甲醇精馏操作规程Word文档格式.docx
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8.1安全技术
8.2甲醇中毒症状及救护措施
8.3有害物质相关参数及防范措施
9.附表
9.1甲醇精馏系统工艺参数一览表
9.2精馏工段调节阀一览表
9.3甲醇质量指标
1.岗位任务:
本岗位的任务就是脱除粗甲醇中的二甲醚等轻组分及水、乙醇等其它重组分、生产出优等品的精甲醇,经中间贮槽送往甲醇罐区,同时副产杂醇油。
2.基本原理:
2.1精馏原理
利用液体混合物中各组分具有不同的沸点,在一定温度下各组分所具有的不同蒸汽压,在精馏塔各块塔板上形成浓度剃度,使下降液体与上升蒸汽两者间发生热交换和质交换,液体中部分冷凝,使其沸点不同的物质得到分离,如此反复多次,以达到分离混合物的目的。
2.2回流液在精馏分离过程中的作用
精馏塔的分离过程:
在塔釜中的混合液,借间接加热使其易挥发组分气化(当然也有部分难挥发组分被气化了)气化了的蒸汽从塔釜进入精馏塔中,并沿塔上升,在塔顶出来进入冷凝器;
由于冷凝器的冷凝作用,使一部分蒸汽冷凝(其中难挥发组分首先被冷凝下来),冷凝液沿塔内回流下来,此液体称回流液。
在回流液沿塔内下流过程中,与塔内不断气化上升的蒸汽相遇;
此时,蒸汽与回流液体便发生这样一种作用:
上升的蒸汽放出一定的热量给比它温度低的向下流动的液体,回流液得到热量后,其易挥发组分气化沿塔上升,从而增大了塔中上升蒸汽中易挥发组分的浓度。
失去部分热量后的蒸汽,部分(主要是难挥发成份)变为液体,此液体与由上而下来的液体中高沸点的组分的含量,这种作用在化工原理上称为质交换过程,或称传质过程。
正是由于精馏塔具有这种作用使混合液得到分离。
由此不难看出,精馏之区别与一次蒸馏就在于“回流”,包括塔顶的液相回流与塔釜部分汽化造成的液相回流。
回流是构成气液两相接触传质的必要条件,没有气液两相的接触也就无从进行物质交换,当然组分挥发度的差异仍然是精馏过程的基础。
2.3热虹吸式再沸器的工作原理
热虹吸式再沸器实际上是一个靠液体的热对流来加热冷流体的换热器,当再沸器内的液体加热后变成气液混合物,密度变小,从上面进入塔釜,而塔釜底部的液体因密度较大,自动流向再沸器。
这样:
塔――塔釜底-再沸器-塔釜顶形成一个自然循环,釜内的液体不断被加热、气化,而再沸器内的供热相则根据改变换热面积的大小来改变供热多少,加大冷凝液排出量,则换热面积增大,供热增多;
减少冷凝液排出量,则换热面积减少,供热减少。
2.4.1回流
为了保证精馏得以进行,从精馏塔顶出来的冷凝液取出部分返回塔顶,作为传质介质,这种返回液体叫回流。
2.4.2回流比
就是精馏段内液体回流量与馏出液量之比。
2.4.3液泛
精馏塔中塔内上升蒸汽速度过大,超过了最大容许速度并增大至某一数值,液体被气体阻拦不能向下流动,越积越多,甚至可从塔顶溢出,称为液泛。
2.4.4淹塔
由于进料过大,加热蒸汽过低,采出过小,造成塔釜充满液体甚至超过进料口的现象。
2.4.5沸点
某压力下一种液体达到沸腾时的温度,叫做这种液体在该压力下的沸点。
2.4.6沸程
对于有机混合物,其开始沸腾到其发干为止,沸腾温度是一个温度范围称为沸程,而不是一个固定沸点。
2.4.7液体泄漏
由于塔板损坏或气相损坏负荷过低,气相托力过小,致使液体不是从降液板流下,而是从塔板漏处或气相流下,严重时可造成淹塔。
2.5精馏系统的组成
精馏装置主要有精馏塔、再沸器、冷凝器组成。
2.5.1精馏塔作用:
是为汽液两相提供充分接触的机会,使传质和传热过程迅速有效的进行,并且使接触后的汽液两相及时分开,互不夹带。
2.5.2再沸器的作用:
是将塔内最下面的一块塔板流下的液体进行加热,使一部分液体发生汽化变成蒸汽而重新回流入塔,以提供塔内上升的气流,从而保证塔板上汽液两相的稳定传质。
2.5.3冷凝器的作用:
是将塔顶上升的蒸汽进行冷凝,使其成为液体之后将一部分冷凝液从塔顶回流入塔,以提供塔内下降的液流,使其与上升气流进行逆流接触。
从甲醇合成工段来的粗甲醇,送入粗甲醇储槽,经粗甲醇泵J40508A(B)加压后的粗甲醇(或由合成闪蒸槽出来的粗甲醇),经粗甲醇预热器(C40510)由加压塔回流槽来的精甲醇预热至65℃左右,进入预精馏塔(E40501)。
为了防止粗甲醇中微量酸性物质腐蚀塔内件及促进胺类和羰基物的分解,经碱液泵(J40506A/B)向预塔内加入少量的5~10%的NaOH溶液,使PH值=7~9。
从预塔(E40501)塔顶出来的气体温度74℃,压力0.05MPa,经预塔冷凝器I(C40502)和预塔冷凝器II(C40503)用循环水分级冷凝后,温度降到40℃,冷凝下来的甲醇溶液收集在预塔回流槽(F40508)内,经预塔回流泵(J40509A/B)加压后,从预塔塔顶进入到预塔内,预塔再沸器的能力要满足一定的回流比。
预精馏塔(E40501)塔底由约0.5MPa低压蒸汽经热虹吸式再沸器(C40501)提供热量。
预塔冷凝器II(C40503)中的不凝气、气液分离器、预塔塔顶少量的排放气和各塔顶部气体管线上的安全阀后的排放气体,均通入排放槽,用软水吸收回收甲醇后的不凝气体经排放槽放空管放空。
