甲醇生产技术第七章粗甲醇的精制

《甲醇生产技术第七章粗甲醇的精制》由会员分享，可在线阅读，更多相关《甲醇生产技术第七章粗甲醇的精制（54页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。

1、第七章 粗甲醇的精制,甲醇生产技术,粗甲醇精馏的工艺流程,2,精甲醇精馏的主要设备,3,粗甲醇的精制原理,1,第七章 粗甲醇的精制,粗甲醇的精馏操作,4,第一节 粗甲醇的精制原理,1,2,粗甲醇的组成,粗甲醇中杂质的分类,3,4,粗甲醇的质量指标及分析方法,精制的要求及方法,一、粗甲醇的组成,甲醇合成的生成物与合成反应条件有密切的关系，虽然参加甲醇合成反应的元素只有C、H、O三种，但是由于甲醇合成反应受合成条件，如温度、压力、空间速度、催化剂、反应气的组成及催化剂中微量杂质等的影响，在产生甲醇反应的同时，还伴随着一系列副反应。,一、粗甲醇的组成,一、粗甲醇的组成,表7-2 按沸点顺序排列的粗甲

2、醇组分,二、粗甲醇中杂质的分类,1.有机杂质 有机杂质包含了醇、醛、酮、醚、酸、烷烃等有机物，根据其沸点，将其分为轻组分和重组分。 2.水 粗甲醇中的水是一种特殊的杂质，水的含量仅次于甲醇，水与甲醇的分离是比较容易的。,二、粗甲醇中杂质的分类,3.还原性物质 （1）异丁醛 亦称2-甲基丙醛，其分式为 ，沸点64.5，与甲醇的沸点很接近。它是很活波的化合物，由于碳氧双键的存在，异丁醛很容易被氧化，即便很弱的氧化剂，也能将其氧化： ，若在醇溶液中氧化，可以生成酯。,二、粗甲醇中杂质的分类,（2）丙烯醛 分子式CH2CHCHO,沸点52.5,易溶于水和乙醇。丙烯醛是 、 不饱和醛，其分子中的碳碳双键

3、因邻近羰基的关系变得非常活泼。丙烯醛具有烯和醛的性质，还原性很强，对甲醇稳定性影响很大。,二、粗甲醇中杂质的分类,（3）二异丙基甲酮 分子式为（CH3）2CHCOCH(CH3)2 ,沸点123.7。二异丙基甲酮是含 叔氢的酮类，很活泼，在碱性溶液中容易向烯醇式互变异构体转化：,二、粗甲醇中杂质的分类,（4）甲酸 甲酸俗称蚁酸，分子式： 是无色有刺激性气味的液体，沸点100.5 ，能与水、乙醇、乙醚混溶。 甲酸可被一般氧化剂氧化生成二氧化碳和水。,二、粗甲醇中杂质的分类,4.增加电导率的杂质 粗甲醇中的胺、酸、金属以及不溶物残渣的存在，会增加其电导率。 5.无机杂质 粗甲醇中除含有合成反应中生成

4、的杂质以外，还有从生产系统中夹带的机械杂质及微量其他杂质。,三、精甲醇的质量标准及分析方法,1.质量标准,三、精甲醇的质量标准及分析方法,表7-4 其他主要工业国家甲醇质量标准,三、精甲醇的质量标准及分析方法,2.分析方法 （1）密度 （2）蒸馏量 （3）醛酮含量 （4）高锰酸钾实验 （5）水溶性 （6）沸程 （7）酸度 （8）碱度,三、精甲醇的质量标准及分析方法,四、精制的要求及方法,1.精制要求,四、精制的要求及方法,2.精制方法 （1）物理方法蒸馏 （2）化学方法 在弱碱性的甲醇溶液中，高锰酸钾按下式进行分解 2KMnO4 2MnO2 + K2O + 3O,四、精制的要求及方法,然后，与

5、还原性杂质反应,四、精制的要求及方法,但，温度高于30时，甲醇亦被氧化，产生下列反应,第二节 粗甲醇精馏的工艺流程,1,2,带有高锰酸钾反应的精馏流程,单塔流程,3,4,双塔流程,制取高纯度甲醇流程,5,双效法三塔粗甲醇精馏工艺流程,第二节 粗甲醇精馏的工艺流程,试验证明，粗甲醇的杂质含量主要取决于催化剂本身的选择性，而反应温度、反应压力对其影响并不显著，表7-6列出了铜系催化剂在不同温度、压力下合成的粗甲醇杂质含量（空速1000h-1 ,气体组成CO+CO2+H2=73.2% 、 N2+CH4=26.8%）。,表7-6 不同条件下合成粗甲醇（铜系催化剂）的杂质含量，%,一、带有高锰酸钾反应的

