甲醇回收塔改水洗塔運行總結(jié)

(南京誠志清潔能源有限公司，江蘇 南京 210047)

南京誠志清潔能源有限公司甲醇裝置設(shè)計產(chǎn)能為30萬t/a，合成工段采用華東理工大學(xué)開發(fā)的甲醇合成工藝技術(shù)，具體由惠生工程 (中國)有限公司設(shè)計。設(shè)計的兩套合成系統(tǒng)對應(yīng)的甲醇精餾裝置分別為“3+1”式精餾塔和MTO級別兩塔精餾塔。2014年后30萬t MTO裝置運行正常，“3+1”式精餾塔只開預(yù)塔，脫輕后粗甲醇直接作為MTO進(jìn)料。

1 南京誠志甲醇裝置工藝簡介

公司甲醇裝置以煤為原料經(jīng)氣化爐反應(yīng)后的合成氣經(jīng)變換、低溫甲醇洗最終進(jìn)入合成單元，合成得到的粗甲醇經(jīng)過精餾預(yù)處理后，作為MTO合成裝置的進(jìn)料。預(yù)精餾塔塔釜溫度為74 ℃的粗甲醇直接提壓進(jìn)入MTO界區(qū)，MTO甲醇進(jìn)料溫度得到提高，MTO反應(yīng)器進(jìn)料閃蒸罐的蒸汽用量減少。由于MTO粗甲醇直接進(jìn)料，后續(xù)的加壓塔、常壓塔和回收塔不需要，因此停用，工藝流程得到了簡化。

2 回收塔改水洗塔流程

由于MTO對甲醇進(jìn)料純度要求的降低，甲醇回收塔停用，兩套精餾預(yù)塔不凝氣中存在少量的甲醇沒有回收，直接去往火炬燃燒，這會造成資源的浪費。針對上述問題，公司進(jìn)行了技改，具體如下：一套預(yù)精餾塔和二套預(yù)精餾塔塔頂放空PV-8003/PV-8803不凝氣配管進(jìn)入回收塔底部(再沸器)氣相分布器，與塔頂回流管線進(jìn)入的脫鹽水進(jìn)行逆流洗滌，洗滌后回收塔底部液體通過原先的回流泵加壓，一部分作為回收塔進(jìn)料，另一部分作為采出進(jìn)入預(yù)塔萃取槽。經(jīng)過回收塔頂部脫鹽水洗滌后的不凝氣在進(jìn)塔頂冷凝器前，再通過新配管線進(jìn)入精餾內(nèi)部火炬管網(wǎng)。

回收塔改造后，用脫鹽水1～2 m3/h，將原先預(yù)精餾塔萃取水停掉或減少1～2 m3/h，由于洗滌后回收塔底部甲醇濃度較低，需要循環(huán)一部分作為回收塔的進(jìn)料，循環(huán)洗滌流量用現(xiàn)有進(jìn)料調(diào)節(jié)閥控制，用采出去萃取槽的物料量控制塔釜液位穩(wěn)定。流程簡圖如圖1所示。

圖1 回收塔改水洗塔流程示意圖

3 回收塔改造后風(fēng)險分析

回收塔改造后主要存在以下風(fēng)險：①原回流泵設(shè)計揚程為50 m，流量3.4 m3/h，可以滿足改造后不到3 m3/h的用量；由于回流泵改造后有兩處直接和脫鹽水管線連接，在正常生產(chǎn)中脫鹽水壓力都高于泵出口壓力，為避免甲醇串入脫鹽水管網(wǎng)內(nèi)，在兩處都增加盲板；②一套精餾開車生產(chǎn)國標(biāo)甲醇時，回收塔需要運行的情況下，先將預(yù)精餾塔放空切回原火炬，此處需要增加盲板隔離；③不凝氣中甲醇洗滌是放熱反應(yīng)(甲醇溶解導(dǎo)致)，由于回收塔正常操作溫度在100 ℃以上，洗滌溶解后塔內(nèi)溫度目前最高為80 ℃，再加上塔內(nèi)有多處溫度監(jiān)控，在可監(jiān)控范圍內(nèi)；④不凝氣中雜質(zhì)除醇以外的，脂、醚、酮、CO、氫氣等水都不溶，水洗后塔內(nèi)溫度除寒冬(脫鹽水進(jìn)水溫度<10 ℃)，溫度均在35 ℃以上，基本不低于預(yù)精餾塔現(xiàn)有的放空溫度；即使有影響，該股液體還需進(jìn)入萃取槽，再返回預(yù)精餾塔精餾一次；⑤由于存在CO2以及輕組分，塔內(nèi)屬于弱酸環(huán)境，塔釜液酸值分析在0.007%左右，塔內(nèi)件為不銹鋼材質(zhì)，塔筒體和管道為碳鋼，存在輕微腐蝕，大檢修期間需監(jiān)測。泄漏后為低壓低濃度甲醇，風(fēng)險可接受；⑥由于利用現(xiàn)有的調(diào)節(jié)閥和泵，介質(zhì)成分的變化導(dǎo)致運行參數(shù)測量的誤差，通過儀表修訂可以控制在合理范圍內(nèi)；⑦通過我廠近兩年運行，回收塔改造后效果較好，僅出現(xiàn)過幾次彎頭砂眼泄漏，停車補焊過程中，管道割開只有一處進(jìn)料管線分支口有明顯減薄現(xiàn)象，此管線已運行12年。

4 回收塔改造后的效益分析

理論數(shù)據(jù)：預(yù)精餾塔設(shè)計進(jìn)料量為39.5 t，產(chǎn)生40 ℃不凝氣0.517 t，其中甲醇含量為23%(質(zhì)量為0.118 t)，實際合成不凝氣放空溫度在45 ℃，一二期精餾塔負(fù)荷都在100%以上，回收塔直徑 0.9 m、高度23 m。

實際運行情況：2018年6月—2019年6月，年度脫鹽水平均值為1.3 t，塔釜甲醇含量為10.6%，塔頂氣象甲醇<0.1%。年實際回收甲醇1 295 t，年計算時間8 400 h，年經(jīng)濟效益260萬元。我廠甲醇的單耗為1.62 t標(biāo)煤，年節(jié)能2 098 t標(biāo)煤。

5 結(jié)論

節(jié)能就是盡可能地減少能源消耗量。在同等消耗情況下，產(chǎn)出更多的產(chǎn)品，甲醇預(yù)精餾塔不凝氣回收，通過原先停車的塔用脫鹽水進(jìn)行洗滌，減少火炬排放量夾帶的產(chǎn)品。以上風(fēng)險分析以及我廠回收塔改造后兩年多實際運行結(jié)果表明，改造后的生產(chǎn)系統(tǒng)風(fēng)險可控、投資較少、效益明顯。