淺析甲醇裝置建設的一些思考

荀立栓(河北省定州市定州天鷺新能源有限公司 073000)

甲醇作為有機化工領域重要的原料，具有廣泛的用途。并且甲醇是一種優質的燃料，被國際上廣泛的用于商業燃氣用途。作為基礎有機化工原料，甲醇主要應用于精細化工和塑料等的制造業。甲醇是制造甲醛、醋酸、氯甲烷、甲氨、硫酸二甲酯等多種有機產品的主要原料之一，也是農藥、醫藥生產環節中的重要原料。甲醇在深加工后可作為新型清潔燃料，與汽油混合，減少環境污染。目前甲醇與汽油摻燒已經投入使用，并具有良好的效應。因此，近年來國內各地開始興建甲醇裝置。下文將對甲醇裝置建設進行討論，從而提出一些建議。

一、建設前期工作

甲醇裝置在建設前需要做好選址工作，因為這將直接影響原料運輸，水源地，產品運輸，電網配備和公用工程配套等問題。并且需要根據裝置的規模，大型設備的制造運輸吊裝，工藝路線選擇等具體問題來合理的選擇。甲醇裝置生產的原料氣是合成氣，來源主要是煤、焦炭等固體或原油、重油、輕油等液體，或天然氣等氣體。原料經粉德氏古水煤漿氣化等氣化技術、凈化技術，配制成一定比例的合成氣。凈化技術主要推薦一氧化碳變換NHD技術或低溫甲醇洗RECTISOL技術。在設計裝置的過程中還要考慮三廢，環保和消防等問題。

二、甲醇裝置中的主要設備

1.壓縮機

壓縮機是甲醇裝置中重要設備之一，其直接影響甲醇裝置生產的穩定性。壓縮機是整個甲醇裝置生產過程的動力關節所在，因此壓縮機出現問題將直接影響整體裝置的連續工作能力，甚至可能導致停產。即使沒有停產這樣的直接損失，也有可能產生原料浪費、增加成本等間接損失。

壓縮機主要采用電力和蒸汽作為動力。從當前中國的國情來講，電力具有很高的穩定性；而蒸汽相關的設備成本相對較低。當前常用的壓縮機主要是離心式壓縮機，其相對于往復式壓縮機具有下述優點:

(1)結構緊湊，占地小，重量輕;

(2)排氣量大而連續、均勻，不需要級間中間緩沖罐等裝置;(3)振動小，易損件少，不需要龐大而笨重的基礎;

(4)除軸承外，機件內部不需潤滑，省油，且不污染被壓縮的氣體;

(5)轉速高;

(6)維修量小，調節方便。

大型離心式壓縮機在安裝進出口管道時，要注意無應力連接。本文建議甲醇裝置可以引進蒸汽透平驅動的離心壓縮機，配套透平空冷裝置。

2.精餾工藝

精餾工藝的目的是脫除粗甲醇中的二甲醚等輕組分，以及水、乙醇等其它重組分，從而生產美國AA級和GB338—2004高純度級的精甲醇。在精餾工藝環節一定要保障廢水的達標排放。甲醇的純度是工藝中的首要評價指標，其次是節能。推薦使用德國的LURGI三塔精餾工藝，因為三塔精餾工藝低壓蒸汽消耗少，但缺點是設備投資大。據有關數據表示，與傳統工藝相比可以節能16%。而兩塔精餾設備相反，投資相對較小，但是低壓蒸汽消耗多。精餾塔內件推薦使用浮閥，可以有效減少設備高度需求。工藝的最后一道工序是副產品的處理，需要對雜醇進行合理的廢物利用。當然，工藝的選擇還要考慮到實際的需求，一般城市需求量在60萬噸甲醇以上及百萬噸甲醇以上時，相應裝置推薦選用丹麥tops∮e反應器，英國ICI冷激式反應器，LURGI雙臺水冷反應器，這些反應器在實際的成產反饋中都收到了良好的效果。

3.合成塔

合成塔的選擇也很重要，本文推薦如下幾個建議。首先工藝路線上，需要根據城市的需求進行取舍，推薦中規模的甲醇裝置采用多塔工藝，這樣可以降低設備的制造費用。而運輸方面也要考慮車輛的限位，對道路、橋梁的路徑選擇；其次需要考慮管道安裝過程中的水壓實驗問題。催化劑方面，推薦使用進口的催化劑，優點是選擇性、轉化率高，副產物少。催化劑的還原方法，推薦使用變壓吸附提純氫氣，其有許多優點，如可用原料來源廣泛，一次性去除氫氣中多種雜質成分，簡化了工藝流程，處理調節范圍大，能耗小、操作費用低，自動化程度高，設備穩定好，吸附劑壽命長，對環境污染小等優點。而膜分離技術提取氫氣具有能耗低，操作簡便的優點，可以從成本、操作、穩定性上考慮選擇何種工藝。比如常見的60萬噸至100萬噸級別的生產中，推薦使用日本MRF合成塔和CASALE軸徑向合成塔。在催化劑的選擇上，則推薦英國的ICI和德國的BasF催化劑，轉化率高，副產物少，能有效減少精餾負擔。當然國產催化劑價格低廉，推薦西南院和南化院的催化劑。

4.甲醇罐區

罐區的操作本文推薦使用DCS自動邏輯控制系統。雖然控制邏輯從原理來講并沒有漏洞，但是在實際工作中卻存在很多不足的地方。因此需要操作人員熟悉工藝系統，并根據具體情況更新相關的控制邏輯和系統中的組件。這樣，才能達到罐區操作的最優化。并且罐區進出口閥門應當具有火災自動切斷功能，在發火災時自動截斷，防止事故擴大。

結論

甲醇裝置產能不斷的提高，國際先進水平已經達到170萬噸/年以上的產能。為了提高我國在甲醇的國際競爭力，我國需要對甲醇裝置的最優化裝配進行相應的規范和研究。針對我國是產煤大國的國情，而當前煤原料生產甲醇占甲醇裝置的78%以上，可以優先考慮以煤原料相關的技術改革。本文從甲醇制造工藝的各個環節入手，分析和討論了甲醇裝置各個環節的推薦配置和注意事項。裝置的配置并非一成不變，本文僅針對現有技術進行了分析和建議，在具體應用過程中，要不斷吸收國內外先進的經驗，引入國外的先進設備。已投產的甲醇裝置也可以通過更新部分設施，或者采用更換催化劑等方式進行產能升級，從而達到利益的最大化，為我國的有機基礎原料生產做出貢獻。

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