6、精馏流程,用锌铬催化剂在30MPa压力下合成的粗甲醇，由于在高温高压下合成，所生产的粗甲醇中杂质相应增加，尤其是还原性物质明显增加。因此，在粗甲醇精制时需特别注意处理其中的还原性物质。,一、带有高锰酸钾反应的精馏流程,一、带有高锰酸钾反应的精馏流程,二、单塔流程,三、双塔流程,四、制取高纯度甲醇流程,五、双效法三塔粗甲醇精馏工艺流程,五、双效法三塔粗甲醇精馏工艺流程,表7-8 精馏物料发布表,第三节 精甲醇精馏的主要设备,1,2,精馏塔,再沸器,3,冷凝器,一、精馏塔,1.预精馏塔 预精馏塔的主要作用是： 第一，脱除粗甲醇中的二甲醚； 第二，加水萃取，脱除与甲醇沸点相近的轻馏分； 第三，除去其

7、他轻组合有机杂质。通过预精馏后，二甲醚和大部分轻组分基本脱除干净。,一、精馏塔,2.主精馏塔 主精馏塔的作用是： 第一，将甲醇组分和水及重组分分离，得到产品精甲醇；第二，将水分离出来，并尽量降低其有机杂质的含量，排出系统； 第三，分离出重组合-杂醇油； 第四，采出乙醇，制取低乙醇含量的精甲醇。,二、再沸器,再沸器通常采用固定管板式换热器，置于精馏塔底部，用管道与塔底液相相连，液体依靠静压，在再沸器中维持一定高度的液位。,三、冷凝器,1.固定管板式水冷凝器,三、冷凝器,2.翅片式空气冷凝器,第四节 粗甲醇的精馏操作,1,2,正常操作的根据,温度的控制,3,4,影响精馏操作的因素与调节,产品质量的

8、控制,一、正常操作的根据,1.物料平衡若 ，对主精馏塔中 （即塔釜甲醇组分）含量接近0，实际上即 。 若 ,即 。这正与前一种情况相反，塔内各点温度下降，甲醇组分下移，以致 大大超出指标，而造成甲醇有效组分的损失。,一、正常操作的根据,2.汽液平衡3.热量平衡,二、温度的控制,为了控制三个平衡，进行操作调节的参数较多，如压力、温度、组成、负荷、回流量、回流比、采出量等等。而经常用以判断精馏塔三个平衡的依据及调节平衡的主要的参数均为精馏塔的温度。塔温随着其他操作因素的变化而变化。,二、温度的控制,二、温度的控制,塔顶温度。 精馏段灵敏板温度。 塔釜温度，如果塔内分离效果很好，釜液为接近水的单一组

9、分，其沸点约为106110（与塔釜压力有关）。 提馏段灵敏板温度。,三、影响精馏操作的因素与调节,1.进料状态 主精馏塔的进料状态有五种情况： 冷液进料（ ）； 泡点进料（ ）； 气液混合物进料（ ）； 饱和蒸汽进料（ ）； 过热蒸汽进料（ ） 。,三、影响精馏操作的因素与调节,三、影响精馏操作的因素与调节,2.进料量和进料组成 甲醇精馏塔进料量和组成改变时，都会破坏塔内物料平衡和汽液平衡，引起塔温的波动，如不及时调节，将会导致精甲醇的质量不合格或者增加甲醇的损失。,三、影响精馏操作的因素与调节,3.回流比 回流比对精馏塔的操作影响很大，直接关系着塔内各层塔板上的物料浓度的改变和温度的分布，最

10、终反映在塔的分离效率上，是重要的操作参数之一。,三、影响精馏操作的因素与调节,三、影响精馏操作的因素与调节,全回流时，回流比R=，精馏段操作线斜率 ，在y轴上的截矩 ，即操作线与对角线重合，这时所需的理论板最少，但塔的生产能力为零。全回流是操作回流比的上限，正常生产中并不采用。,四、产品质量的控制,1.提高精甲醇的稳定性 稳定性是衡量精甲醇中还原性杂质的多少（高锰酸钾值），也是衡量精甲醇质量的一项重要指标。 （1）预精馏塔操作 （2）主精馏塔,四、产品质量的控制,2.防止精甲醇加水混浊 水溶性（亦称混浊度）是指精甲醇产品加水后出现混浊现象。,四、产品质量的控制,四、产品质量的控制,化学方法鉴定结果表明，其主要组成是C11-C17的烷烃、C7-C10高级醇，同时含少量的烯烃、醛、酮及有机酸。,四、产品质量的控制,3.防止精甲醇水分超标 精甲醇质量标准GB338-92要求水分含量（质量）0.1% ；但针对不同的用户，各生产厂家对精甲醇产品也制定了内控的不同要求，有控制水分0.08%，也有控制水分0.05%的。,Thank you,