第32卷第6期化學(xué)工業(yè)與工程技術(shù)Vol.32 No. 62011年12月J ournal of Chemical Industry &. EngineeringDec., 2011全收率甲醇分離技術(shù)在100kt/a甲醇裝置.上的應(yīng)用唐翠蘭,張俊慶(大慶油田化工集團(tuán)甲醇分公司,黑龍江大慶163411)摘要:介紹了全收率甲醇分離技術(shù)的特點(diǎn)以及在100 kt/a甲醇裝置的成功應(yīng)用,實(shí)現(xiàn)了甲醇生產(chǎn)過程中合成循環(huán)氣回路中液態(tài)、霧態(tài)和氣態(tài)甲醇近100%全分離回收,解決了甲醇生產(chǎn)過程中的一個(gè)瓶頸問題。關(guān)鍵詞:甲醇合成循環(huán)氣全收率甲醇分離技術(shù) 增產(chǎn)中圖分類號(hào): TQ351文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:B 文章編號(hào):1006 - 7906(2011)06 - 0054 -03Methanol separation technology with full recovery andits application in 100 kt/a methanol deviceTANG Cuilan, ZHANG J unqing(Methanol Branch Company of Daqing Oilfield Chemical Co.，Ltd. ，Daqing 163411. China)Abstract: The characteristics of methanol separation echnology with full recovery are presented, and the technologyhas been applied in 100 kt/a methanol device sceessfully. The liquid, fog and gas form methanol in synthetic circulatinggas circuit in the process of production is recovered almost 100%，and the bottleneck in the methanol production has beensolved.Key words: Methanol; Synthetic circulating gas; Methanol separation technology with full recovery; Yield increase1項(xiàng)目改造背景在關(guān)注一項(xiàng)甲醇分離新技術(shù)一-全收率甲醇分離技甲醇分公司100kt/a-甲醇裝置采用的是一段術(shù),并于2007年9月和2008年9月先后2次派技蒸汽轉(zhuǎn)化、二段純氧轉(zhuǎn)化、低壓合成、三塔精餾的工術(shù)人員到河南、山西、安徽等6家化工生產(chǎn)企業(yè)進(jìn)行藝路線,甲醇合成工序的甲醇冷卻分離過程采用的了實(shí)地調(diào)研。通過調(diào)研,認(rèn)為全收率甲醇分離技術(shù)是傳統(tǒng)的40 C冷卻、機(jī)械分離方式。2007 年5月，是一項(xiàng)成熟的技術(shù),應(yīng)用企業(yè)數(shù)量近幾年增加較快，分公司對(duì)一甲醇裝置合成循環(huán)氣中醇含量進(jìn)行了分目前已在全國(guó)50余套單醇、聯(lián)醇裝置上應(yīng)用,效果析得到的結(jié)果是循環(huán)氣中甲醇體積分?jǐn)?shù)0.9%,與原設(shè)計(jì)比較,甲醇分離器出口的甲醇含量比設(shè)計(jì)值2技術(shù)改造方案的確定高出0.21%。