山西晋煤天源化工有限公司是一家采用常压固定床间歇制气、耐硫全低变(压力大于3.5 MPa)生产合成氨并联产甲醇的中型化肥厂,设计产能为36万t/a合成氨、4万t/a甲醇和60万t/a大颗粒尿素。在当前经济环境下,公司提出进一步增产降耗的举措,对甲醇合成系统增加循环机,提高入口CO含量,要求甲醇精馏系统能力达到10万t/a,而现有甲醇精馏系统无法满足要求。为此,在原有基础上进行扩能改造,现将扩能改造情况介绍如下。
1.改造方案
现有甲醇精馏装置采用三塔流程,产能为5万t/a。扩能改造后,要求精甲醇产量达到10万t/a,精甲醇产品质量满足国标GB338-2011优等品要求。
改造的原则是:尽量利用现有设备,少改或者不改现有设备,设备余量(能力)确实不够,采取并联新设备的方式,做到投资最省、改造工期短、操作灵活。
从节约改造成本和节能的角度出发,决定新增1台常压塔与原装置共用原有的预塔,新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,并将预塔提馏段组片式波纹填料更换为金属板波纹填料。
新增设备概况如下。
(1)常压塔:1台;压力0.1/FV MPa,温度150 ℃;内径1600 mm,长度(T-T)29660 mm;材质CS。
(2)粗甲醇预热器:1台;压力0.6 MPa,温度150 ℃;换热面积2.09 m2;空重192 kg;材质SS。
(3)预塔再沸器:1台;压力0.08 MPa(管程)、0.4/FV MPa(壳程),温度120 ℃(管程)、152 ℃(壳程);换热面积20.4 m2;空重950 kg;材质SS(管程)、CS(壳程)。
(4)预塔一冷:1台;压力0.6 MPa(管程)、0.6 MPa(壳程),温度72 ℃(管程)、100 ℃(壳程);换热面积63.3 m2;空重2150 kg;材质SS。
(5)异丁基油冷却器:1台;压力0.6 MPa,温度110 ℃;换热面积0.54 m2;空重52 kg;材质SS。
(6)冷凝液冷却器:1台;压力0.6 MPa,温度150 ℃;换热面积6.0 m2;空重261 kg;材质SS。
(7)常压塔蒸汽再沸器:1台;压力0.1/FV MPa(管程)、0.4/FV MPa(壳程),温度150 ℃(管程)、152 ℃(壳程);换热面积213.8 m2;空重6800 kg;材质SS(管程)、CS(壳程)。
(8)常压塔冷凝器:1台;压力0.6 MPa(管程)、0.1/FV MPa(壳程),温度72 ℃(管程)、100 ℃(壳程);换热面积319.8 m2;空重9700 kg;材质CS。
(9)精甲醇冷却器:1台;压力0.6 MPa,温度150 ℃;换热面积3.41 m2;空重20 kg;材质SS。
(10)异丁基油冷却器:1台;压力0.6 MPa,温度110 ℃;换热面积0.48 m2;空重51 kg;材质SS。
(11)液封槽:1台;压力0.1/FV MPa,温度100 ℃;内径1000 mm,长度(T-T)1500 mm;空重800 kg;材质CS。
(12)常压塔回流槽:1台;压力0.1/FV MPa,温度100 ℃;内径1600 mm,长度(T-T)3800 mm;材质CS。
(13)预塔回流泵:1台;选型离心泵;流量6.5 m3/h,吸入压力0.023 MPa、排出压力0.531 MPa。
(14)预后泵:1台;选型离心泵;流量12.5 m3/h,吸入压力0.07 MPa、排出压力0.87 MPa。
(15)冷凝液泵:1台;选型 离心泵;流量13.8 m3/h,吸入压力0.02 MPa、排出压力0.66 MPa。
(16)常压塔回流泵:2台;选型 离心泵;流量24.6 m3/h,吸入压力0.015 MPa、排出压力0.51 MPa。
(17)残液泵:1台;选型 离心泵;流量1.1 m3/h,吸入压力0.08 MPa、排出压力0.45 MPa。
2.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,具体情况如下。
(1)考核期间精甲醇产品均为优等品,满足国标GB338-2011优等品要求。
(2)考核期间平均负荷为21.2 m3/h,日均产甲醇326.5 t,负荷为100%,按年操作时间300 d计算,年产甲醇98000 t;更高负荷运行情况因受粗甲醇产量限制,未进行考核,待有机会进行检验。
(3)考核期间排放废水中甲醇含量为0.01%,低于指标0.03%。
(4)吨甲醇蒸汽消耗为1.25~1.35 t。
通过此次扩能改造,联醇装置达到了10万t/a的生产能力,增大了装置的操作弹性,为公司增产降耗打下了坚实的基础。
(山西晋煤天源化工 史保峰)