JH系列酒精回收塔

【JH系列酒精回收塔】    酒精回收塔由塔釜、塔身、冷凝器、冷卻器、緩沖罐、高位貯罐六個部分組成，可用于制藥、食品、化工等行業(yè)的稀酒精回收，本設備與物料部分均采用0Cr18Ni9不銹鋼制造，具有良好的耐腐蝕性能，經(jīng)久耐用。

一、前言
　　一套*的年產(chǎn)30萬噸單醇項目，采用的是集團有限公司高效塔內(nèi)件為核心的4塔精餾技術。在十個多月的運行中，各項技術指標都好于設計。據(jù)了解，將國內(nèi)技術用于這么大甲醇裝置是罕見的。
甲醇精餾裝置是甲醇生產(chǎn)的重要后處理工序，其能耗占甲醇生產(chǎn)總能耗的20%左右。傳統(tǒng)的精餾塔大都是以浮閥為主的板式塔，雖然先后也出現(xiàn)了導向浮閥、斜孔篩板等新型板式塔；但由于板式塔開孔率低，介質(zhì)傳質(zhì)、傳熱效率差。再加之塔身高達50多米，結構復雜，安裝和檢修十分困難，控制點多。實際生產(chǎn)中，持液量和阻力大、能耗高，總體效果不太理想。
　　 為減少甲醇在精餾中的損耗和提高熱利用率，無錫市豐學石化裝備有限公司的工程技術人員在充分調(diào)研國內(nèi)大部分甲醇精餾生產(chǎn)裝置和科研單位科研成果的基礎上，在國內(nèi)開發(fā)了不銹鋼絲網(wǎng)波紋規(guī)整填料和配套的新型氣液分布器為核心的精餾新技術、新工藝。其核心設備精餾塔都選用新型填料型的，且可以根據(jù)甲醇規(guī)模的大小，分別選用2—4個塔。同時，為提高甲醇收率，還對原流程進行了優(yōu)化，增加了排氣冷凝器等甲醇回收裝置。
　　 甲醇是一碳化學中重要的有機產(chǎn)品和最重要的基本有機化工原料之一，在國民經(jīng)濟中有廣泛的應用：經(jīng)過羰基化、烷基化、氫化脫氫等一系列反應可得到較多的有機化工產(chǎn)品，在農(nóng)藥、染料、燃料以及三大合成材料生產(chǎn)中都要用甲醇作為原料或溶劑；近年來，隨著國民經(jīng)濟的發(fā)展，我國石油能源的短缺問題越來越嚴重，尋找石油的替代燃料不僅關系著經(jīng)濟的發(fā)展，而且關系到國家能源和環(huán)境的安全，甲醇是解決此問題最現(xiàn)實、的途徑之一。
　　 甲醇工業(yè)的節(jié)能降耗，對提高裝置的經(jīng)濟性和企業(yè)的競爭力有重要的作用。近年來，隨著氮肥企業(yè)產(chǎn)品結構調(diào)整步伐的加快、甲醇市場的好轉，以及甲醇生產(chǎn)與合成氨的近似，因此，越來越多氮肥廠家上馬了聯(lián)醇裝置或不斷提高甲醇在產(chǎn)品中的比重。據(jù)《中國化工報》報道：我國近幾年將新增甲醇生產(chǎn)能力500多萬噸，甲醇節(jié)能降耗的生產(chǎn)技術也引起眾多企業(yè)的重視。甲醇精餾裝置是甲醇生產(chǎn)的重要后處理工序，其能耗占甲醇生產(chǎn)總能耗的20%左右，在甲醇生產(chǎn)中占據(jù)重要的位置，*、節(jié)能、高效的精餾裝置，對降低甲醇成本、提高企業(yè)的產(chǎn)品競爭力起著重要的作用。
二、精餾方法的選擇
　　 精餾是應用泛的利用各物質(zhì)沸點的不同進行的分離操作，其廣泛應用促使技術已相當成熟，但技術的成熟并不意味著之后不再需要發(fā)展而停滯不前。由于其應用的廣泛，每一個進步哪怕是微小的，也會帶來巨大的經(jīng)濟效益，正因為如此，精餾的研究仍受到廣泛的重視，不斷取得進展。
