(1. 青岛科技大学化工学院, 山东 青岛266042; 2.兖矿国宏化工有限责任公司, 山东 邹城273512)
[中图分类号] TQ 223.12+1[文献标志码]B[文章编号]1004-9932(2014)02-0035-02
兖矿国宏化工有限责任公司500 kt/a甲醇装置精馏系统采用三塔精馏工艺,并设置了回收塔,由中国五环化学工程公司承担详细设计。装置自2007年底建成投产以来,运行基本稳定,精甲醇产品质量偶尔出现波动,主要表现为精甲醇产品的高锰酸钾试验和水溶性试验不合格;另外,在保证产品质量的前提下,装置系统消耗特别是吨甲醇耗新鲜气量很大,远远超出设计指标。为了进一步降低甲醇生产成本,通过现场实际操作经验的摸索和总结,并进行一系列的工艺指标优化和技术改造后,最终精甲醇产品质量和系统消耗都达到了设计指标。
1 工艺流程简介
从合成工序或粗甲醇泵来的粗甲醇经预热后进入预精馏塔,通过控制预精馏塔塔顶温度脱除粗甲醇中的绝大部分轻组分和不凝气,塔顶的甲醇蒸汽经冷凝器A冷凝至65 ℃,大部分甲醇蒸汽被冷凝下来,送往预精馏塔回流槽,未冷凝的甲醇及不凝气进入预精馏塔冷凝器B再次冷却至40 ℃后去萃取槽,萃取后的甲醇回到预精馏塔回流槽(萃取槽和预精馏塔回流槽设置溢流管线至地下槽),经回流泵实现预精馏塔全回流。预精馏塔塔底的甲醇经加压后进入加压精馏塔,控制加压精馏塔系统压力在0.7 MPa左右,出加压精馏塔塔顶的甲醇蒸汽为常压塔再沸器提供热量后回到加压精馏塔回流槽,实现部分回流部分采出。出加压精馏塔塔底的甲醇送至常压精馏塔,塔顶蒸汽经水冷器冷凝后部分采出部分回流,塔底含重组分较多的甲醇经泵加压后送至回收塔,通过控制回收塔压力和温度实现醇和水的彻底分离,塔底废水送往气化磨煤,塔顶蒸汽经冷凝后分别送至杂醇油槽和粗甲醇槽,在回收塔设置副线采出,采出的杂醇油送至精馏地下槽。
2 产品质量和系统消耗的主要影响因素
2.1 催化剂质量
甲醇合成催化剂质量的优劣对甲醇合成反应乃至精馏工序都有着重大的影响,催化剂的质量决定着粗甲醇的杂质含量,从而进一步影响精馏工序的操作和消耗。
改造前,合成工序生产的粗甲醇产品质量不理想,使生产受到了一定的影响,主要表现在:① 甲醇水冷器结蜡严重,导致最近半年每半月就要切换一次甲醇水冷器进行煮蜡,这是由于催化剂结蜡造成的,而催化剂结蜡的主要原因是羰基铁和羰基镍的存在,除了开车前吹扫不彻底或管道材料选择不当外,催化剂本身杂质含量高也是石蜡生成的主要原因;② 粗甲醇中杂质特别是乙醇含量较高,平均乙醇含量在(600~800)×10-6,而根据总结得出,粗甲醇中乙醇含量每降低100×10-6,精馏过程每小时可减少甲醇损失约76 kg。可见,甲醇合成催化剂的质量对甲醇产品质量和系统消耗有着重大的影响。
2.2 系统设计缺陷