甲醇分离器改造运行小结

曾庆颜 叶响铃

(福建省长庆化工有限公司 福建漳州363902)

福建省长庆化工有限公司(以下简称长庆公司)30 kt/a甲醇生产系统(单醇生产装置)配置Φ1 400 mm甲醇分离器，采用机械式分离，分离效率较低，气体中带出甲醇液雾，在循环机进口管排污阀有甲醇液滴出现。为改善实际生产中循环机带液、装置生产能力低、产品流失、副反应多等现象，经反复研讨，决定采用高效分离技术改造甲醇分离器，利用原设备外壳，采用高效分离内件，根据系统实际状况，结合拟改设备的结构参数进行改造。

1 主要工艺参数及工艺流程

主要工艺参数：循环气量96 000 m3/h(标态)，工作压力5.2 MPa，出甲醇分离器温度≤40 ℃，进、出塔气中甲醇体积分数分别为1%左右和5%左右。甲醇生产系统工艺流程见图1。

图1 甲醇生产系统工艺流程

2 问题讨论分析

长庆公司甲醇生产工艺属于典型的鲁奇工艺，甲醇单程转化率较低、循环量较大，故对甲醇分离器的分离效率有更苛刻的要求。由于传统机械式分离结构分离效率低，导致大量未被分离的甲醇在系统中进行循环，对甲醇生产造成以下负面影响。

(1)系统甲醇分离是在1台甲醇分离器内完成，如果分离效果不好，会使甲醇收率下降，产量降低。

(2)分离甲醇后的气体进行循环，未被分离出的甲醇即在系统内进行循环，加大了系统的循环量，使系统能耗上升。

(3)合成塔进口气体中甲醇含量升高，表现最明显的是最上层催化剂床层温度迅速下降，液态甲醇被汽化，合成反应恶化，塔内压力上升，甚至超压被迫放空，甲醇合成率下降。

(4)部分未被分离出的甲醇带入循环机，造成循环机气阀易损坏；严重时，产生“液击”现象，进而损坏气缸和活塞，影响系统的安全生产。

综上所述，甲醇分离效果的好坏对合成反应有很大影响。该单醇生产装置采用低压工艺，使用均温型合成塔内件和机械式分离内件，进塔气中甲醇体积分数在1 %左右，出塔气中甲醇体积分数在5%，即系统存在20%的甲醇进行循环，影响了甲醇的产量和能耗。为了彻底解决上述问题，决定采用高效分离内件改造原甲醇分离器。

3 高效甲醇分离器内件的结构特点

(1)高效甲醇分离器采用四级分离：第1级分离是内件外筒的螺旋羽片进行机械分离，第2级采用旋流板结构进行分离，第3级采用丝网结构进行分离，第4级采用膜分离。

(2)设有防结蜡装置。集成膜甲醇分离器内件在应用的过程中，会出现少量的蜡挂在微滤元件表面，引起分离器阻力上升、分离效果下降，在高效甲醇分离器内件中采用防结蜡装置，可避免生产中由于结蜡阻塞内件影响生产的现象，保持系统高效安全运行。

(3)高压设备不需开孔。各级分离结构相对独立又相互关联，采用统一的底部排液，避免了高压设备的开孔，减轻了设备的安装、清洗和检修负担。

4 改造方案及技术指标

改造于2011年12月大修期间进行，2012年3月投运。在现有生产规模不变的情况下，保持中压设备外壳不更换，仅将Φ1 400 mm甲醇分离器内件改造为高效甲醇分离器内件，投资约30万元。

高效甲醇分离器内件技术指标：ZH-2型内件，过滤精度0.01 μm，残余含液质量浓度≤0.01 mg/m3，初始压力降≤0.015 MPa，滤芯正常使用寿命≥20 000 h。

5 效益分析

改造前，进、出塔气中甲醇体积分数分别为1.10%和5.20%；改造后，进、出塔气中甲醇体积分数分别为0.48%和5.40%。高效甲醇分离器投用后，甲醇分离器后气体中甲醇体积分数由原先的1.0%左右降至0.5%左右，由此醇净值(甲醇合成塔出口甲醇含量与进口甲醇含量的差)将提高10%～15%；在不改变原料气组分、不增加原料气量的情况下，甲醇收率可提高8%左右，即甲醇产量提高5%；以年产30 kt甲醇规模计，则年增产甲醇1 500 t；甲醇若按市场价2 800元/t计，则年新增利润420万元左右，即1个月就能收回全部投资。