9.3.2 甲醇精制生产过程
1.生产过程简述
本工段采用四塔(3+1)精馏工艺,包括预塔、加压塔、常压塔及回收塔。预塔主要是除去粗甲醇中溶解的气体(如CO2、CO、H 2等)及低沸点组分(如二甲醚、甲酸甲酯),加压塔及常压塔是除去水及高沸点杂质(如异丁基油),同时获得高纯度的优质甲醇产品。另外,为了减少废水排放,增设回收塔,通过进一步回收甲醇可减少废水中甲醇的含量。
本工段的工艺特点如下:
(1)采用三塔精馏加回收塔工艺流程,其主要特点是热能的合理利用;
(2)采用双效精馏方法,即将加压塔塔顶气相的冷凝潜热用作常压塔塔釜再沸器的热源。
本工段的废热回收过程如下:
(1)将天然气蒸汽转化工段的转化气作为加压塔再沸器的热源;
(2)加压塔再沸器、预塔再沸器冷凝水用来预热进料粗甲醇;
(3)加压塔塔釜出料与加压塔进料充分换热。
2.甲醇精制生产工艺流程
从甲醇合成工段来的粗甲醇进入粗甲醇预热器(E-0401),与从预塔再沸器(E-0402)、加压塔再沸器(E-0406B)和回收塔再沸器(E-0414)来的冷凝水进行换热后进入预塔(D-0401)。经D-0401分离后,塔顶气相为二甲醚、甲酸甲酯、CO 2、甲醇等蒸气,经二级冷凝后,不凝气通过火炬排放,冷凝液在补充脱盐水后返回预塔(D-0401)作为回流液;塔釜为甲醇水溶液,经P-0403增压后送到加压塔(D-0402),塔釜出料液在E-0405中进行预热,然后进入D-0402。
经D-0402分离后,塔顶气相为甲醇蒸气,与常压塔(D-0403)塔釜出料液换热后部分返回D-0402作为回流液,部分采出作为精甲醇产品,并经E-0407冷却后送往中间罐区产品罐。塔釜出料液在E-0405中与进料换热后作为E-0403的进料。
在D-0403中,甲醇与轻重组分、水得以彻底分离,塔顶气相为含微量不凝气的甲醇蒸气,经冷凝后,不凝气通过火炬排放,冷凝液部分返回D-0403作为回流,部分采出作为精甲醇产品,并经E-0410冷却后送往中间罐区产品罐。塔下部侧线采出杂醇油作为回收塔(D-0404)的进料。塔釜出料液为含微量甲醇的水,经P-0409增压后送往污水处理厂。(https://www.daowen.com)
经D-0404分离后,塔顶产品为精甲醇,经E-0415冷却后部分返回D-0404作为回流,部分送往精甲醇罐。塔中部侧线采出异丁基油送往中间罐区副产品罐。塔底少量废水与D-0403塔底废水合并。甲醇精制生产预塔、加压塔、常压塔、回收塔的DCS图分别如图9-5至图9-8所示。
图9-5 甲醇精制生产预塔DCS图
图9-6 甲醇精制生产加压塔DCS图
图9-7 甲醇精制生产常压塔DCS图
图9-8 甲醇精制生产回收塔DCS图
3.控制知识要点
本工段使用的复杂控制回路主要是串级回路,包括液位与流量串级回路和温度与流量串级回路。
串级回路调节系统是在简单调节系统基础上发展起来的。在结构上,串级回路调节系统有两个闭合回路,主、副调节器串联,主调节器的输出为副调节器的给定值。该系统通过副调节器的输出操纵调节阀动作,从而实现对主参数的定值调节。所以在串级回路调节系统中,主回路是定值调节系统,副回路是随动系统。
例如,预塔(D-0401)的塔釜温度调节器(TIC4005)和再沸器热物流进料流量调节器(FIC4005)构成一个串级回路。温度调节器的输出值同时是流量调节器的设定值,即FIC4005的SP值由TIC4005的OP值控制,TIC4005.OP的变化使FIC4005.SP产生相应的变化。