第４３卷第５期 ２０１５年ｌ０月 煤化工 Ｃｏａｌ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｉｎｄｕｓｔｒｙ Ｖｏ１．４３ Ｎｏ．５ Ｏｃｔ．２０１５ 可切换生产ＭＴＯ级或ＡＡ级甲醇的精馏工艺 顾鹤燕，金力强 （上海国际化建工程咨询公司，上海２０００６３） 摘要针对传统ＭＴＯ生产原料甲醇精制工艺存在的产品种类单一、能耗高、需频繁开停车以切换产品等 问题，开发了一种可切换生产ＭＴＯ级或从级甲醇的甲醇精馏工艺。其原理是采用多效蒸发和多效精馏相结合工 艺，通过共用稳定塔及其相关配套设备的方式，实现甲醇精馏装置在生产ＡＡ级或ＭＴＯ级甲醇产品间迅速方便地 切换，可提高装置的抗风险能力和产品的市场竞争力。 关键词ＭＴＯ级甲醇，ＡＡ级甲醇，多效蒸发，精馏，稳定塔，切换生产 文章编号：１００５—９５９８（２０１５）一０５—００１７—０３ 中图分类号：ＴＱ２２３．１２ １ 文献标识码：Ｂ ＡＡ级甲醇源于美国联邦０－Ｍ－２３２标准，与《工业 用甲醇｝ＧＢ ３３８—２Ｏ１１中优等品规格类似，对于乙醇 含量及其他杂质含量有严格要求，这种规格的甲醇主 要用来进行羰基合成，比如制造醋酸等ｈｉ。ＭＴＯ级甲醇 中的碱金属含量大幅提高，后续工段还需设置大型的 离子交换装置以脱除碱金属；还有一种则是并联设置 两套甲醇精馏装置，根据市场需求，分别生产ＭＴＯ级 甲醇和ＡＡ级甲醇，其缺点是投资大、占地面积广、设 作为甲醇制烯烃的原料，对乙醇等有机杂质含量没有 特殊要求，对水分有一定要求，但是对碱金属含量要 求苛刻 ］。从甲醇化工发展的趋势来看，甲醇制烯烃、 甲醇制汽油将会占据相当大比例的市场份额，而类似 羰基合成的传统甲醇制化工品产业则会保持比较稳 定的态势。在此背景下，上海国际化建工程咨询公司 研发了一种可切换生产ＭＴＯ级或ＡＡ级甲醇的甲醇精馏 技术 ］，以满足下游市场对甲醇产品的不同需求，提 高甲醇装置的市场适应性和竞争力。 备闲置率高，需频繁开停车以切换产品。如果采用热备 的办法来达到迅速切换的目的，则消耗巨大，得不偿失。 ２可切换生产ＭＴＯ级或ＡＡ级甲醇的精馏 工艺 生产ＭＴＯ级甲醇中的稳定塔和生产从级甲醇中 的预塔主要都是用于脱除轻组分的，为此可以考虑共 用稳定塔及其相关配套设备，主要为塔顶冷凝系统， 包括塔顶冷凝器、回流槽、回流泵等。二者的区别是生 产ＭＴＯ级甲醇工况下稳定塔负荷远低于生产ＡＡ级甲 醇工况下预塔负荷，这个矛盾只要通过调整预塔内件 １ ＭＴＯ生产用原料甲醇的精制流程配置 随着ＭＴ０装置的投产，可以看到，各装置采用的 原料精制流程配置方式各有不同，一般采用如下３种 方式：一种是采用稳定塔配套多效蒸发的方式，其优 的设计，保证其具有较宽的操作弹性即可解决。而生 产ＭＴＯ级甲醇采用的多效蒸发系统，可以采用釜式蒸 发器的形式。这种釜式蒸发器又可作为生产ＡＡ级甲 点是流程简单、能耗低、投资少，但最大的缺点是不能 生产ＡＡ级甲醇，产品种类单一，无法根据市场变化适 醇所需要的蒸汽再沸器。这样就实现了生产两种规格 甲醇时，精馏装置中主要设备的共用，从而达到减少 设备数量、降低投资、减小占地面积的目的。 