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2 000 t/d甲醇精馏系统运行总结

[日期:2019-12-13] 来源:《中氮肥》2019年第6期  作者: [字体: ]

孙志田,李裕超,高中芹

(山东明泉新材料科技有限公司,山东 章丘250200

 

[摘  要] 山东明泉新材料科技有限公司2 000 t/d甲醇精馏系统采用天津大学的三塔精馏工艺。简介甲醇精馏系统的工艺流程及主要设备,结合系统开车及运行状况总结三塔精馏系统(加压塔与常压塔采用双效精馏设计)的工艺特点——产能大、操作弹性大、系统能耗低、甲醇收率高、产品质量好,并对甲醇精馏系统运行过程中出现的问题及采取的处理措施进行梳理和总结。总之, 1 a多的运行时间里,岗位操作人员摸索出了一套成熟的操作方法和合理的操作指标,使得系统的设计理念得到了很好地发挥。

[关键词]  甲醇精馏系统;工艺流程;设备参数;运行情况;工艺特点;问题解决

[中图分类号]  TQ223.12+1[文献标志码]  B[文章编号]  1004-9932201906-0033-03

 

据转型升级的需要,山东明泉新材料科技有限公司(简称山东明泉)于2014年实施了洁净煤气化技改项目,采用粉煤加压气化工艺建设了1套大型甲醇装置,设计产能600 kt/a。对于甲醇装置来说,其精馏系统属于耗能大户,其技术的先进性直接影响产品质量及生产成本,这对于大型装置而言尤为重要,经多方考察论证,山东明泉甲醇精馏系统最终选用天津大学(北洋国家精馏技术工程发展有限公司)的三塔精馏工艺,设计产能为2 000 t/d。本甲醇装置于20156月开工,20177月投产,从原始开车至现在的生产运行情况看,甲醇精馏系统表现出生产能力大、蒸汽消耗低、产品质量稳定等优点。以下对有关情况作一总结。

1  甲醇精馏系统工艺流程简介

甲醇合成系统来的粗甲醇送至甲醇精馏系统中间储罐,再由粗甲醇泵送至甲醇精馏系统,在进精馏系统输送总管(粗甲醇预热器前)上,经计量注入浓度为5%的氢氧化钠溶液,以中和甲醇合成反应中生成的以甲酸为主的有机酸,使粗甲醇呈弱碱性(pH=89),保护甲醇精馏系统的碳钢设备不被腐蚀,同时为甲醇的精馏备好条件。中和后的粗甲醇在粗甲醇预热器中由预塔再沸器热端出口的蒸汽冷凝液提温至约72 ℃后进入预塔;预塔下部两侧设预塔再沸器2台,1台用0.5 MPa饱和蒸汽作热源,另一台用加压塔再沸器热端出口的蒸汽冷凝液作热源,共同间接加热预塔釜液——粗甲醇,保持预塔釜液温度在79 ℃左右,预塔塔顶用回流液控制温度在76 ℃左右,预塔塔顶出来的气体经串联的预塔一冷和预塔二冷用循环水分级冷凝降温至68 ℃和48 ℃,冷凝下来的甲醇溶液收集至预塔回流槽内,经预塔回流泵加压后,从预塔上部进入塔内作为回流液。从预塔二冷冷端出来的气体进入弛放气洗涤塔,用脱盐水吸收其中含有的少量甲醇蒸气(兼具萃取精馏作用)后放空(去火炬)。

