(山西焦化股份有限公司,山西 洪洞 041606)
[中图分类号] TQ 223.12+1[文献标识码]B[文章编号]1004-9932(2012)
0 引 言
我公司200 kt/a焦炉气配水煤气制甲醇项目于2008年6月投产。该项目利用公司焦化厂的32 650 m3/h焦炉气为主要原料,焦炉气中甲烷转化采用纯氧转化工艺,甲醇精馏采用预精馏塔、加压精馏塔、常压精馏塔、回收塔的“三加一塔”工艺流程。甲烷转化炉出口转化气不仅气量大(85 000 m3/h)、温度高(850~900 ℃),而且富含水蒸气(体积分数30%~35%),转化气中所带的潜热(水蒸气)与显热较多,经转化工序回收显热后转化气温度在300 ℃左右,其所带的大量潜热如不加以回收利用,必须用循环水将其冷却至40 ℃以下方可送合成气压缩机,既浪费能源又增加了循环水消耗。为此决定充分利用这部分转化气热能,将其作为甲醇精馏工序预塔与加压塔再沸器的热源,替代传统的低压蒸汽,以降低装置蒸汽消耗,降低甲醇的生产成本。从投产2 a来的运行情况看,虽然用焦炉气转化气作为甲醇精馏热源较用低压蒸汽作热源在操作上有一定的难度,但通过精细管理和优化操作,精甲醇产品优等品率可达99%以上。
1 精馏工序转化气流程及操作控制原理
1.1流程
甲醇精馏工序转化气流程如图1。转化炉出口温度850~900 ℃、压力2.2 MPa的转化湿气(流量85 000 m3/h,水蒸气体积分数30%~35%)经转化工序热量回收后温度降至305 ℃,送至精馏工序。转化气通过阀①进入加压塔转化气再沸器,对加压塔的釜液进行间接加热,换热后转化气温度降至150 ℃,进入加压塔转化气分离器分离冷凝液(通过液位控制阀将液位控制在40%~60%)。加压塔转化气分离器顶部出来的转化气通过阀③进入预塔转化气再沸器,对预塔的釜液进行加热,换热后转化气温度降至95 ℃以下,进入预塔转化气分离器分离冷凝液(通过液位控制阀将液位控制在40%~60%)。预塔转化气分离器顶部出来的气体送回转化工序。从2台转化气分离器分离出的工艺冷凝液在各自控制阀后汇合,汇合后的工艺冷凝液温度为120~130 ℃,进入粗甲醇预热器将预塔入料粗甲醇加热至50~60 ℃,冷凝液温度降至100~110 ℃后送界外。
1.2温度控制原理
加压塔塔釜温度控制通过调节控制阀②控制进入加压塔再沸器的转化气量来实现。阀②开大,进入加压塔再沸器内的转化气量减少,加压塔塔釜温度降低;反之,加压塔塔釜温度升高。
预塔塔釜温度是通过调节控制阀④控制进入预塔再沸器的转化气量来实现。阀④开大,进入预塔再沸器内的转化气量减少,预塔塔釜温度降低;反之,预塔塔釜温度升高。
若转化气热量不足,通过调节控制阀⑧,向转化气中补入3.0~3.5 MPa中压蒸汽来维持精馏系统热量平衡。
若精馏系统不开车,可关闭阀①、⑥、⑦,同时打开阀②与阀⑤,转化气不经换热直接返回转化工序。
2 运行中的调节控制、问题处理及注意事项
(1)因转化气为工艺气,所以必须保证其流程的畅通与流量的稳定,不允许有节流现象,因此具体操作中决不允许将①、②阀同时关闭,也决不允许将③、④阀同时关闭,否则会使甲烷转化炉后工艺气体流通受阻,导致转化炉超压超温而发生事故。