回收的甲醇液自流入地下槽内。
预塔操作条件:
塔顶<
600mm(H2O),温度≈74℃,塔釜压力≈0.06MPa,温度≈85℃。
从预塔塔底出来的脱除轻组分后的预后甲醇,温度为85℃,用预后甲醇泵(J40501A/B)加压后,送入加压精馏塔(E40502)。
从加压塔(E40502)塔顶出来的甲醇蒸汽进入冷凝器/再沸器(C40507),作为常压精馏塔(E40503)的塔底000热源,甲醇蒸汽本身被冷凝成了液体后,进入加压塔回流槽(F40502),然后一部分由加压塔回流泵(J40502A/B)加压后回流至加压塔顶;
另一部分先经粗甲醇预热器(C40510)冷却,再经精甲醇冷却器(C40505)冷却到大约40℃,作为成品甲醇送往精甲醇中间槽(F40510A/B)。
加压塔(E40502)的压力调节,是通过安装在加压塔回流槽(F40502)上的自调阀PIC40511来实现的。
当加压塔(E40502)压力升高时,打开PIC40511,释放一定量的介质进入常压塔顶冷凝器(C40506),
加压塔回流槽(F40502)压力降了下来,加压塔(E40502)压力也随之下降,当压力下降到指标之内时,关闭PIC40511,防止压力进一步降低。
加压精馏塔(E40502)用0.5Mpa低压蒸汽经热虹吸式再沸器(C40504)向塔底提供热量。
加压塔操作条件:
塔顶≈0.6MPa,温度≈128℃,塔釜压力≈0.8MPa,温度≈134℃。
控制加压塔的液面使过剩的料液在134℃下经加压塔塔釜液位调节(LV40508)减压后向常压塔(E40503)进料。
常压塔顶排出的甲醇蒸汽约65℃,经常压塔顶冷凝器(C40506)冷却至≤40℃后,汽液混合物进入常压塔回流槽(F40503),甲醇液体经常压塔回流泵(J40503A/B)加压后,一部分作为回流送入E40503塔顶,其余部分作为精甲醇产品送入精甲醇中间槽(F40510A/B)。
精甲醇中间槽的甲醇产品经分析合格后,通过精甲醇泵(J40507A/B)送入到成品罐区贮存。
常压塔(E40503)底的产物是水,含有微量的甲醇和高沸点杂质。
0
常压塔(E40503)的下部设有四条侧线采出,由其排出杂醇油,以降低常压塔下部高沸点物的富集浓度,改善塔的操作。
采出的杂醇油温度约85℃,压力约0.04MPa,经杂醇冷却器(C40509)冷却到40℃后,靠静压送到杂醇贮槽(F40509),再通过杂醇泵(J40510)送到成品罐区贮存。
常压塔操作条件:
600mm/H2O,温度≈65℃,塔釜压力≈0.05MPa,温度≈107℃。
从常压塔(E40503)底部排出的残液温度107℃,压力约0.045MPa,经残液泵(J40504A/B)加压后,再经残液冷却器(C40508)冷却到40℃,送往水处理装置进行废水处理。
精馏系统排净液收集于地下槽(F40505),经地下槽液下泵(J40505)送到粗甲醇贮槽(F40511)。
预塔冷凝器II(C40503)中不凝气、预塔(E40501)塔顶少量的排放气和各塔顶部气体管线上安全阀后的排放气体,均通入排放槽(F40504),经鼓泡用软水吸收回收甲醇后得不凝气体经排放槽放空管放空。
回收的甲醇液达一定浓度后自流入地下槽(F40505)内。
开车时或事故状态下,经分析精甲醇中间槽(F40510A/B)内不合格的甲醇通过粗甲醇泵(J40507A/B)送回到精馏系统。
序号
仪表位号
控制点名称
介质
指标
备注
正常值
报警值
联锁值
1
TI40504
预塔塔顶温度
甲醇蒸汽
70±
5℃
/
2
TI40507
预塔塔釜温度
粗甲醇
81±
3
PIA40507
预塔塔顶压力
0.05Mpa
4
LICA40503
预塔塔釜液位
≤90%
1350mm
高限90%,低限60%
5
LICA40507
预塔回流槽液位
60%
1000mm
高限85%低限20%
6
TI40509
加压塔顶温度
117±
TI40510
加压塔塔釜温度
137±
7
PI40509
加压塔塔顶压力
0.55Mpa
8
LICA40508
加压塔塔釜液位
≤80%
9
LICA40509
加压塔回流槽液位
精甲醇
≤60%
550mm
高限85%,低限20%
10
TI40515
常压塔塔顶温度
65℃
11
TI40519
常压塔塔釜温度
含醇液体
107℃
12
TR40517
常压塔中部甲醇温度
90℃
13
TR40526
常压塔第10块塔盘温度
甲醇水溶液
92℃
14
TR40527
常压塔第6块塔盘温度
100℃
15
PI40512
常压塔塔顶压力
0.01Mpa
16
LICA40510
常压塔塔釜液位
含醇水
17
LICA40511
常压塔回流槽液位
18
LIA40515
粗甲醇槽液位
高限90%,低限20%
19
LIA40513
精甲醇槽液位
高限90%,低限10%
20
LIA40506
碱液槽液位
碱液
60~80%
高限90%
21
PI40502
低压氮气压力
氮气
0.4Mpa
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