可切换生产ＭＴＯ级或ＡＡ级甲醇精馏工艺流程示 意图见图１。 时调整产品结构；另一种是采用精甲醇作ＭＴ０原料，此 流程工艺复杂、投资高、能耗高，因为精甲醇精馏工艺 中，一般加人碱液脱除有机酸，从而导致精甲醇产品 收稿日期：２０１５—０５—１８ 作者简介：顾鹤燕（１９７９一），女，上海，工程师，学士，２００１年本科毕业于华东理工大学化学工程与工艺专业，现主要从事 煤化工及天然气化工项目的工程设计与咨询工作，Ｅ－ｍａｉｌ：ｓｉｅｃｃ＠ｓｉｅｃｃ．ｃｏｍ。 一１８一 煤化工 ２０１５年第５期 １一粗甲醇预热器２一稳定塔３一稳定塔冷凝冷却回流系统９一加压塔进料预热器４一尾气洗涤塔１０一加压塔５一塔釜出料泵６一多效蒸发器组 ｌ２一冷凝液再沸器 ７一ＭＴ０级甲醇冷却器８一冷凝液再沸器１ ｌ一加压塔再沸器１３一加压塔回流槽 １４一加压塔回流泵 １５一常压塔 １６一常压塔冷凝冷却回流系统 １７一回收塔进料泵 １８一回收塔 １９一回收塔冷凝冷却回流系统２Ｏ一回收塔再沸器 图１可切换生产ＭＴＯ级或ＡＡ级甲醇精馏工艺流程示意图 生产ＭＴＯ级甲醇时，从界外过来的粗甲醇经预热 后进入稳定塔，塔顶脱除粗甲醇中的二甲醚、甲酸甲 酯、二氧化碳、氢气等轻组分，排放的尾气经过洗涤回 收甲醇后，返回稳定塔顶以提高甲醇收率；塔釜甲醇 溶液经泵加压后，进入多效蒸发装置，产生甲醇蒸汽， 多效蒸发需要的热量由低压蒸汽在第一效蒸发器中 一部分精甲醇，加压塔釜的粗醇经热回收后，送人常 压塔提取出大部分的甲醇产品，加压塔顶甲醇蒸汽可 作为常压塔的热源，以节约蒸汽消耗。为保证加压塔和 常压塔热耦合效果，可调整两塔的产品采出量及回流 量。常压塔下部采出杂醇油，塔釜采出工艺废水。杂醇 油和工艺废水送入回收塔，进一步提取里面的甲醇产 冷凝提供；在多效蒸发器中，经过多次汽化和冷凝后， 品；塔下部采出经浓缩的杂醇油，作为低价值产品送 甲醇溶液中的碱金属被浓缩至废液中，从产品中脱 除，满足要求的甲醇蒸汽回收热量后，经冷凝作为 ＭＴＯ级甲醇产品送出界区。整个生产过程不外加碱 出界区，塔釜的沸水甲醇含量达标并冷却后，送界区外 生化装置进行进一步的处理 ］。经过上述四塔精馏后， 可生产ＡｕＡ级或ＧＢ ３３８—２０ｌ１优等品精甲醇。值得注 液。值得注意的是，第四效蒸发器可以采用釜式或立 式热虹吸再沸器，当选用立式热虹吸再沸器时，壳侧 意的是，在生产ＡＡ级甲醇时，也可以采用简化操作模 式，即多效蒸发系统与ＭＴＯ级甲醇生产一样运转，再沸 的ＭＴＯ级甲醇冷凝液可以被冷却至较低的温度后送 水冷器，从而节省冷却水的消耗。 生产ＡＡ级甲醇时，从界外过来的粗甲醇经预热后 进入稳定塔，塔顶脱除轻组分，排放的尾气经洗涤回 器的热量由第一效蒸发器加入，而不是从第四效蒸发 器加入，这样就不用进行停泵和置换操作，只要开启 加压塔进料泵，同时调整操作参数，就可以直接从ＭＴＯ 级生产过渡到ＡＡ级甲醇生产工艺，操作简单灵活。 收甲醇后，返回稳定塔顶；为保证精甲醇产品的水溶 除了上述提到的共用稳定塔及其相关配套设备、 性指标，可在塔顶加入萃取水；同时还需外加碱液，以 脱除粗醇中的有机酸类杂质。