ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Новые технологические схемы ректификации метанола-сырца из "Технология синтетического метанола" В зависимости от требуемого качества метанола-ректификата и качества метанола-сырца, а также от наличия низкопотенциального тепла (отходы производства) и других факторов схемы ректификации могут оформляться по-разному. [c.181] Одноколонная схема ректификации. Процесс выделения метанола-ректификата из метанола-сырца можно условно разде лить на две основные стадии очистка от легколетучих примесей (в основном, с температурой кипения ниже, чем у метанола). [c.181] Метанол-сырец подавался на 15-ю тарелку ректификационной колонны с 75 колпачковыми тарелками, фракция метанол— масло — вода отбиралась с 7-й тарелки, колонна работала с флегмовым числом, равным 1,25. Менялись точки отбора метанола и количество предгона, отбираемого от дистиллята. При разделении метанола-сырца (перманганатная проба 11 мин) метанол, отобранный от флегмы, требовал дополнительной очистки на катионитно-анионитном фильтре, чтобы его качественные показатели соответствовали требованиям 1-го сорта (табл. 5.8). Если содержание легколетучих примесей в метаноле, полученном в режиме Я 1, принять за 100%, то в последующих режимах их количество соответственно составляет 14, 13, 104, 10 и 5,7%. Метанол, выделенный по одностадийной схеме из метанола-сырца, полученного в конце пробега катализатора, имел несколько худшие показатели (режим 7). Снятые при этом эпюры распределения перманганатной пробы жидкой фазы по высоте колонны и концентрации примесей (рис. 5.30) показывают, что оптимальным местом отбора метанола является 12-я тарелка ниже ввода флегмы. [c.182] Распределение перманганатной пробы жидкой фазы (а) и концентрации легколетучих примесей без диметилового эфира (б) (% отн. от их содержания в питании). [c.182] ТОЛЬКО из метанола-сырца, содержащего в сумме нонана, декана и ундекана не более 0.0015—0,0020% (масс.) при большем содержании метанол может не выдержать пробу на смешение с водой. В одностадийной схеме можно вести режимы выделения метанола с низким содержанием этанола. [c.184] Двухстадийная схема. Два варианта двухстадийных схем ректификации метанола-сырца, получаемого под давлением 30. МПа, уже рассмотрены выше (см. рис. 5.1 и 5.6). Схема выделения метанола-ректификата высокого качества из метанола-сырца,, синтезируемого под давлением 5 МПа, несколько отличается от рассмотренных специфика этой схемы обусловлена наличием в метаноле-сырце углеводородов (рис. 5.31). [c.184] Исходный метанол-сырец (после нейтрализации органических кислот при изготовлении оборудования из углеродистой стали), подогретый до температуры кипения, подается в колонну 2 предварительной ректификации. С верха колонны выходят пары, содержащие часть неокисленных углеводородов и-легколетучие окисленные углеводороды. После конденсации в конденсаторе 3 и смешения с водой они расслаиваются в разделительном сос де 4 на два слоя. Водный слой возвращается в колонну в качестве флегмы. Легкий углеводородный слой, состоящий преимущественно из углеводородов Сз—С13, выводится из цикла. Легколетучне окисленные углеводороды выводятся из схемы с предгоном колонны предварительной ректификации, растворенные газы с примесями диметилового эфира и других легколетучих углеводородов отводятся после конденсатора 3. [c.184] Выделяемый по такой схеме метанол-ректификат имеет качественные показатели, превосходящие требования к метанолу высшей категории (см. табл. 5.8, режим 8). Установка разделительного сосуда 4 позволяет снизить содержание углеводородов во флегме до 0,05—0,10% (масс.) как на вводе в колонну, так и по высоте укрепляющей части колонны предварительной ректификации и ликвидировать потери метанола с углеводородсодержащей фракцией колонны основной ректификации. На тех производствах, где не установлен такой разделительный сосуд, а вода дозируется на 4 тарелки ниже точки ввода флегмы, на тарелках, расположенных между точками ввода воды и питания, жидкая фаза гетерогенна углеводородная фракция колонны основной ректификации выводится из системы, отбор ее занижен с целью уменьшения потерь метанола, перманганатная проба метанола-ректификата находится на уровне 65—70 мин. [c.185] Двухрежимная двухстадийная схема. Как известно, система метанол —вода имеет положительное отклонение от закона Рауля и характерным для нее в условиях ректификации метанола является большой прирост концентрации низкокипящего компонента на тарелках в середине исчерпывающей части колонны (рис. 5.32, а). Положение рабочей линии