脱除轻组分后的预后甲醇由预塔塔底出来,经预后泵提压,再由加压塔进料/釜液换热器用加压塔釜液作热源间接加热后,温度升至115 ℃、压力达1.05 MPa,之后送入加压塔。加压塔操作压力为0.50.8 MPa,塔底釜液由加压塔再沸器用1.0 MPa过热蒸汽作热源间接加热,使之维持在125135 ℃。从加压塔塔顶出来的甲醇蒸气(132 ℃)在常压塔再沸器中冷凝(其冷凝热用于加热常压塔釜液),再经加压塔二冷吸收汽化潜热而冷凝后,进入加压塔回流槽。回流槽内,液相一部分由加压塔回流泵送回加压塔上部作回流液,另一部分作为成品甲醇经加压塔精甲醇冷却器冷却至40 ℃后送中间罐区精醇储罐总管;罐内气相去常压塔顶部气相出口管,维持后者呈微正压状态。加压塔釜液先从加压塔底流出以控制塔釜液位,再经加压塔进料预热器降温至120 ℃后,靠静压(0.76 MPa)进入常压塔。

常压塔的操作压力保持微正压,塔釜温度由加压塔顶产物冷凝热(作为热源)加热再沸器维持在107 ℃,釜液从底部排出(0.03 MPa),经常压塔废液泵加压至0.5 MPa后进入污水处理系统总管。离开常压塔顶的蒸气温度为66.9 ℃,经并联的常压塔冷凝器冷却到 50 ℃后送入常压塔回流槽;回流槽内液相由常压塔回流泵加压后,一部分精甲醇液送回常压塔上部作回流液,剩余部分作为精甲醇产品送入去中间罐区精醇储罐总管;精醇储罐内气相去平衡气总管,维持罐内微正压状态。

常压塔釜液以水为主,含有微量的甲醇和高沸点杂质,为防止高沸点的杂醇(异丁基油等)混入到精甲醇产品或塔釜液中影响产品品质或堵塞塔内件,在常压塔中下部采出杂醇(84 ℃),使之自流到回收塔进料槽中。回收塔进料槽中的液相经回收塔进料泵加压至0.5 MPa作为回收塔的进料。回收塔的操作压力保持微正压,其釜液温度由回收塔再沸器(使用0.5 MPa饱和蒸汽作为热源间接加热)维持在106 ℃,塔釜液从底部排出,经回收塔废液泵加压至0.5 MPa后,汇同从常压塔来的常压塔釜液一起去污水处理系统总管,再由废水冷却器冷却到40 ℃后,送去污水处理区。出回收塔顶的蒸汽温度为66.9 ℃,经回收塔冷凝器冷却到 45 ℃后送入回收塔回流槽。回流槽内液相由回收塔回流泵提压后,一部分送返回收塔上部作回流液,剩余部分作为精甲醇产品送入精醇储罐总管;精醇储罐内气相去平衡气总管,维持罐内微正压状态。在回收塔中下部进一步采出杂醇(84 ℃),经杂醇油冷却器冷却至40 ℃,自流到异丁基油中间槽中,后经异丁基油泵加压至0.5 MPa送往成品罐区杂醇油储罐。

2  甲醇精馏系统主要设备概况

甲醇精馏系统中,预塔、加压塔、常压塔、回收塔内部结构形式均为塔板提馏段+填料精馏段,弛放气洗涤塔内部结构形式为填料,主要设备规格型号及设计参数见表1

3  系统开车及运行情况

甲醇精馏系统于20175月份完成系统吹扫试压,6月份引入蒸汽进行水联动试车,经过2周时间的试运行,对仪表进行了调试消缺,对运转设备进行了试运行,并对开车人员进行了操作培训,具备了系统开车所需的条件。

20177月底甲醇装置一次开车成功,合格的粗甲醇产品产出后进入粗甲醇中间罐区,20178月初,中间罐区储量达到要求后,甲醇精馏系统开始引入粗甲醇开车,经历12 h的操作调整,系统循环建立,流程打通;又经过了8 h左右调试运行,加压塔和常压塔采出产品全部合格,引入产品罐区,经化验分析,产品完全达到了《工业用甲醇》(GB 3382011)和美国联邦(O-M-232G AA级标准要求。甲醇精馏系统开车初期主要运行指标见表2

4  系统工艺特点及存在的问题

4.1  甲醇三塔精馏系统的特点

更多内容详见《中氮肥》2019年第6

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