[发明专利]一种使用分隔壁精馏塔精制甲醇的方法及装置

说明书

技术领域

本发明属于化工原料精制技术领域，具体是涉及一种使用分隔壁精馏塔和加压精馏塔联合作业对含有轻、重组份杂质的粗甲醇进行精制的方法及装置。

背景技术

甲醇是一种重要的有机化工原料、工业溶剂和新型能源燃料，在化工、轻工和清洁能源领域具有广泛的用途。在化学工业领域，存在两类对含有杂质的粗甲醇进行精馏精制以获得高纯度的精甲醇的应用需求：其一是在合成甲醇工业生产过程中，从合成气制得的粗甲醇含有多种轻组份杂质和重组份杂质，除去这些杂质的精制工序是决定甲醇产品质量的重要工序；其二是在以甲醇作为溶剂的化学合成和分离过程中，使用过的甲醇也含有多种轻组份杂质和重组份杂质，必须通过精馏精制除去杂质获得精甲醇以循环利用。在上述两类应用中，精制工序的能耗都是影响整个生产过程的能耗指标和生产成本的关键因素之一。因此，在保证精甲醇产品质量的条件下，甲醇精制工序的节能降耗具有十分重要的意义。

目前在溶剂甲醇回收应用领域，大多采用“轻组份分离塔+精甲醇制取塔”的二塔精馏工艺；而在合成甲醇工业中，已经广泛采用“预塔+加压塔+常压塔”的三塔双效精馏节能型精制工艺，其工艺流程是粗甲醇顺序通过预塔、加压塔和常压塔进行精馏分离。与两塔精馏工艺相比，三塔双效精馏工艺能减少能耗30％左右，节能效果显著。

分隔壁精馏塔(Dividing Wall Column，简称DWC)是在精馏塔中设置一垂直壁，也可将垂直壁延伸至塔顶或塔底，DWC塔被分隔壁分开的两部分可以有共同的精馏段或提馏段，或同时有共同的精馏段和提馏段。DWC塔是热力学上较理想的系统结构，在分离3组分混合物时，用相同的理论板数，完成同样的分离任务，采用DWC塔比传统的两塔流程需更少的再沸热量和冷凝量。对于某些给定的物料，分隔壁精馏塔和常规精馏塔相比需更小的回流比，故操作容量增大，节能最高可达到60％以上，可能节省设备投资30％。DWC塔能广泛地应用于石油炼制、石油化工、化学品及气体分离。

发明内容

本发明提供了一种使用分隔壁精馏塔精制甲醇的方法，该方法使用分隔壁精馏塔与普通加压精馏塔组成的双效精馏系统对含有轻、重组份杂质的粗甲醇进行精馏精制，具有很好的节能、节水效果，得到的产品质量高。

一种使用分隔壁精馏塔精制甲醇的方法，包括：

(1)将粗甲醇作为原料经换热器预热后从进料口通入到一共用提馏段的分隔壁精馏塔中，进行精馏处理：(i)在与进料口同侧的A侧塔顶收集轻组分杂质；(ii)在分隔壁另一侧B侧塔顶收集第I批甲醇产品，在该侧塔中侧线收集经初级分离的甲醇料液；(iii)在塔底收集含不挥发杂质的重组分杂质；

(2)将上述步骤(ii)中得到经初级分离的甲醇料液经换热器预热后通入到加压精馏塔进行加压精馏，在塔底收集可挥发性重组分杂质，在塔顶收集第II批甲醇产品，合并第I批甲醇产品和第II批甲醇产品得到精制的甲醇产品。

为进一步提高精制效率，所述的原料为甲醇的重量百分比含量为20～95％的粗甲醇，该原料中主要含有水、盐碱、醚类、醇类、烷烃类或其他有机溶剂等组分中的两种或多种，且目标组分甲醇的挥发度介于轻组分杂质和重组分杂质之间，以便于更加适用于分隔壁精馏塔技术。所述的原料粗甲醇可选用甲醇合成工序得到成分复杂的甲醇粗产品或者含甲醇的回收溶剂。所述的预热换热器的热工质可选择分隔壁精馏塔塔底收集的重组分、加压精馏塔塔底收集的重组分、加压精馏塔塔顶收集的第II批甲醇产品和蒸汽冷凝水中的一种或多种。为保证精制过程的顺利进行，优选的技术方案中，所述的分隔壁精馏塔A侧塔顶的回流比根据轻组分类型和含量的多少，选择为1.5～22，B侧塔顶回流比为0.5～3，进料流量为3000～150000kg/hr；所述的分隔壁精馏塔B侧塔顶收集的第I批甲醇占甲醇产品总量的30％～70％，加压精馏塔塔顶回流比为1.2～7。

优选的技术方案中，当原料粗甲醇中含有一些需要用水作萃取剂进行萃取精馏才能分离的杂质(例如烷烃类等)时，可选择在所述的步骤(1)中在通入原料的同时从分隔壁精馏塔塔顶通入萃取水，根据实际粗甲醇中轻组分的类型和含量不同，萃取剂进料流量可选择为0～30000kg/hr，此时，在加压精馏塔塔底收集的可挥发性重组分杂质以水为主，为保证在加压精馏塔塔底收集的废水能够达到环保排放标准和易于回收利用，所述的步骤(2)中，可选择首先在所述的加压精馏塔底部侧线出料收集中间组分杂质；这样，从塔底收集的废水为不含中间组分的软水；为进一步节省水源，降低损耗，可将加压精馏塔塔底收集的软水作为分隔壁精馏塔的萃取水的一部分或全部回收利用。