降低精馏系统不凝气对环境污染的研究

李建平

(淄矿集团内蒙古黄陶勒盖煤炭有限责任公司，内蒙古 鄂尔多斯 017313)

1 问题的提出

粗甲醇产品是一种化工原料，它里面除了含有大量甲醇外，还含有其他的一些杂质物质，其中水占有很大的比例。另外，粗甲醇中还含有几十种微量的有机杂质，如醛、酮、醚、酸、酯、烷烃、胺和羰基铁等。这些包含有水和其他大量有机杂质的甲醇，通称为粗甲醇。我们的精甲醇就是通过对粗甲醇精馏提纯后得到的。

进入到预精馏塔后的粗甲醇，首先会在预精馏塔中除去粗甲醇中含有的溶解气(CH4、N2、CO、H2、甲酸甲脂、多碳烷烃、CO2、二甲醚)等沸点比较低的物质。通过预精馏塔馏出的气体(0.035MPa、75℃)在出塔以后，会首先经过预塔冷凝器，在被冷凝成65℃左右，膨胀气经过冷却器，会被冷却到40℃左右，这时候会通过不凝气分离器，被冷凝分离。其中，被冷凝后的绝大部分甲醇会被收集到预精馏塔的回流槽部分中。而被收集到预精馏塔的回流槽中的液体更会从预精馏塔的回流泵部件中被加压，加压以后(40m3/h、0.5MPa)，再被管道送回到预精馏塔的塔顶，在经过预精馏塔排放槽部分洗涤后的不凝性低沸点组分气体(0.01MPa、39℃、315m3/h)会被放空。由于这一部分的气体压力很低，所以无法被火炬总管回收，设计这部分尾气现场排放，造成现场环境气味大，且尾气中夹带有大量的甲醇，会造成甲醇的浪费。

2 问题的解决和应用效果

针对以上提出的这种情况，现经过研究和测试，在精馏排放槽的东侧部位增加一台洗涤塔和一台洗涤泵，我们决定采用脱盐水循环洗涤的方式来洗涤尾气中的甲醇。在经过脱盐水循环洗涤以后，当甲醇的浓度值达标以后，将甲醇排入到精馏地下槽中去，通过精馏塔的地下槽泵，将回收的甲醇送到罐区粗甲醇槽，进行回收利用。同时，加长排放管的高度，将剩余的废气引至高处安全点后再排放。这样不仅回收了甲醇，还有利于环境的保护，更是达到了气体净化的目的。

3 技术方案

内件介绍：预精馏塔不凝气洗涤塔，采用了泡罩塔盘结构，能够有效的防止漏液风险，同时，因为不凝气的量不是特别的稳定，不凝气的量会随着时间、温度或组成成分的不同而发生大幅度变化。经过研究和测试，我们决定采用泡罩塔盘。

泡罩塔盘还具有其他优点，比如操作弹性大，特别是在低负荷的情况下及波动比较大的情况下，塔板不会产生漏液现象，并且不影响吸收效率。

工艺流程说明：吸收塔采用的是釜液循环洗涤吸收的形式，塔釜设有循环槽，即塔釜设有一定的吸收液存储量(初定2～3m3)，以供吸收液拥有足够的时间循环，保证洗涤效果，循环时间初定为24h，后期可根据实际情况稍作调整。

脱盐水补充说明：脱盐水可以在每次的循环洗涤排液后，自动由脱盐水总管补充，当达到塔釜操作液位后停止补充，暂定每天补充一次，后期可根据实际情况稍作调整。

设备选型：塔径DN1000/1400；板层数10层；材质：304。

塔顶塔釜指标如图1所示，水力学核算如表1所示，负荷性能图如图2所示。

图1 塔顶塔釜指标

表1水力学核算

图2 负荷性能图

4 创新点

在装置设备不做其他调整的情况下，通过在原有工艺流程的基础上增加一台洗涤塔(自制)、一台洗涤泵，就可对精馏排出的尾气进行洗涤，从而达到回收甲醇的目的，同时这样也可以达到对尾气进行净化的目的，大大的有利于环境的保护。在节能降耗方面具有很重要的意义。流程示意图如图3，洗涤回收的甲醇去精馏地下槽示意图如图4。

图3 流程示意图

图4 洗涤回收的甲醇去精馏地下槽

5 效益分析

通过本次创新，精馏岗位可以每天回收一次甲醇水溶液，水溶液密度为0.948g/cm3，甲醇含量为64.2%；设备半径为0.55m，一次回收甲醇量为π×0.5522×1×0.948×0.642=0.578t,为工厂提高了经济效益，减少了损耗，节省了能源，减少了废气排放处理带来的压力。