熱泵耦合甲醇多效精餾節能新工藝

王東亮，孟文亮，楊勇，董鵬，李春強

（蘭州理工大學石油化工學院，甘肅蘭州730050）

甲醇是一種重要的基本化工原料，可用于合成烯烴、汽油、二甲醚等化工產品[1]。粗甲醇的提純主要依靠精餾過程實現。Meyers[2]提出了由預精餾塔、高壓塔和常壓塔構成的三塔精餾工藝，實現高壓塔和常壓塔的雙效熱集成。為了降低廢水中甲醇和雜醇油的含量，在常壓塔后增加一個甲醇回收塔，形成四塔雙效精餾工藝，比傳統雙塔精餾方案節能30%左右[3]。針對四塔雙效精餾工藝，Feng等[4]研究發現高壓塔能耗占整個流程總能耗的40%左右，通過在高壓塔和常壓塔之間引入一個中壓塔，形成熱集成的五塔多效精餾工藝，相比四塔雙效精餾工藝節能33.6%。對五塔多效精餾工藝研究發現，常壓塔塔頂冷凝負荷占整個系統冷凝負荷的68.65%，該部分冷凝潛熱品位較低（73.2℃左右），由冷卻水降溫后成為廢熱，尚未利用，具有低溫余熱利用的節能潛力。

熱泵可以提升低溫能源溫位，減少高品位能源的消耗。在特定的條件下，熱泵輔助精餾（HPAD）相比單塔精餾可節能約20%～50%[5-6]。Sun 等[7-8]將熱泵技術引入到四塔雙效精餾工藝中，采用了間接式（VC）、機械蒸汽再壓縮式（MVR）和釜底閃蒸式（BF）3種熱泵輔助精餾工藝，其中VC 工藝較常規四塔雙效精餾工藝冷、熱負荷分別降低36.8%和41.9%。

本研究針對五塔多效精餾工藝中的常壓塔塔頂冷凝潛熱的利用問題，引入機械蒸汽再壓縮式（MVR）熱泵技術，將常壓塔塔頂蒸汽由73.24℃提高到102.35℃，與常壓塔輔助再沸器實現熱集成，形成熱泵耦合多效甲醇精餾工藝。……