造成該問題的主要原因是現(xiàn)有的冷為了確保改造路線的科學(xué)性，在充分調(diào)研的基卻器出口溫度為40C,以及甲醇分離器分離效率礎(chǔ)上,對(duì)目前國(guó)內(nèi)現(xiàn)有的甲醇分離技術(shù)進(jìn)行了比較，低,這不僅造成合成塔人塔氣中甲醇含量偏高,合成見表1、表2。反應(yīng)轉(zhuǎn)化率下降,同時(shí)影響合成循環(huán)氣機(jī)組長(zhǎng)期、穩(wěn)收稿日期:2011-07-01.定運(yùn)行,裝置總體經(jīng)濟(jì)效益受到較大影響。作者簡(jiǎn)介:唐翠蘭(1971- ),女,四川樂至人.大專,工程師,現(xiàn)從事鑒于以，上情況,分公司從2007年初開始,一直技術(shù)分析工作。.唐翠蘭等全收率甲醇分離技術(shù)在100kt/a甲醇裝置上的應(yīng)用表1各種甲醇分離 器性能、原理效果比較名稱結(jié)構(gòu)原理分離范圍分離精度分離效率醇分出口氣醇(液+霧+氣),%體積分?jǐn)?shù).%導(dǎo)分、旋分、絲網(wǎng)液態(tài)甲醇和較大顆機(jī)械式醇分?jǐn)r截慣性分離粒霧狀甲醇≥0.1 pm .<80>0.8超濾式醇分.導(dǎo)分、旋分、絲網(wǎng)攔慣性分離$液態(tài)甲醇和較小顆≥0.01 pm<85>0.6截.濾芯過濾濾芯過濾粒霧狀甲 醇液態(tài)甲醇十霧狀甲冷凍分離旋分、絲網(wǎng)攔截深冷分離醇+氣態(tài)甲醇≥0.01 μm>850.12~0.18全收率醇分導(dǎo)分、旋分、絲網(wǎng)攔慣性分離 液態(tài)甲醇十霧狀甲 近 100%~99< <0.07截、高效吸收吸收分離醇 +氣態(tài)甲醇全分離表2-甲醇合成系統(tǒng)分離技術(shù)改造技術(shù)方案比較序號(hào)比較項(xiàng)目冷凍分離系統(tǒng)常規(guī)的水洗分離系統(tǒng)全收率甲醇分離系統(tǒng)1設(shè)備數(shù)量1臺(tái)分離器，2臺(tái)冷凍水1臺(tái)分離器,2臺(tái)注水泵，1 臺(tái)分離器,2臺(tái)注水泵，1臺(tái)泵、2臺(tái)換熱器、1臺(tái)溴化1臺(tái)貯水罐貯水罐鋰制冷機(jī)2占地面積,m23005土建工程量多少消耗少量除鹽水和電,循環(huán)水4公用工程需求量需增加循環(huán)水、蒸汽、電、消耗少量除鹽水和電耗量因水冷溫度放寬而有所儀表風(fēng)等消耗降低5操作控制點(diǎn)數(shù)量/個(gè)126操作難度較大較小較小.7出口液相甲醇體積分?jǐn)?shù),%8730~407(8出口氣相甲醇體積分?jǐn)?shù),% 0.12).40.07.9精 餾過程蒸汽消耗不增加粗甲醇含量低,增加了燕不增加,且節(jié)約萃取水用量汽消耗10氣相出口帶液情況無時(shí)有發(fā)生1建設(shè)周期/年.0.512 總投資/萬元1 30020040013 運(yùn)行成本/萬元2514年甲醇增產(chǎn)/t5 0001 5003 50015 年效益/萬元60081316 投資回收期/年2.17 ..7o.50增產(chǎn)量少，投資少,建設(shè)增產(chǎn)明顯，效益較好,但周期短,效益不明顯，回 增產(chǎn)明顯，效益好,建設(shè)周 期17綜合評(píng)價(jià)建設(shè)周期長(zhǎng)，投資大，運(yùn)收的粗甲醇含量過低,對(duì) 短,投資少，運(yùn)行費(fèi)用低，投資行費(fèi)用高.