林彥杰，李 寧

三塔精餾系統(tǒng)中兩塔負荷分配值對噸甲醇蒸汽消耗的影響

林彥杰，李 寧

（兗礦國泰化工有限公司，山東 滕州277527）

討論了三塔雙效精餾中影響噸甲醇蒸汽消耗的因素，深入分析并計算了兩塔負荷分配值對噸甲醇蒸汽消耗的影響，并通過作圖找出了最低消耗點。

三塔雙效精餾；兩塔負荷分配；噸甲醇蒸汽消耗

1 流程簡介

本裝置采用三塔精餾，分別為預精餾塔、加壓精餾塔和常壓精餾塔，其中加壓塔與常壓塔形成雙效精餾，預塔后甲醇進入加壓塔，塔頂甲醇氣直接入常壓塔底部作為其再沸器的熱源，形成雙效精餾。雙效精餾的優(yōu)點是將前一效的頂部出氣作為后一效的加熱蒸汽，節(jié)省了后一效的外加熱源，也省去了前一效的冷卻水［1］。這一工藝要求加壓塔與常壓塔負荷分配合理，以期精餾產(chǎn)能較大，同時消耗較低。

本車間噸甲醇蒸汽消耗大約在1.03～1.2t左右，0.4MPa蒸汽的噸消耗為0.19～0.3t，1.3MPa蒸汽的噸消耗為0.76～0.89t。假設公司每天精醇考核目標為1000t，則0.4MPa蒸汽消耗約190～300t，1.3MPa蒸汽每天消耗約為760～890t，即在不考慮粗醇回收率的情況下，找出并控制噸甲醇蒸汽消耗因素，每天0.4MPa蒸汽消耗最低可達190t，每天1.3MPa蒸汽消耗最低可達760t。

2 影響因素

2.1 預塔底濃度

預塔底濃度影響的是精餾萃取效果，預塔底濃度低，萃取量大，增加能源消耗，反之，減少能源消耗，但影響產(chǎn)品質(zhì)量。表1數(shù)據(jù)顯示，預塔底濃度上調(diào)1%左右，噸蒸汽消耗有明顯提高。以低壓為例，第3行數(shù)據(jù)比第6行數(shù)據(jù)蒸汽消耗提高了18%，多消耗了13.05t蒸汽。公司現(xiàn)系統(tǒng)穩(wěn)定運行狀態(tài)下的預塔底濃度維持在83%～85%。

2.2 蒸汽壓力

蒸汽壓力影響加壓塔熱源供給量，對蒸汽消耗有著絕對的影響。公司一般控制中壓蒸汽壓力為（1.2±0.07）MPa，低壓蒸汽壓力為（0.45±0.07）MPa。

2.3 回流比R

回流比主要控制塔頂產(chǎn)品采出質(zhì)量，回流量越大，產(chǎn)品質(zhì)量越好，蒸汽消耗也越大，適宜的回流比R才能控制成本最低，根據(jù)公式：

表1 不同預塔濃度下的噸蒸汽消耗

式中，QR為熱量值，V為塔內(nèi)上升氣相流量，r為塔內(nèi)液相的汽化潛熱，R為回流比，D為產(chǎn)品產(chǎn)出量，F(xiàn)為進料量。

