王伟，马少龙，杜蕊
（陕西渭河煤化工集团有限责任公司，陕西 渭南714000）
［摘 要］陕西渭河煤化工集团有限责任公司二期200 kt/a甲醇装置、三期400 kt/a甲醇装置精馏系统均采用天津大学三塔双效精馏工艺，系统操作弹性40%～130%。依托历史生产数据，在充分分析与探讨3套甲醇储存系统耦合连通（陕西渭化2套甲醇装置的粗甲醇储罐与陕西渭河化工科技有限责任公司100 kt/a二甲醚装置的630产品罐有效耦合连通）运行必要性的基础上，于2023年5月实施了3套甲醇储存系统的耦合连通改造。技改后，为陕西渭化生产经营开辟了多种运行模式——当二期甲醇装置长时间低负荷运行时，可以停运二期甲醇精馏系统，通过三期甲醇精馏系统加负荷将二期粗甲醇一并精馏，或当二期甲醇装置负荷过高时输送一部分粗甲醇至三期甲醇精馏系统精馏，从而有效降低生产成本、提升精甲醇产品质量、助力环保工作；三期粗甲醇储罐甲醇可送往630产品罐或191甲醇产品罐区或二期粗甲醇储罐，进一步拓宽2套甲醇装置负荷提升的空间。
［关键词］甲醇精馏系统；粗甲醇储罐；630产品罐；耦合连通改造；应用场景；能耗分析；效益分析；整体效能
［中图分类号］TQ223.12+1 ［文献标志码］B ［文章编号］1004-9932（2024）01-0041-04
0 引 言
陕西渭河煤化工集团有限责任公司（简称陕西渭化）本部现有3套生产装置，包括一期300 kt/a合成氨与520 kt/a尿素装置（1996年5月投产）、二期200 kt/a甲醇装置（2006年5月投产）、三期400 kt/a甲醇装置（2011年3月投产），3套生产装置前端系统（工艺气、氧气）和公用工程系统（蒸汽、锅炉给水、脱盐水、仪表空气、工厂空气等）互联互通；其中，2套甲醇装置均采用德士古水煤浆气化、林德低温甲醇洗净化工艺，甲醇合成系统分别采用杭州林达均温型甲醇合成工艺、卡萨利甲醇合成工艺，甲醇精馏系统均采用天津大学三塔双效精馏工艺。为有效应对日常生产经营中的突发状况，提升装置运行效率及运行负荷，达到安全、环保、高效、节约、经济运行的整体目标，陕西渭化对甲醇储存系统进行优化改进，将二期甲醇装置、三期甲醇装置后端的粗甲醇储罐与630甲醇产品罐［630甲醇产品罐为陕西渭河化工科技有限责任公司（简称渭化科技公司）100 kt/a二甲醚装置的原料储罐］进行了有效耦合连通，这对灵活调整产品结构和产品质量等意义重大。以下对有关情况作一介绍。
1 甲醇精馏系统及储罐概况
1.1 甲醇精馏系统工艺流程简介
陕西渭化二期甲醇装置和三期甲醇装置精馏系统均采用天津大学的节能型三塔双效精馏工艺，系统操作弹性40%～130%，设计精甲醇产品质量符合美国联邦标准“AA”级要求。
甲醇合成系统制得的粗甲醇经粗甲醇进料泵加压，预热后送至预塔，预塔塔顶设置2台冷凝器，Ⅰ级冷凝器将塔内上升气中的甲醇蒸气大部分冷凝后送入预塔回流槽，并经预塔回流泵送入塔顶作为回流液，不凝气及轻组分、部分未冷凝甲醇蒸气则进入Ⅱ级冷凝器进一步冷凝，将其中大部分甲醇蒸气冷凝后，进入甲醇萃取槽用脱盐水萃取，萃取液溢流入甲醇油贮槽，甲醇和水则自流入回流罐。预塔塔釜粗甲醇经加压塔进料泵加压并与加压塔塔釜出料换热后进入加压塔，加压塔顶部甲醇蒸气进入冷凝器与常压塔釜液换热，作为常压塔热源，甲醇蒸气被冷凝后进入回流槽，一部分经加压后送至塔顶作为回流液，其余作为精甲醇产品送往中间槽。加压塔塔釜粗甲醇经加压塔换热器与加压塔进料换热后进入常压塔，常压塔顶部甲醇蒸气经冷凝后进入回流槽，再经加压后，一部分送往塔顶作为回流液，其余部分作为精甲醇产品送往中间槽，常压塔塔釜粗甲醇经汽提塔进料泵加压后进入汽提塔，或与汽提塔塔底废水混合进入汽提塔废水冷却器。常压塔中下部设有侧线采出，出料经常压塔侧线采出泵加压后送入汽提塔中部，汽提塔顶部蒸气经冷却，冷凝液流入汽提塔回流槽，槽内甲醇经加压后，一部分送往汽提塔塔顶作为回流液，其余部分作为精甲醇产品送往中间槽；汽提塔汽提所需热量由再沸器提供，其塔板段中上部设有侧线采出，采出的异丁基油和乙醇经冷却后进入甲醇油贮槽，塔釜废水经冷却后加压送至废水处理系统或气化磨煤工段。
1.2 粗甲醇储罐及630甲醇产品罐简介
陕西渭化二期甲醇装置粗甲醇储罐（V2812A/B）单台容积502 m3，三期甲醇装置粗甲醇储罐（V8212A/B）单台容积739 m3，630产品罐区甲醇储罐（V3001A/B，简称630产品罐）单台容积10 000 m3。正常生产中，甲醇合成系统等制得的含水粗甲醇进入粗甲醇储罐，粗甲醇经甲醇精馏系统精制后得到的精甲醇进入产品中间罐（V2807A/B），再通过精甲醇泵（P2807A/B）送至630产品罐（V3001A/B）；V3001A作为渭化科技公司100 kt/a二甲醚装置的原料储罐，V3001B作为贸易甲醇储罐接收低价购进的甲醇，最终均供渭化科技公司100 kt/a二甲醚装置使用。
2 粗甲醇储罐与630产品罐耦合连通方案
将二期甲醇装置粗甲醇储罐（V2812A/B）、三期甲醇装置粗甲醇储罐（V8212A/B）、630产品罐（V3001A/B）进行有效耦合连通，此举可在特殊工况下协调粗甲醇储罐区的存储方式或存储量，维持甲醇装置粗甲醇储罐前端甲醇合成系统负荷不变，甲醇合成系统产出的粗甲醇储存在连通后的大甲醇储罐系统；同时，当200 kt/a甲醇装置长时间低负荷运行时，可以停运二期甲醇装置后端甲醇精馏系统，将前端甲醇合成系统产出的粗甲醇产品储存在连通后的大甲醇储罐系统，通过提高陕西渭化三期甲醇装置后端甲醇精馏系统负荷，将二期甲醇装置产出的粗甲醇一并精馏，实现2套甲醇合成系统“并联”运行，以降低生产消耗和系统能耗，进一步提高产品产量和质量，持续降低生产成本。陕西渭化甲醇储存系统耦合连通技改如图1（图中虚线为耦合连通技改部分）。
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