исчерпывающей части колонны WA вместо WF незначительно увеличило бы высоту этой части такое положение соответствует, например, двум простейшим случаям дополнительному парообразованию в исчерпывающей части колонны (подвод тепла Qi) или перегреву питания. Для условий колонны основной ректификации предпочтительнее первый случай. Положительной стороной подвода тепла в середину исчерпывающей части колонны является то, что температура кипения здесь (80—85 °С) значительно ниже, чем в кубе (105—115°С), что позволит использовать для процесса низкопотенциальный теплоноситель. Если колонну разделить [148] на две таким образом, чтобы в кубе первой температура кипения была такая же, как и в зоне ввода теплоносителя Q), а в кубе второй концентрация низкокипящего компонента была такая же, как и в зоне ввода теплоносителя Qa, то получим (см. рис. 5.32, б) не только стабильные условия для использования теплоносителя Q , но и возможность применения вторичного тепла конденсации паров верха колонны основной ректификации, если во второй колонне поддерживать рабочее давление выше, чем в первой. Это существенно снизит удельные энергетические затраты на процесс в колонне основной ректификации. [c.186] Приведенные выше решения в схеме ректификации метанола, получаемого при давлении 5 МПа, показаны на рис. 5.33. [c.186] Метанол-сырец подается в колонну предварительной ректификации 1, из которой он выводится очищенный от легколетучих примесей и разделяется на два потока, которые подаются в две колонны основной ректификации. Поток, поступающий в колонну 5, выводится из куба этой колонны с содержанием воды 50% (масс.) он подается в исчерпы-вающую часть колонны В этом потоке выводятся примеси, концентрирующиеся ниже ввода питания. Поскольку количество потока на порядок выше, чем количество отбираемой обычно фракции метанол — масло — вода , концентрация примесей в кубе колонны 5 соответственно во столько раз меньше, чем во фракции метанол — масло — вода обычной колонны. Поэтому колонну 5 называют безмасля-ной . [c.187] Основная масса высококипящих примесей метанола-сырца, вносимых в колонну 6, концентрируется в исчерпывающей части колонны и выводится в виде фракции метанол — масло — вода . Колонну 6 называют масляной . Вода выводится из куба, метанол-ректификат — в виде верхних боковых отборов. Колонна 6 работает под давлением 0,25—0,30 МПа, при флегмовом числе Я= 1,7—1,8, а колонна 5 — при давлении, близком к атмосферному (0,07—0,11 МПа) и флегмовом числе Я= 1,0—1,1. Тепло конденсации паров колонны 6 используется для процесса в колонне 5, и его достаточно для съема до 55% выделяемого метанола-ректификата. [c.187] Получение в колонне 6 метанола с низким содержанием этанола связано с повышенными энергетическими затратами. Поэтому в рассматриваемой схеме безэтанольный метанол-ректификат целесообразно получать на колонне 5. Потребность в стране такого метанола составляет не более 15%, что рассматриваемая схема обеспечивает. При наличии низкопотенциального вторичного тепла может оказаться целесообразной работа обеих колонн основной ректификации под давлением, близком к атмосферному, с использованием этого тепла в колонне 5 либо в колоннах 5 и 6 одновременно. [c.187] В колонне I примеси окисляемых углеводородов традиционно отводятся с предгоном, отбираемым от дистиллята примеси парафиновых углеводородов выделяются из потока внутренней флегмы, отбираемой на 3—4 тарелки ниже тарелки ввода флегмы после разбавления ее водой и расслоения в разделительном сосуде 3. [c.187] Вариант выделения углеводородов из внутренней флегмы имеет два существенных, на взгляд авторов, преимущества. Первое — на тарелках, расположенных над точкой отбора флегмы, идет укрепление паров по низкокипящим компонентам, в предгоне колонны содержится всего лишь 0,5—2% (масс.) воды и нет необходимости в епо дополнительном укреплении в колонне метанол — масло — вода . Второе—снижается коррозионность среды в верху колонны. Во флегме, подаваемой в верхнюю часть колонны 1, содержится повышенное количество диоксида углерода. Диоксид углерода образует с водой угольную кислоту и, соответственно, коррозионную среду. Это нужно учитывать при выборе материала верхних двух тарелок, конденсатора, сборника дистиллята, разделительного сосуда и трубопроводов. В водно-метаноль-яом растворе, содержащем 0,5—3,0% (масс.) воды, угольная кислота образуется в следовых количествах. В разделительный сосуд 3 может отводиться додекан-тридекановая фракция из колонн 5 к 6. Предгон колонн основной ректификации возвращается в колонну 1. [c.187] Вернуться к основной статье