大型甲醇制二甲醚装置节能探讨

作者/来源：陶 涛，彭 奕(四川天一科技股份有限公司，四川成都 610225)   日期： 2009-04-13   点击率：2954

二甲醚（DME）是重要的化工原料，可用于许多精细化学品的合成，还可以作为合成汽油和稀烃的中间体；二甲醚在制药、燃料、农药等化学工业中也有许多独特的用途，可以替代部分氯氟卤代烃用作气溶胶喷射剂和制冷剂；高浓度的二甲醚可作为麻醉剂；此外二甲醚还作为城市煤气和液化气的代用品，目前有研究表明也可作为汽车燃料。 随着对二甲醚用途的不断开发，二甲醚需求量也越来越大，所以二甲醚生产装置的大型化成为必然趋势。由于大型装置的能耗绝对量大，对于大型二甲醚装置如何更有效地利用能源就显得非常重要。本文以1 Mt/a(125 t/h)规模的甲醇气相催化法制二甲醚装置作为研究基础，采用流程模拟软件，考察不同工艺流程以及系统内部余热利用方式对能耗的影响。以期达到合理利用能源、节能降耗的目的。 文中所列蒸汽的量均按1.0 MPa级蒸汽折算而得。 1  二甲醚精馏塔釜液——水甲醇混合液中甲醇回收方式对能耗的影响 气相甲醇经过二甲醚反应器后生成粗甲醚，粗甲醚含二甲醚、水、甲醇等组分。粗甲醚需经过二甲醚精馏塔分离提纯，塔顶得到产品二甲醚，塔釜得到约含42%（质量分率）甲醇的水甲醇混合液。对精馏塔釜液水甲醇混合液的处理有两种方案。 方案一  设置专门的甲醇回收塔，对精馏塔釜液采取再次精馏的方式进行甲醇和水的分离，提纯后的甲醇返回甲醇原料系统，和新鲜甲醇一起经过汽化后进入二甲醚反应器参加反应，甲醇回收塔釜液经冷却后排出系统。 方案二  出精馏塔的釜液直接返回原料甲醇汽化塔，作为汽化塔的第二进料从塔的中部进入，第一进料液是进入装置的原料甲醇。汽化塔对甲醇水溶液进行分离提纯，甲醇蒸汽进入二甲醚反应器参加反应，水分集中到汽化塔釜，经冷却后排出系统。 对两种方案进行流程模拟，为保证模拟所得数据具有可比性，特做如下假定： （1）甲醚精馏塔釜出液和原料甲醇组成及量采用同一套数据； （2）甲醇原料预热给定一热量。 （3）汽化塔采用同一模型。 （4）方案一甲醇分离时采用常压精馏，并采用最小回流比，以使所得能量消耗值为最低。 在以上输入、输出条件下，对方案一和方案二分别进行模拟，结果表明，方案二每吨产品二甲醚所消耗的水蒸气可减少0.4 t。 由于方案一对水甲醇混合液进行精馏操作，需要对甲醇多次汽化....