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甲醇是一种重要的工业原料,广泛运用于一碳化学的各个邻域中,随着甲醇使用范围的扩大和下游工业的发展,对甲醇的质量要求越来越高。国内以煤为原料的甲醇装置中普遍存在着因乙醇含量高而影响产品质量等级的问题,研究降低甲醇产品中乙醇含量的方法,一方面可以改善产品质量,提高产品市场竞争力,另一方面,为部分对乙醇含量敏感的下游产品,如醋酸,提供合格的原料。某60万吨甲醇装置以煤为原料,设计工艺中产品应达到双A级(乙醇质量分数≤10ppm),而实际工艺产品中乙醇含量高达1200ppm,本文以该甲醇厂的四塔精馏工艺为背景,提出了三种改造方案,用以降低产品中乙醇含量,使产品达到双A级。主要完成了以下工作:(1)采集现场生产数据,运用Aspen plus模拟实际的工艺流程,利用软件的灵敏度分析功能,讨论预塔萃取水量、进料位置、侧线采出位置和回流比对产品中乙醇含量的影响。分析了产品中乙醇含量高的原因,并确定在现有工艺条件下,制取双A级甲醇产品需控制粗甲醇中乙醇含量低于77ppm。(2)提出了一个改进型工艺流程,在原四塔精馏工艺前增加一个脱乙醇塔,用于分离粗甲醇中的乙醇,脱乙醇塔采用热泵精馏的方法可有效地降低装置能耗。对改进后的工艺流程进行了模拟并优化了设计参数,模拟结果表明改进后的工艺流程可得到双A级产品。(3)改进后的工艺流程仍然存在工艺复杂、产品能耗高的缺点,因此设计了一个节能型四塔精馏工艺流程,由脱乙醇塔、预精馏塔、主精馏塔和回收塔四塔组成,脱乙醇塔和主精馏塔都采用热泵精馏的方法,由主精馏塔塔顶采出双A级甲醇产品,新工艺采用常压操作和热泵精馏,与原工艺相比,不仅减少了设备投资而且节能效果明显。(4)对节能型四塔工艺进行了模拟并优化了设计参数,从装置能耗的角度对三种改造方案作经济性分析,并比较了各方案的优缺点。脱乙醇塔采用塔釜液几乎全部汽化的精馏方法,可有效地分离粗甲醇中的微量乙醇,采用热泵精馏的脱乙醇塔和主精馏塔设计时都详细的介绍了设计思路和计算方法,对于其它工艺热泵系统的设计具有一定的参考价值。