生产从级甲醇时，稳定 可切换生产ＭＴＯ级或ＡＡ级甲醇的精馏工艺外，在设计 时，应充分考虑换热网络的优化，保证热量的完全利 塔热源有两个：蒸汽再沸器和冷凝液再沸器。蒸汽再 沸器与多效蒸发的最后一效蒸发器为同一台设备，但 用，降低装置能耗。 采用低压饱和蒸汽提供热量。凝液再沸器采用来自加 压塔再沸器来的蒸汽冷凝液提供热量，以节约蒸汽消 耗。预塔处理后的粗甲醇经提压后，送人加压塔生产 ３ 产品性能 采用“可切换生产ＭＴＯ级或ＡＡ级甲醇精馏工艺” ２０１５年１Ｏ月 顾鹤燕等：可切换生产ＭＴＯ级或ＡＡ级甲醇的精馏工艺 １９一 生产的精甲醇产品质量可以满足美国联邦（０一Ｍ一２３２Ｌ） 甲醇标准ＡＡ级和中国工业甲醇标准（ＧＢ ３３８—２０ｌ１）优 地面积，并可以灵活地调整产品结构，以满足市场需 求，大大提高了装置的抗风险能力及市场竞争力。 此专利技术（ＺＬ２０１４１０６２５６０６．４）用于现有甲醇 等品，主要指标包括：甲醇质量分数≥９９．９９％，乙醇质 量分数≤１０×１０ ，水质量分数≤０．１％，丙酮质量分 数≤２０×１０～，高锰酸钾试验时间≥５０ ｍｉｎ；ＭＴ０级甲 精馏装置的改造，仅需增加一套多效蒸发系统，即可 实现二者的可切换生产。上海国际化建工程咨询公司 醇产品主要指标包括：甲醇质量分数≥９５％，水质量分 数≤５％，碱金属质量分数≤０．１×１０ ；产品均可满足 下游工艺要求。采用上海国际化建工程咨询公司的甲 醇精馏工艺能耗低，以煤为原料生产ＡＡ级甲醇，若考 虑粗甲醇中乙醇质量分数约２ ０００×１０ ，则精馏装置 吨甲醇蒸汽消耗约１．２５ ｔ；以煤为原料生产ＭＴ０级甲 醇时，吨甲醇蒸汽消耗约０．２５ ｔ。 依托此技术已设计的两套大规模可切换生产ＭＴ０级 或ＡＡ级甲醇精馏装置，将投入运行。 参考文献： ［１］宋维瑞，肖任坚，房鼎业．甲醇工学［Ｍ］．北京：化学工 业出版社，１９９１． ［２］陈翠翠，付玉川，赵勇．精甲醇及ＭＴ０级甲醇精馏工 艺技术进展［Ｊ］．煤化工，２０１２，４０（３）：３卜３３． ４结 论 ［３］杨震东，金力强，顾鹤燕．一种既可以生产ＭＴ０级又可 以生产ＡＡ级甲醇的灵活型甲醇精馏方法及装置：中 上海国际化建工程咨询公司研发的通过共用稳 定塔及其相关配套设备的方式，切换生产ＭＴ０级或 ＡＡ级甲醇的甲醇精馏技术，大大简化了甲醇精制工 段工艺流程，节省了设备投资和维护成本，减小了占 国，２０１４１０６２５６０６．４［Ｐ］．２０１５—０２—２５． ［４］贾民选．甲醇精馏工艺及装置［Ｊ］．科技情报开发与经 济，２００５，ｌ５（１８）：１７９—１８１． Ｔｈｅ Ｄｉｓｔｉｌｌａｔｉｏｎ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ ｗｉｔｈ Ａｌｔｅｒｎａｔｉｖｅｌｙ Ｐｒｏｄｕｃｔｉｎｇ ＭＴＯ Ｍｅｔｈａｎｏｌ ａｎｄ ＡＡ Ｇｒａｄｅ Ｍｅｔｈａｎｏｌ Ｇｕ Ｈｅｙａｎ ａｎｄ Ｊｉｎ Ｌｉｑｉａｎｇ （Ｓｈａｎｇｈａｉ Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ Ｃｏｎｓｕｌｔｉｎｇ Ｃｏ．