摘要：甲醇精馏是整个甲醇生产过程中一个重要的后续加工程序，其功耗占据了整个甲醇生产过程中20%的能耗。对于企业而言，如何提高企业经济效益、增强产品竞争力就成为重中之重，采用节能高效的精馏装置来优化加工操作，节约成本就显得非常重要。基于此，本文主要对甲醇精馏过程节能降耗进行分析探讨。
关键词：甲醇精馏过程；节能降耗
1前言
近年来，我国甲醇精馏技术快速发展，但在节能降耗问题上仍存在不足。只有降低甲醇精馏过程中的能耗，才能节约成本，增大收益，这对企业的发展起到至关重要的作用。
2精馏工艺原理及节能技术的研究进展
精馏是利用回流使液体混合物得到高纯度分离的蒸馏方法，是工业上应用最广的液体混合物分离操作。在保证有适宜的液相回流的情况下，塔顶冷凝器产生塔顶产品，塔底再沸器产生上升蒸汽流，上升汽相在接触下降液相后，发生的传热和传质得以保障足够多次的汽化和冷凝，从而使得精馏过程能持续不断地进行。精馏过程节能的关键是选择经济合理的回流比，大量热量在精馏过程中被消耗，如何节能则取决于精馏过程的优化设计和合理控制；对精馏装置的余热加以回收并再利用，也是精馏过程节能的重要措施；优化操作和保证工作环境的最优性，也是令能耗降低的有效途径。
3三塔甲醇精馏与双塔甲醇精馏比较
三塔甲醇精馏节能流程虽在节能降耗问题上仍有待改进，但同两塔相比极大程度上降低了能耗。首先从回流角度看，三塔甲醇加压塔顶蒸汽冷凝过程中产生的热量被用于加热常压塔，这就不需要再次使用蒸汽为常压塔中的再沸器加热，三塔精馏与双塔精馏相比好处在于三塔精馏采用了两个主精馏塔，利用加压塔的塔顶蒸汽冷凝热作为常压塔的加热源，既节约了蒸汽和冷却水。同时不需再为加压塔塔顶而设置冷凝器，所以从这一角度看，极大程度地降低了能耗，从理论上来看，三塔精馏的蒸汽消耗量要远远少于两塔精馏蒸汽能。精馏工序的能耗占甲醇生产总能耗的10%—30%，故精馏过程的节能降耗尤为重要。相比双塔精馏，三塔精馏每精制1t精甲醇则可以约节约lt蒸汽，能耗较低的是三塔精馏。
同时，也应当注意到，在经济方面，三塔甲醇精馏装置的投资要比两塔大得多，其精馏工艺步骤加多，操作更加复杂，操作难度提升，这对于操作人员的基本素质和控制仪表等方面便有了更高的要求。在充分考虑到成本和收益的条件下，三塔精馏并不适用于所有精馏装置。一般而言，三塔甲醇精馏装置适用于生产规模在10万吨/年的甲醇装置。根据三塔双效精馏各塔顶底的温位，提出了改进的三塔双效精馏工艺的方案。改进的三塔双效精馏工艺与现有的三塔流程相比较，在加压塔和常压塔采出精甲醇的比例方面做出了改进，加压塔的蒸气在供给常压塔使用后，会有一部分剩余，而剩余的这部分蒸气，作为热源被送往则送至预塔再沸器。从这个角度看，双效精馏的范围进一步扩大，将预塔也纳入双效精馏范围，从而节约更多的热量，降低了能耗。
4合理安排三塔精馏装置以节能降耗
4.1填料塔同板式塔比较
填料塔与板式塔各有优缺点，对于此项十万吨的甲醇精馏项目而言，使用填料塔更为合理。从生产能力上看，填料塔在单位塔截面积生产能力上比板式塔高上许多。在分离效率上，经过理论分析，发现在常压和低压（压力低于0.3MPa）操作下，填料塔比板式塔的分离效率高上5%左右。如果是在高压条件下进行操作，板式塔的分离效率则略高于填料塔。在压力降上，板式塔的压力降远远高于填料塔，几乎能够达到其5倍，因此相对而言，填料塔的压力降比较低，压降低的装置不仅能够降低实际操作的费用，而且能够节约能耗，产生的热蒸汽还能够回流被再次使用，对于降低塔釜温度、加快精馏速率都有着重要的价值，而且对于热敏物系的分离也有一定的帮助。
从制造、结构和造价上看。一般说来，填料塔的结构比板式塔的结构简单，因此制造和维修也比较方便，很大程度上降低了维修的费用，但是填料塔的造价一般会高于板式塔。從实际操作中看，板式塔的持液量大于填料塔，持液量越大，塔的操作也就越平稳，从这个意义上说，板式塔较填料塔而言更加容易操作。同时，填料塔不适合侧线进料和出料的复杂情况，而板式塔则容易实现。对于表面积较大的局性能填料，填料塔容易出现堵塞的状况，因此填料塔不能直接处理容易聚合或者含有悬浮物的物料。
4.2塔板的性能和设置
目前有不少塔板供应商来推销自己的塔板的时候，声称自己的塔板性能最好，有些以塔板可以将常压塔排除的废水含醇量降低到25ppm之下作为推销的优势。其实这实际上一个错误的认识，其实废水的含醇量只是作为塔的设计指标之一，而不能用于评价塔板性能的优劣。从本质上说，一切的塔板的计算方式都是一致的，这也就是说任何一种塔板都可以通过适当的设计使其废水含醇量处于25ppm之下。一个设计良好的塔板应该是保证处理量大、效率高、能耗低这三点。在实际的过程中，常压塔是混合塔，上面塔板、下面填料。这种处理方法虽然使得废水含醇量大于25ppm，但是能够减少蒸汽的消耗，降低回流量，同时如果想增加塔板数量，也不会使得塔高增加。
参考文献：
[1]朱炳辰.甲醇工学[M].北京：化学工业出版社，2013，25 （8）：270-278.
[2]王志辉.粗甲醇精馏过程中的加碱处理[J].中氮肥，2013， 35（2）：32-33.
作者：豆朝