寧波遠東化工集團有限公司開發(fā)的高效塔內(nèi)件在精餾中的成功應用，呈現(xiàn)出了取代板式塔的趨勢。該技術和工藝具有比表面積大，液體分布均勻，塔體阻力小，氣液相通量大，傳質(zhì)分離效率高，操作具有彈性，安裝檢修方便等優(yōu)點，能使主、預塔的塔高降低三分之一。實際生產(chǎn)中，產(chǎn)品質(zhì)量好，消耗低，易操作、工藝指標調(diào)整快。
三、精甲醇工藝過程簡介
　　 來自甲醇合成工段的粗甲醇，經(jīng)減壓進入粗甲醇貯槽，經(jīng)粗甲醇預熱器加熱至70℃左右進入預精餾塔，出預塔氣體經(jīng)冷卻后進入預塔回流槽，加水萃取后進入預塔回流，然后進入主塔，出加壓塔氣體經(jīng)冷卻后至加壓塔回流槽，以便提供主回流使用。精醇采出首先考慮主回流采出，這樣可充分利用塔的效率，甲醇品質(zhì)較好。甲醇的精餾分二個階段：先在預塔中脫除輕餾分，主要是二甲醚；后進入主精餾塔，進一步把高沸點的重餾分雜質(zhì)脫除，主要是水、異丁基油等。從塔頂采出的精甲醇經(jīng)冷卻器冷卻至常溫后，就可得到高純度的符合國家優(yōu)級品指標的精甲醇產(chǎn)品。
　　 傳統(tǒng)的甲醇精餾裝置中，精餾塔大部分選用了板式塔結構，塔身高大，結構復雜，安裝和檢修十分困難，控制點多，操作復雜，工藝指標反應滯后，產(chǎn)品質(zhì)量不穩(wěn)定，不易控制。實際生產(chǎn)中，持液量大、阻力大、能耗高，增加了產(chǎn)品的生產(chǎn)成本，削弱了產(chǎn)品的競爭優(yōu)勢。
四、填料塔的特點
　　無錫市豐學石化裝備有限公司的工程技術人員充分調(diào)研了國內(nèi)大部分甲醇精餾生產(chǎn)裝置，結合科研單位的科研成果，開發(fā)了新型的填料型甲醇精餾裝置。我公司開發(fā)的甲醇精餾裝置，精餾塔內(nèi)都選用甲醇精餾專用不銹鋼絲網(wǎng)填料，這種填料有如下特點：
4.1 傳熱、傳質(zhì)效率高
（1） 我們選用的高效甲醇精餾專用不銹鋼絲網(wǎng)填料，單位體積具有較大的比表面積，增加了氣液兩相的接觸傳熱、傳質(zhì)基礎。
（2） 高效甲醇精餾專用不銹鋼絲網(wǎng)填料的理論塔板數(shù)遠高于相同高度的板式塔，使塔的有效傳質(zhì)、傳熱面積增大，塔高可降低1/3左右。
（3） 由于這種填料的表面安排合理，防止填料表面出現(xiàn)干區(qū)，同時有利于氣液兩相在填料層中的均勻流動并能促進汽、液兩相的表面更新，從而使填料表面真正用于傳質(zhì)的有效面積增大，總體平均的傳質(zhì)系數(shù)和推動力增高。
（4） 我公司甲醇精餾專用不銹鋼絲網(wǎng)填料經(jīng)過特殊溶劑處理后，表面對于液相的潤濕性好，容易使液體分布均勻。
4.2 壓降小、氣液相通量大
（1） 新型填料空隙率大，壓降小，通量大。
（2） 新型填料流道規(guī)則，持液量小、阻力小。
（3） 新型填料由于進行了特殊的加強處理，有足夠的強度。所以在安裝時，不易使填料表面變形而使流道變化。
4.3 液體分布均勻
由于絲網(wǎng)網(wǎng)片上的流道與軸線有一定傾角，相鄰兩網(wǎng)片上的流道傾角方向相反，而上下兩層填料緊密貼合，并相互交錯900安裝，促使液體經(jīng)過每一層后重新分布而趨于均勻，強化了液體的均布能力，具有優(yōu)良傳質(zhì)、傳熱能力。
五、分布器的設計和安裝