可見，回流比增加，對再沸器熱流量QR需求隨之增大［2］。現(xiàn)運行系統(tǒng)加壓塔回流比控制范圍為3.0，常壓塔回流量比控制范圍為2.2。

2.4 兩塔負荷分配值

加壓精餾塔與常壓精餾塔產(chǎn)品采出要合理分配，加壓精餾塔和常壓精餾塔是串聯(lián)運行的，以加壓精餾塔塔頂?shù)募状細鈦碚{(diào)節(jié)常壓塔的工況。如果兩塔的采出不平衡，就會導致兩塔工況紊亂，甚至造成兩塔攔液和淹塔等，致使產(chǎn)品質(zhì)量不合格，影響產(chǎn)品質(zhì)量和產(chǎn)量。雖然經(jīng)模擬計算兩塔采出相近時能耗最低，但國內(nèi)三塔精餾工藝生產(chǎn)中，加壓精餾塔產(chǎn)品采出一般略大于常壓塔產(chǎn)品采出。林長青等人［3］模擬計算報道的加壓塔與常壓塔負荷比為1.33～1.69時能耗最低，噸甲醇精制氣消耗可達1.0～1.3，甲醇回收率較高，而建滔化工有限公司的蒸汽能耗為0.95～1.0，可見合理的兩塔工藝參數(shù)調(diào)節(jié)對降低蒸汽消耗及提高粗醇回收率有很大影響。

2.5 其他因素

進料的穩(wěn)定性，操作人員素質(zhì)及水平，開停車、換熱設備等因素均會影響能耗。公司在設備管理及人員技術方面比較完善，在考慮制約蒸汽消耗因素方面可以忽略不計。

3 兩塔負荷分配值對噸甲醇蒸汽消耗的影響

我們用兩塔甲醇采出量表示兩塔負荷，采出比表示兩塔負荷分配值。在DCS系統(tǒng)中，加壓塔采出與常壓塔采出量分別由FIRQ8007、FIQ8010實時監(jiān)控記錄，數(shù)值分別用字母Q1、Q2表示，Q1/Q2即為兩塔負荷分配比值［4］。

基于影響蒸汽消耗的因素很多，我們要在統(tǒng)一的要因參數(shù)下分析精餾常壓塔與加壓塔的最佳負荷分配比，根據(jù)2013年5、6月份的系統(tǒng)運行情況，我們采集了以下數(shù)據(jù)，如表2所示。趨勢，我們可以看出Q1/Q2= 1.2597處出現(xiàn)了低點，并隨著Q1/Q2的增加，蒸汽消耗越大。故在本系統(tǒng)預塔濃度在83%～84%之間時，兩塔負荷分配值為1.2597，噸蒸汽消耗最低為0.9896t，蒸汽消耗明顯降低。

表2 蒸汽消耗與兩塔負荷分配數(shù)據(jù)

圖1 噸甲醇蒸汽消耗與Q1/Q2比值關系圖

4 結語

對系統(tǒng)噸甲醇蒸汽消耗的因素進行分析，可使系統(tǒng)更優(yōu)化，能耗更低，尤其通過對兩塔負荷分配與噸甲醇蒸汽消耗的數(shù)據(jù)采集與計算，得出當兩塔負荷為1.26左右，蒸汽消耗較低，每產(chǎn)1t甲醇需消耗蒸汽約為0.9896t。

［1]黃潔，高燕如，唐伯國，等.甲醇三塔雙效精餾的討論［J］. 中氮肥，2004（2）：12-14.

［2]馬遠彬，劉偉偉.淺談降低甲醇精餾蒸汽消耗的途徑［J］.化肥設計，2012（1）：40-41.

［3]林長青，張振歐.甲醇三塔精餾工藝中加壓塔與常壓塔工作狀態(tài)的優(yōu)化［J］.化肥工業(yè)，2005（6）：18-20.

［4]林彥杰，申友軍.三塔雙效精餾系統(tǒng)中的最佳兩塔負荷分配值［J］.小氮肥，2015（5）：10-11.

Influence of Tower Load Distribution Value on Steam Consumption of Methanol in Three Tower Distillation System

LIN Yan-jie， LI Ning
（Yankuang Cathay Coal Chemical Co. Ltd.， Tengzhou 277527， China）

TQ028.3；TQ028.1+3；TQ062+.2

B

1671-9905（2016）06-0061-02

林彥杰（1987-），女，漢族，山東省曲阜市人，助理工程師，碩士研究生，電話：15163231870，E-mail：yanjielin@126.com

2016-04-12