甲醇精馏装置扩能改造运行总结

史保峰

(晋煤天源化工有限公司山西高平048400)



甲醇精馏装置扩能改造运行总结

史保峰

(晋煤天源化工有限公司山西高平048400)

晋煤天源化工有限公司采用常压固定层间歇制气，在压力>3.5 MPa条件下采用CO全低变流程并联产甲醇。原有甲醇精馏装置采用三塔流程，装置规模为50 kt/a。为了进一步增产降耗、降低生产成本，在甲醇合成岗位增加循环机，提高入口CO含量，即在原有甲醇精馏装置基础上进行扩能改造，要求改造后精甲醇产量达100 kt/a，精甲醇产品质量满足GB 338—2011优等品的要求。

1　改造前精馏工艺流程

从甲醇罐区来的粗甲醇呈弱酸性(pH为5～6)，加入碱液中和至pH为7后，与闪蒸槽来的蒸汽冷凝液在粗甲醇预热器中换热，进料温度达到70 ℃，进入预塔中上部，冷凝液温度由120 ℃降至84 ℃，与加压塔预热器来的蒸汽冷凝液汇合后一起进入冷凝液冷却器，冷却至60 ℃后进入冷凝液槽，经冷凝液泵加压后返回脱盐水站。

预塔底再沸器用0.35 MPa、148 ℃的蒸汽间接加热，预塔顶部出来的甲醇、二甲醚、甲酸甲酯、水及不凝气体等馏分(温度为68 ℃)经预塔一冷后，由预塔回流泵送至预塔顶部回流。未冷凝的轻组分及不凝气体经汽液分离器分离后作为燃料回收，或经液封槽高点放空。预塔底部为脱醚后的甲醇(82 ℃)，预塔回流槽和汽液分离器可采出少量轻馏分进入异丁基油槽。脱醚后甲醇由预后泵送至加压塔预热器，将进料温度加热至110 ℃后再送至加压塔中下部。

加压塔预热器用闪蒸槽来的低压蒸汽为热源，冷凝温度为120 ℃；加压塔再沸器也采用0.35 MPa蒸汽间接加热，加压塔顶部出来的甲醇蒸气进入冷凝再沸器冷凝，冷凝液进入常压塔中下部；加压塔上部侧线采出精甲醇，经加压塔冷却器冷却后进入精甲醇中间槽。

常压塔底部的冷凝再沸器作为塔底再沸器，使用加压塔顶部甲醇蒸气冷凝热作为再沸热源。常压塔顶部出来的甲醇蒸气经常压塔冷凝器冷却后进入回流槽，液相由常压塔回流泵作为塔顶回流，未冷凝轻组分经常压塔液封槽排入大气。常压塔回流液采出精甲醇，经常压塔精甲醇冷却器冷却后送至精甲醇中间槽；常压塔中下部采出的异丁基油经异丁基油冷却器冷却后送至异丁基油槽，再由异丁基油泵打入甲醇罐区。常压塔底部的废水(107 ℃，含甲醇质量分数<0.01%)经残液冷却器冷却至40 ℃，然后由残液泵升压后送至污水处理工段。

2　改造原则和方案

改造原则：尽量利用原有设备，少改动或者不改动原有设备；当设备余量确实不够时，可采取并联新设备的方式，做到投资最省、改造工期最短、操作灵活。

从节约改造成本和节能的观点出发，改造后新增1台常压塔。新增的常压塔与原装置共用原有的预塔，新增的常压塔塔顶采出精甲醇，中部采出异丁基油，底部采出废水。预塔增加1台再沸器，与原再沸器对称布置，将提馏段组片式波纹填料更换为金属板波纹填料。

3　改造后精馏工艺流程

从双甲工段或甲醇罐区来的粗甲醇呈弱酸性(pH为5～6)，加入碱液中和至pH为7后，与闪蒸槽来的蒸汽冷凝液在粗甲醇预热器中换热，进料温度达75 ℃后进入预塔中上部。来自粗甲醇预热器的蒸汽冷凝液，与加压塔预热器和常压塔蒸汽再沸器来的蒸汽冷凝液汇合后一起进入冷凝液冷却器，冷却至60 ℃后进入冷凝液槽，经冷凝液泵加压后返回脱盐水站。

预塔底再沸器用0.35 MPa蒸汽间接加热，预塔出来的甲醇、二甲醚、甲酸甲酯、水以及不凝气体等馏分(温度约70 ℃)经预塔一冷和预塔二冷冷凝冷却后进入回流槽，由预塔回流泵送至预塔顶部回流。未冷凝的轻组分及不凝气体经气液分离器分离后作为燃料回收，或经液封槽高点放空。预塔底部位脱醚后的甲醇(76 ℃)，预塔回流槽和汽液分离器可采出少量轻馏分进异丁基油槽。脱醚后甲醇由预后泵加压后分为2股：一股送至加压塔预热器，将进料温度加热至103 ℃后再送至加压塔(E40502)中下部；另一股送至新增的常压塔中下部。

加压塔预热器用闪蒸槽来的低压蒸汽为热源，冷凝温度为131 ℃。加压塔再沸器也采用0.35 MPa蒸汽间接加热，加压塔顶部出来的甲醇蒸气进入冷凝再沸器冷凝冷却后进入回流槽，由加压塔回流泵送至加压塔顶部回流。加压塔底部为甲醇水溶液，减压后进入常压塔中下部。加压塔上部侧线采出精甲醇，经精甲醇冷却器冷却后送入精甲醇计量槽。

常压塔底部设有塔底再沸器，使用加压塔顶甲醇蒸气冷凝热作为再沸热源。常压塔顶部出来的甲醇蒸气经常压塔冷凝器冷却后进入回流槽，液相由常压塔回流泵作塔顶回流，未冷凝轻组分经液封槽排入大气。常压塔回流采出的精甲醇经精甲醇冷却器冷却后送至精甲醇计量槽。常压塔中下部采出的异丁基油经异丁基油冷却器冷却后，送至异丁基油槽出售或回收。常压塔底部的废水(107 ℃，含甲醇质量分数<0.01%)经残液泵升压后，与来自新增常压塔塔底的废水混合，然后经残液冷却器冷却至40 ℃，最终送出界区。

新增常压塔底部蒸汽再沸器采用0.35 MPa蒸汽间接加热。新增常压塔流程与原常压塔流程类似，此处不再赘述。新增残液泵与原残液泵共用1台备用泵。

所有事故状态或开、停车状态的排污甲醇统一送至地下槽，经地下槽泵加压后送粗甲醇槽。

4　改造效果

扩能改造后，对甲醇精馏系统进行了为期3 d的负荷考核，实际达到的运行指标如下：①考核期间，精甲醇均为优等品，满足GB 338—2011优等品的要求；②考核期间，平均负荷为21.2 m3/h，日均产甲醇326.5 t，负荷100%，按年运行300 d计，则年产甲醇97 950 t，达到了设计负荷；③考核期间，排放废水中甲醇质量分数为0.01%，低于指标0.03%，达到了设计要求；④吨甲醇蒸汽消耗为1.25～1.35 t。

通过此次甲醇精馏装置扩能改造，装置达100 kt/a的处理能力，增大了装置的操作弹性，为企业增产降耗打下了坚实的基础。

2015- 12- 09)