　　 填料塔在操作過程中，液體和氣體的初始分布和再分布對填料塔性能影響很大，特別是液體分布器是填料塔內(nèi)最重要的構件。我公司對分布器的選型、設計、制造等環(huán)節(jié)都給予了高度重視并不斷進行優(yōu)化：
（1） 針對甲醇精餾生產(chǎn)特點，結合生產(chǎn)廠家裝置能力，我們對再沸器出口氣體選用新型分布器，在設計制造時力求達到的分布效果。在投入使用之前，由公司具有豐富經(jīng)驗的專業(yè)技術人員進行現(xiàn)場指導安裝，確保達到預期效果。
（2） 液體進口分布器（初始分布器）的選型，我們采用新型分布器，根據(jù)各裝置能力情況，設計出合理的結構，盡量做到初始分布均勻。
（3） 在填料塔中，相同高度的理論塔板數(shù)要遠高于板式塔。而填料超過一定高度，塔中普遍存在的液相壁流，容易引起填料段內(nèi)氣液不均勻分布，從而造成效率大幅度下降。這就要求要有較為合理的填料分段及液體收集再分布裝置。我們根據(jù)不同的裝置規(guī)模進行合理選用與設計。由于設計合理、精心制造、認真安裝，確保運行效果良好。
六、應注意的幾個問題
（1） 精餾塔結構設計是相似的，上部為精餾段，物料經(jīng)加熱器加熱到沸點以上溫度時進入填料層，在內(nèi)件上進行傳質(zhì)、傳熱，輕組分不斷被加熱、汽化、上升，重組分不斷被冷卻、液化、下降。在塔的上部氣相出口設有冷卻器和回流槽，以提供回流液。下部有熱虹吸式再沸器，靠低壓蒸汽加熱源源不斷地提供熱能，保持整個塔的填料層處于沸騰狀態(tài)。根據(jù)各組份氣液相傳遞過程，合理進行填料的分段和高度的設計，使混合物的氣液相的單元操作合理進行，達到預期的精餾效果。
（2）填料及分布器的安裝，精餾效果的好壞，不僅要求設計合理，而且填料和分布器的安裝要引起高度重視，即使是質(zhì)量較好的填料和結構合理的分布器，如果安裝方法不當，仍會對精餾效果產(chǎn)生較大影響。我們公司從工藝設計、設備制造、安裝測試、開車等，均由有一定專業(yè)技術水平的工程技術人的技術服務。因此每套裝置都能順利投產(chǎn)并達到預期效果，使用戶收取得巨大的經(jīng)濟效益。
七、經(jīng)濟技術指標
　　 國內(nèi)規(guī)模為30萬噸/年的甲醇裝置本來就不多，而在精餾裝置中設備和技術都是自己的更是很難找出第二家。正在運行的那套裝置，其噸甲醇主要消耗指標如下（按生產(chǎn)一噸甲醇計）：從下表可以看出，填料精餾塔的四項指標消耗均比板式塔低，從而降低了精甲醇的成本，提高了產(chǎn)品的競爭力，

一套年產(chǎn)10萬噸甲醇精餾裝置每年降耗節(jié)省資金為：
粗甲醇：1000000×（0.995-0.992）×2400=720000元=72萬元
蒸汽：100000×（1.3-0.99）×100=3100000元=310萬元
電：100000×(7-5)×0.38=76000元=7.6萬元
冷卻水：100000×（80-60）×0.2=400000元=40萬元
總計429.6萬元
八、結束語
無錫市南泉健民藥化專用設備廠開發(fā)的填料型甲醇精餾流程，經(jīng)國內(nèi)30余家化工企業(yè)使用證明，具有傳質(zhì)、傳熱效率高，消耗低、易操作、工藝指標調(diào)整快、操作彈性大，產(chǎn)品質(zhì)量好等優(yōu)點，使產(chǎn)品具有較強的市場競爭力。特別在山東德齊龍化工集團公司年產(chǎn)30萬噸甲醇精餾裝置中的成功運用，證明這項技術在精心設計、制造、安裝及優(yōu)質(zhì)服務的基礎上，可為用戶帶來了巨大的經(jīng)濟效益。