(chǎn)所需要的甲醇的純度要求，設(shè)計(jì)此精餾工段對(duì)甲醇進(jìn)行提純。經(jīng)提純后的甲醇，對(duì)后續(xù)下游產(chǎn)品的生產(chǎn)質(zhì)量、安全生產(chǎn)等有著重大影響。1.1精餾工段工藝的選擇根據(jù)甲醇的合成方法，以及目標(biāo)甲醇的用途，可以將甲醇精餾甲醇精餾的工藝分為雙塔精餾、三塔精餾和四塔精餾工藝三種，以下主要介紹前兩種。雙塔精餾工藝簡(jiǎn)介在國(guó)內(nèi)，對(duì)于中、小型甲醇合成廠，大部分都選用雙塔精餾工藝。雙塔精餾的主要設(shè)備有預(yù)精餾塔和主精餾塔。在預(yù)精餾塔塔頂，采用兩級(jí)冷凝，常壓操作，用以提高甲醇的穩(wěn)定性及回收率。塔頂經(jīng)部分冷凝后，大部分甲醇留在液相回流返回預(yù)塔，塔底的含水甲醇由泵送至主精餾塔，少量甲醇由塔頂逸出。在主精餾塔中，從塔頂可以得到精甲醇產(chǎn)品，主精餾塔的操作壓力稍高于預(yù)精餾塔。雙塔精餾的產(chǎn)品甲醇濃度較高，但工藝能耗大[25]。傳統(tǒng)的主、預(yù)精餾塔幾乎都選用板式結(jié)構(gòu)。雙塔精餾工藝流程見下圖1.4。1—預(yù)精餾塔；2—主精餾塔圖1.4甲醇雙塔工藝流程圖三塔精餾工藝簡(jiǎn)介為減少精餾過程中產(chǎn)物甲醇的損耗，以此提高甲醇的收率以及質(zhì)量，設(shè)計(jì)了三塔精餾工藝。三塔精餾的主要設(shè)備有預(yù)精餾塔塔、加壓精餾塔和常壓精餾塔。來自合成工段的粗甲醇，經(jīng)過pH值調(diào)節(jié)后，進(jìn)入預(yù)精餾塔。采用一級(jí)冷凝，脫除二甲醚等低沸點(diǎn)雜質(zhì)。然后，采用加壓精餾，將預(yù)精餾塔塔底的含水甲醇由泵加壓后送入加壓精餾塔。作為常壓精餾塔的塔釜熱源，加壓精餾塔塔頂?shù)募状颊羝蟛糠只亓?，部分成為最終產(chǎn)品精甲醇，塔底的含水甲醇則送至常壓精餾塔。常壓精餾塔塔頂?shù)木状疾糠只亓?，其中一部分作為精甲醇產(chǎn)品。對(duì)比于雙塔精餾，三塔精餾充分利用加壓塔塔頂甲醇蒸汽的冷凝潛熱，節(jié)省冷卻水與蒸汽的用量，可以達(dá)到節(jié)能的效果。其工藝流程如圖1.5所示[25]。1—預(yù)精餾塔；2—加壓精餾塔；3—常壓精餾塔圖1.5甲醇三塔精餾工藝流程圖二者技術(shù)的比較與選擇雙塔精餾產(chǎn)品甲醇濃度較高，但工藝能耗大，適合規(guī)模較小的甲醇精餾；三塔精餾工藝節(jié)能，冷卻水用量和蒸汽用量遠(yuǎn)小于雙塔精餾；同時(shí)，三塔精餾成本回收期隨裝置規(guī)模的增大而縮短，適合大規(guī)模的甲醇精餾生產(chǎn)。從投資方面看，三塔精餾要比雙塔精餾高；從能耗和精甲醇質(zhì)量上來看，三塔精餾要優(yōu)于雙塔精餾，因此，本次設(shè)計(jì)采用三塔精餾工藝。1.3精餾塔的選擇精餾塔是煤制甲醇精餾工段中的關(guān)鍵性設(shè)備，其內(nèi)部結(jié)構(gòu)對(duì)裝置的能耗、產(chǎn)品的質(zhì)量、生產(chǎn)能力以及設(shè)備成本等有著重大的影響。所以，對(duì)于甲醇精餾塔的內(nèi)部結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)及選型十分重要。目前，常用的甲醇精餾塔浮閥、篩板以及導(dǎo)向浮閥等塔板式內(nèi)部構(gòu)件。除此之外，還包括填料式內(nèi)部構(gòu)件[26]。填料式精餾塔和塔板式精餾塔的優(yōu)缺點(diǎn)如表1.2所示。綜合考慮，本設(shè)計(jì)選用較常為使用的填料式精餾塔。表1.2不同類型的精餾塔的優(yōu)缺點(diǎn)一覽表類型優(yōu)點(diǎn)缺點(diǎn)填料式操作彈性好；效率較高；可降低精