投資回收期長(zhǎng)精餾的影響較大，適合于 回收期短煤制甲醇的生產(chǎn)工藝注:效益及投資回收期按甲醇售價(jià)平均2500元/t計(jì)算。通過比對(duì),得出了如下結(jié)論:周期短,投資少,運(yùn)行費(fèi)用低,投資回收期短,建議a)常規(guī)的水洗分離技術(shù)投資小,建設(shè)周期短,但應(yīng)用。增產(chǎn)少,效益不明顯，尤其是回收的粗甲醇含量過通過以上分析,認(rèn)為本次-.甲醇裝置合成系統(tǒng)低,對(duì)精餾生產(chǎn)有一定影響,適用于煤制甲醇，故建分離技術(shù)改造采用全收率甲醇分離技術(shù)方案可行。議不應(yīng)用。3全收率甲醇分 離技術(shù)b)冷凍分離技術(shù)增產(chǎn)明顯，效益較好,但建設(shè)3.1原理周期長(zhǎng),投資大,運(yùn)行費(fèi)用高,投資回收期長(zhǎng),雖然在全收率甲醇分離技術(shù)是將甲醇裝置合成循環(huán)氣二甲醇裝置應(yīng)用取得良好效果,但本次一甲醇裝置中的甲醇成分(氣態(tài)飽和含量、霧沫含量液態(tài)含量)不推薦應(yīng)用。近于100%的全部回收且分離出來的一項(xiàng)專利技c)全收率甲醇分離技術(shù)增產(chǎn)明顯,效益好,建設(shè)術(shù)。它根據(jù)甲醇和水可任意比例互溶的機(jī)理,以全●56.化學(xué)工業(yè)與工程技術(shù)2011年第32卷第6期收率甲醇分離器為主體設(shè)備,使用極少量水作吸收f)設(shè)備具有抗蠟功能,不會(huì)堵塞。劑,將水與冷卻后的合成循環(huán)氣進(jìn)行逆向充分接觸，g)設(shè)備服役期20年不檢修。在塔內(nèi)通過液相無級(jí)提濃,氣相無級(jí)凈化方式使循h(huán))應(yīng)用領(lǐng)域廣泛,無論是大中小型、高中低壓環(huán)氣中夾帶的甲醇?xì)怏w大部分被水吸收、液化,并進(jìn)的甲醇裝置的循環(huán)氣、弛放氣、聯(lián)醇尾氣及任何氣相行重力分離,從而達(dá)到降低合成氣中甲醇含量并增中飽和的甲醇都近乎全部得到分離。加甲醇收率的目的。i)清除Fe(C0):及醚.酸、醛,減少醇合成的副該項(xiàng)技術(shù)在甲醇生產(chǎn)過程早有應(yīng)用，但因早期反應(yīng)。的洗滌分離設(shè)備在使用過程中存在帶水現(xiàn)象、塔底j)飽和含量的氣態(tài)水可抑制甲醇脫水生成甲醚部排出液中甲醇含量偏低等問題,未得到推廣。的副反應(yīng),保持催化劑活性中心。全收率甲醇分離技術(shù)是在傳統(tǒng)的洗滌分離技術(shù)4具體改造方案基礎(chǔ).上,通過改進(jìn)洗滌分離器內(nèi)部結(jié)構(gòu)，從而達(dá)到以此次一甲醇裝置合成系統(tǒng)全收率甲醇分離技術(shù)往傳統(tǒng)洗滌分離技術(shù)不能達(dá)到的技術(shù)指標(biāo)。改進(jìn)后改造以改善合成系統(tǒng)工藝性能、提高甲醇產(chǎn)量為出的洗滌分離技術(shù)解決了氣相甲醇含量和液相甲醇含發(fā)點(diǎn),具體方案是拆除合成系統(tǒng)原有的甲醇分離器，量不能兼顧的矛盾.使塔底部回收液中甲醇濃度達(dá)并在其基礎(chǔ)上重新安裝1臺(tái)二合一的全收率甲醇分到65%~70%以上。該技術(shù)的關(guān)鍵點(diǎn)在于需要保離器。