連續(xù)蒸餾塔在回收糖精廢液中甲醇的應用

祝 新 紅

（中平能化集團開封興化精細化工廠， 河南 開封 475003）

連續(xù)蒸餾塔在回收糖精廢液中甲醇的應用

祝 新 紅

（中平能化集團開封興化精細化工廠， 河南 開封 475003）

介紹了連續(xù)蒸餾塔在回收糖精廢液中甲醇的應用，并采用了直接蒸汽加熱、蒸發(fā)式冷凝器、金屬絲網(wǎng)填料和鮑爾環(huán)配合使用等新工藝，解決了提留段的堵塞問題，冷卻時需大量循環(huán)水，電耗高等一系列問題，降低了糖精生產(chǎn)中的甲醇消耗，取得了良好的社會效益和經(jīng)濟效益。

連續(xù)蒸餾塔； 回收； 糖精廢液；甲醇

中平能化集團開封興化精細化工廠原來采用5臺直徑800 mm的間歇蒸餾塔，日處理糖精廢液可達到300 t，隨著我廠系列產(chǎn)品開發(fā)力度的加大，日處理糖精廢液的能力需進一步增加，況且根據(jù)國家節(jié)能減排的要求，我廠提出了“節(jié)能減排、降耗增效”的奮斗目標，因此我們通過對間歇蒸餾和連續(xù)蒸餾的比較，決定由一個直徑1 600 mm的連續(xù)蒸餾塔取代原來的6臺直徑800 mm的間歇蒸餾塔，并通過直接蒸汽加熱的方式成功解決了提餾段結(jié)垢堵塞的問題，取得了較好的經(jīng)濟效益和社會效益。

1 間歇蒸餾存在的問題與不足

1.1 間歇蒸餾處理量小 耗能大

間歇蒸餾又稱分批蒸餾，料液進入臥式再沸器，逐步蒸汽加熱氣化，蒸出的氣體進入精餾塔，待釜液組分降至一定值時將其一次排出，由于料液是分批進入的，需要經(jīng)過進料、升溫、蒸餾、采出低含量等過程，而且采出的低含量需經(jīng)過二次精餾，因此，間歇精餾塔處理量小，不能滿足生產(chǎn)需要；進入再沸器的料液沒法利用釜液對進料進行換熱，是冷料液，因此相比于連續(xù)精餾利用釜液對進料進行換熱，間歇塔能耗大。間歇蒸餾流程示意圖1。

圖1 間歇蒸餾流程示意圖Fig.1 The sketch map of the batch distillation

從圖1可以看出，間歇蒸餾只有精餾段而無提餾段。因此，獲得同樣的塔頂、塔底組分的產(chǎn)品，間歇蒸餾能耗必大于連續(xù)精餾。

1.2 易結(jié)垢 能耗大

間歇蒸餾采用列管式冷凝器，用循環(huán)水降溫，易結(jié)垢，能耗大。

① 由于循環(huán)水易結(jié)垢，需每3個月對冷凝器進行清洗一次，每次清洗費用2萬元。另外，經(jīng)常清洗冷凝器也縮短了設(shè)備的使用壽命。

② 采用循環(huán)水降溫，由于冷凝器內(nèi)不斷進行熱交換，水要連續(xù)循環(huán)，需要有循環(huán)水池、循環(huán)泵等輔助設(shè)備，占地面積大，耗能量大。日處理300 t糖精廢液需200 t/h循環(huán)水。

1.3 需要清洗費用

間歇塔采用臥式再沸器，再沸器采用列管式換熱器易結(jié)垢，需每4個月對再沸器進行清洗，每次清洗需要一定的費用。結(jié)垢現(xiàn)象縮短了設(shè)備的使用壽命。

2 連續(xù)精餾及優(yōu)點

2.1 連續(xù)精餾塔的特點

① 多次部分氣化，多次部分冷凝。

② 進料位置：不在塔頂，也不在塔底，在塔體的某處進料，相當于篩板塔的進料板處，此處液體組分與進料的組成接近。若將料液從這里不斷加入，進行連續(xù)操作，則塔的操作條件將不會有大的變化。從塔頂冷凝器可連續(xù)導出接近于純的易揮發(fā)組分的餾出液，而在塔底可得到接近于純的難揮發(fā)組分的餾殘液。

2.2 連續(xù)精餾塔的優(yōu)點

① 操作條件可以穩(wěn)定不變，便于控制，產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定，可以實現(xiàn)自動化，減輕勞動強度；

② 連續(xù)操作可以節(jié)省進料、預熱升溫、停車出料的時間，設(shè)備利用率高，生產(chǎn)能力提高；

③ 可以利用熱交換設(shè)備，回收塔底熱液體所帶出的熱量，節(jié)約能量的消耗。

2.3 規(guī)整填料

連續(xù)精餾塔填料采取散裝填料和規(guī)整填料相結(jié)合的方式,規(guī)整填料的優(yōu)點:

① 壓降非常小；

② 熱、質(zhì)交換充分，分離效率高，使產(chǎn)品的提取率提高；

③ 操作彈性大，不產(chǎn)生液泛或漏液，負荷調(diào)節(jié)范圍大，適應性強；

④ 液體滯留量少，啟動和負荷調(diào)節(jié)速度快。

⑤直接蒸汽加熱，解決了提溜段的結(jié)垢問題。

散裝填料的優(yōu)點是易更換、易清洗。將散裝填料和規(guī)整填料相結(jié)合，既提高了換熱效率，一旦結(jié)垢又便于更換、清洗。

2.4 連續(xù)精餾工藝流程圖

連續(xù)精餾工藝流程圖如圖2。

3 間歇蒸餾與連續(xù)精餾對比

3.1 連續(xù)精餾塔降低甲醇消耗，節(jié)約蒸汽

通過對表1數(shù)據(jù)分析可認為：我廠采用連續(xù)精餾運轉(zhuǎn)情況良好，甲醇單耗與汽單耗大大降低，完全達到預期目標。

圖2 連續(xù)蒸餾流程示意圖Fig.2 The sketch map of the continuous rectification column

表1 間歇塔與連續(xù)塔甲醇消耗與蒸汽消耗對比Table 1 Comparison of methyl alcohol consumption and steam consumption between the batch distillation and the continuous rectification

3.2 連續(xù)精餾降低電能

① 間歇蒸餾冷凝器采用循環(huán)水降溫，需要兩臺110 kW循環(huán)水泵連續(xù)工作，此過程電機消耗能量：110×2=220 kW/h。

② 連續(xù)精餾冷凝器采用兩臺蒸發(fā)冷，每臺蒸發(fā)冷需要5.5 kW水泵2臺，11 kW風機2臺，此過程電機消耗能量：（5.5×2＋11×2）×2＝66 kW/h。

3.3 連續(xù)精餾塔增加處理能力

① 間歇塔：5個直徑800 mm的間歇蒸餾塔，一個塔每天處理4輪，每輪可處理母液15 t，每天處理量：4×15×5=300 t。

② 連續(xù)精餾塔：一個直徑1 600 mm的連續(xù)精餾塔，進料量22 t/h,每天處理量：22×24=528 t。

3.4 連續(xù)精餾采用蒸汽直接加熱節(jié)約成本

連續(xù)精餾蒸汽直接加熱，精餾塔內(nèi)增加了氣提段，在進料處液體組分與進料的組成接近，此處填料不易結(jié)垢。采用蒸汽直接加熱的方法延長了填料使用時間，減輕勞動強度，節(jié)約成本。

3.5 環(huán)保節(jié)能

連續(xù)塔采用蒸發(fā)式冷凝器，蒸發(fā)式冷凝器具有安裝方便、高效、節(jié)水、省電、運行費用低、不污染環(huán)境、使用壽命長及維修簡便等眾多優(yōu)點，是新一代環(huán)保節(jié)能型冷凝器。

① 蒸發(fā)式冷凝器消耗冷卻水量少

蒸發(fā)式冷凝器是以水和空氣作為冷卻介質(zhì)，是利用水的汽化以帶走氣態(tài)制冷劑冷凝過程放出的凝結(jié)潛熱，因此，其所消耗的冷卻水只是補給散失的水量，這比列管式冷凝器的冷卻水用量要少得多，蒸發(fā)冷冷凝水使用軟水，減輕冷卻盤管上的結(jié)垢現(xiàn)象。

② 蒸發(fā)式冷凝器所需傳熱面積約為水冷式的2倍，而冷凝溫度可以保持在35～37 ℃以下。全面權(quán)衡蒸發(fā)式冷凝器和列管式冷凝器的優(yōu)缺點，使用蒸發(fā)式冷凝器是經(jīng)濟的。

我廠采用連續(xù)蒸餾后，增加了母液處理量，滿足生產(chǎn)需要，技術(shù)達到國內(nèi)同業(yè)行領(lǐng)先水平，甲醇產(chǎn)品的質(zhì)量和甲醇消耗均為國內(nèi)歷史最好水平，降低了生產(chǎn)消耗。連續(xù)精餾塔的使用，順應國家提倡的節(jié)能減排的號召，具有良好的社會效益和經(jīng)濟效益。

4 結(jié)束語

采取這種方式回收糖精母液中的甲醇，雖然提高了甲醇回收率，但母液中仍有1%左右的甲醇未被回收，需進一步探討。

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［2］天津大學，等.基本有機合成工廠裝備[M]. 北京：中國工業(yè)出版社，1963.

［3］姚玉英.化工原理[M]. 天津:天津大學出版社，2004.

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Application of the Continuous Rectification Column in Recovering Methyl Alcohol From Saccharin Waste Liquid

ZHU Xin-hong
(Pingdingshan Coal Industry Group Kaifeng Xinghua Fine Chemical Factory ,Henan Kaifeng 475003,China)

Application of the continuous rectification column in recovering methyl alcohol from saccharin waste liquid was introduced. Some new techniques including direct steam heating, evaporative condenser, metal wire packing and pall ring were used to solve a series of problems, such as stripping section blockage, massive circulating water demand during cooling, high power consumption and so on. At the same time, the methyl alcohol consumption in the saccharin production was lowered ,and good social efficiency and economic efficiency were obtained.

Continuous rectification column; Recovering; Saccharin waste liquid; Methyl alcohol

TQ 028.3+1

A

1671-0460（2011）12-1291-03

2011-10-22

祝新紅（1969-），男，河南開封人，工程師，1990年畢業(yè)于武漢工程大學（原武漢化工學院），一直從事糖精生產(chǎn)。E-mail:kfzhuxinhong @ sina.com。