，Ｓｈａｎｇｈａｉ ２０００６３，Ｃｈｉｎａ） Ａｂｓｔｒａｃｔ Ａ ｌｏｗ ｃａｐｉｔａｌ ｉｎｖｅｓｔｍｅｎｔ ａｎｄ ｅｎｅｒｇｙ ｃｏｎｓｕｍｐｔｉｏｎ ｄｉｓｔｉｌｌａｔｉｏｎ ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ ｗｈｉｃｈ ｃｏｕｌｄ ｅａｓｉｌｙ ｓｗｉｔｃｈ ｔｏ ｐｒｏｄｕｃｅ ｅｉｔｈｅｒ ＡＡ ｇｒａｄｅ ｍｅｔｈａｎｏｌ ｏｒ ＭＴＯ ｍｅｔｈａｎｏｌ ｗａｓ ｉｎｔｒｏｄｕｃｅｄ ａｃｃｏｒｄｉｎｇ ｔｏ ｔｈｅ ｍｅｔｈａｎｏｌ ｍａｒｋｅｔ ｄｅｍａｎｄｉｎｇ．Ｔｈｉｓ ｄｉｓｔｉｌｌａｔｉｏｎ ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ ｃｏｍｂｉｎｅｄ ｔｈｅ ｍｕｌｔｉ—ｅｆｆｅｃｔ ｅｖａｐｏｒａｔｉｏｎ ａｎｄ ｍｕｌｔｉ—ｅｆｆｅｃｔ ｄｉｓｔｉｌｌａｔｉｏｎ．Ｓｕｃｈ ｄｉｓｔｉｌｌａｔｉｏｎ ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ ｗａｓ ａ ｓｍａｒｔ ｄｉｓｔｉｌｌａｔｉｏｎ ａｎｄ ｃｏｕｌｄ ａｈｅｒｎａｔｉｖｅｌｙ ｐｒｏｄｕｃｅ ＭＴＯ ｍｅｔｈａｎｏｌ ａｎｄ ＡＡ ｇｒａｄｅ ｍｅｔｈａｎｏｌ ａｃｃｏｒｄｉｎｇ ｔｏ ｔｈｅ ｍａｒｋｅｔ，ｗｈｉｃｈ ｃｏｕｌｄ ｉｍｐｒｏｖｅ ａｎｔｉ－ｒｉｓｋ ａｂｉｌｉｔｙ ｏｆ ｔｈｅ ｕｎｉｔ ａｎｄ ｃｏｍｐｅｔｉｔｉｖｅｎｅｓｓ ｏｆ ｔｈｅ ｐｒｏｄｕｃｔｓ． Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ ＭＴＯ ｍｅｔｈａｎｏｌ，ＡＡ ｇｒａｄｅ ｍｅｔｈａｎｏｌ，ｍｕｌｔｉ—ｅｆｆｅｃｔ ｅｖａｐｏｒａｔｉｏｎ，ｄｉｓｔｉｌｌａｔｉｏｎ，ｓｔａｂｉｌｉｚａｔｉｏｎ ｔｏｗｅｒ，ｓｗｉｔｃｈｉｎｇ ｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎ ．简讯． 甲醇制丁烯联产丙烯万吨级工业化试验项目通过鉴定 ２０１５年９月１４日，甲醇制丁烯联产丙烯技术（ＣＭＴＸ）万吨级工业化试验项目通过了中国石油和化学工业联合会组织的科 技成果鉴定。专家组认定：该工业化技术拥有自主知识产权，工艺合理，技术指标先进，整体达到国际先进水平。 ＣＭＴＸ技术由陕西煤业化工技术研究院有限责任公司、上海碧科清洁能源技术有限公司、上海河图工程股份有限公司联合 开发，创新性地开发了甲醇制丁烯联产丙烯流化床工艺和专用催化剂、以及催化剂低温再生工艺。２０１５年７月２４日一２７日， 该技术万吨级试验装置通过了中国石化联合会组织的７２ ｈ现场考核标定。 业内专家认为，ＣＭＴＸ技术的成功开发，使甲醇制烯烃的产品更加多样化，可为延伸产业链条、提升产品附加值探索新路 径。ＣＭＴＸ技术若工业化取得成功，将与ＭＴＯ（甲醇制烯烃）、ＭＴＰ（甲醇制丙烯）技术形成互补，加快煤化工产品进军橡胶及精细 化工领域的步伐，对防止煤制烯烃产能过剩、同质化竞争，提升装置灵活性和企业应对市场变化的能力都有推动、促进作用。 （全国煤化工信息站编辑整理）