改造過程中新增的儀表控制系統(tǒng)依托原裝置證氣液兩相逆流接觸過程中的霧狀高比表面積傳的DCS系統(tǒng),以方便現(xiàn)場(chǎng)和中控操作，確保系統(tǒng)安質(zhì),對(duì)洗滌分離器內(nèi)件的傳質(zhì)效率提出了很高的要全運(yùn)行。求,需要既可保證氣液兩相的充分接觸,又同時(shí)盡可4.1改造后的工藝流程能地避免霧沫夾帶。從原甲醇冷卻器出來的合成循環(huán)氣,全部進(jìn)入新3.2特點(diǎn)增的全收率甲醇分離器中下部,氣體自下而上流經(jīng)分全收率甲醇分離技術(shù)具有以下特點(diǎn):離器的分離層和復(fù)合填料層,與經(jīng)過注水泵加壓的自a)塔頂氣相中甲醇體積分?jǐn)?shù)小于0.05%。上而下均勻噴淋在填料層的霧狀除鹽水進(jìn)行充分接b)塔底液相中甲醇質(zhì)量分?jǐn)?shù)大于70%。觸,循環(huán)氣中剩余的大部分甲醇溶解在水中,形成質(zhì)c)全塔總阻力小于0. 04 MPa.量分?jǐn)?shù)約70%的粗甲醇,在新增分離器底部暫時(shí)儲(chǔ)存d)強(qiáng)制分離Poyting值飽和含量的相平衡狀態(tài)后與全收率甲醇分離器分離層出口質(zhì)量分?jǐn)?shù)約88%下的氣態(tài)甲醇。粗甲醇一起送閃蒸槽,閃蒸后送槽區(qū)儲(chǔ)存。e)對(duì)水冷后氣相溫度要求不苛刻,可由通常354.2改造過程中所需設(shè)備C以下放寬到55 C左右。見表3。表3改造過程中 所需設(shè)備序號(hào)名稱數(shù)量/臺(tái)規(guī)格備注全收率甲醇分離器中2200mmX21800mmX44mm外殼:16MnR+不銹鋼復(fù)合板,內(nèi)件:不銹鋼注水泵3DP60- 1/16.8. 0 MPa配套功率為13 kW的變頻電機(jī)5現(xiàn)場(chǎng)投用情況及 效果情況下,年可增產(chǎn)精甲醇產(chǎn)量4 000 t,年增加收人一甲醇裝置合成系統(tǒng)全收率甲醇分離技術(shù)改造810萬元,扣除新增系統(tǒng)在運(yùn)行過程需增加一些除項(xiàng)目于2009年5~6月在一甲醇裝置檢修期間實(shí)施鹽水和電的消耗及固定資產(chǎn)折舊費(fèi)用,實(shí)際年效益完成,現(xiàn)已投入使用,目前設(shè)備運(yùn)行穩(wěn)定。經(jīng)分析測(cè)約700萬元。試,全收率甲醇分離器頂部氣相甲醇體積分?jǐn)?shù)由原7結(jié)語來的0.9%下降至0.051%,分離器中部采出的稀甲全收率甲醇分離技術(shù)在100kt/a一甲裝置的成醇質(zhì)量分?jǐn)?shù)保持在71%~74%,在裝置原料投料量功應(yīng)用,實(shí)現(xiàn)了甲醇生產(chǎn)過程中合成循環(huán)氣回路中保持不變的情況下,粗甲醇班產(chǎn)量最高可達(dá)146 t,液態(tài)、霧態(tài)和氣態(tài)甲醇的近100%全分離回收,解決日產(chǎn)量最高達(dá)到424t,每天可多產(chǎn)粗甲醇近20t,折了甲醇生產(chǎn)過程中的一個(gè)重要瓶頸問題。隨著我國(guó)精醇12t,全年增加甲醇約4 000 t。節(jié)能減排力度的加大,這種變傳統(tǒng)的“擴(kuò)大裝置規(guī)模6經(jīng)濟(jì)效益分析增產(chǎn)"模式為“提高分離效率增產(chǎn)”的創(chuàng)新成果在甲采用全收率甲醇分離技術(shù)后,在負(fù)荷不增加的醇行業(yè)將具有極大的推廣空間。