甲醇精馏工艺——MVR精馏技术技术背景
精馏是化工行业常用的分离操作,但传统精馏工艺能耗高,热力学效率低。在精馏操作中,仅有约5%的能量用于组分分离,剩余约95%的能量会被分离组分以及冷却水带走,节能潜力巨大。MVR精馏技术正是为解决这一问题而发展起来的。
甲醇精馏工艺——MVR精馏技术
技术原理
MVR技术以消耗少量压缩机压缩功为代价,将二次蒸气携带的大量低品位废热提升至高品位重新利用,因此又被称为MVR热泵技术。
将MVR热泵技术与传统精馏生产过程相结合,充分回收塔顶蒸气的潜热,减小精馏系统中冷、热公用工程的消耗量。
甲醇精馏工艺——MVR精馏技术
?适用情况
沸点差与经济性:一般只要塔顶和塔底温差小于36℃,采用MVR精馏技术可获得较好的经济效果。若温差较大,也可采用分割式热泵精馏技术,如在乙醇分割式热泵精馏技术中,上塔温差可控制在10℃以内。
工厂条件:如果工厂蒸汽供应不足或价格偏高,需要减少蒸汽用量或取消蒸汽再沸器;或者冷却水不足、冷却水温偏高、价格偏贵,需要采用制冷技术或其他方法解决冷却问题时,可考虑使用MVR精馏技术。
甲醇分离中的应用
工艺选择:由于甲醇和水的沸点和汽化潜热相差较大,采用热泵精馏处理含甲醇废水时,需采用分段式MVR热泵精馏技术。
能耗与经济性对比:在能耗和经济性两方面与常规精馏进行对比,结果表明分段式MVR热泵精馏技术比常规精馏能耗节省约70%。虽然分段式MVR热泵精馏技术一次性投资较高,但结合能耗对比结果,短期内能收回成本。
与常规精馏工艺对比
常规精馏工艺:是高温热源向塔底供热,塔顶蒸汽潜热用低温冷源把热量移走,造成了热量的不可逆性,导致热力学效率较低,能耗较高。
MVR热泵精馏工艺:基于蒸汽潜热再利用的一种非常高效的节能手段,利用MVR热泵技术回收精馏塔塔顶蒸汽的潜热,再根据分离塔系的温度差,应用热集成技术,可大程度地发挥精馏过程的节能优势。
优势
节能与经济效益:MVR精馏工艺,无论是带热集成的还是不带热集成,与常规精馏工艺相比,节能幅度均大于50%以上,年总费用TAC均降低接近61%左右,综合经济效益明显
热力学效率提升:带热集成的MVR精馏工艺与不带热集成的MVR精馏工艺相比,在能耗和综合经济效益方面优势相当,但热力学效率提高了约9.5%。且就带热集成的MVR精馏工艺而言,相邻塔间的热集成要比跨塔间的热集成、顺沸点梯度热集成要比逆沸点梯度热集成更具优势。
应用前景:随着其关键设备蒸汽压缩机的推广使用及国产压缩机技术的日趋成熟,该节能工艺路线具有巨大的应用价值和市场潜力。