甲醇裝置閃蒸汽回收甲醇項(xiàng)目的應(yīng)用

王　輝，王　磊，許士科

(新能鳳凰(滕州)能源有限公司，山東 滕州　277527)

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甲醇裝置閃蒸汽回收甲醇項(xiàng)目的應(yīng)用

王輝，王磊，許士科

(新能鳳凰(滕州)能源有限公司，山東 滕州277527)

摘要：甲醇項(xiàng)目的初始設(shè)計(jì)很少有針對閃蒸汽采用回收的工藝，大多是直接放火炬燃燒。本次技改在原工藝閃蒸汽管道后另加一吸收塔，對閃蒸氣中的甲醇進(jìn)行回收，達(dá)到節(jié)能增效的目的，投資少，見效快。

關(guān)鍵詞：甲醇裝置；閃蒸汽；回收

新能鳳凰(滕州)能源有限公司以對置式四噴嘴水煤漿加壓氣化生產(chǎn)的水煤氣為原料，經(jīng)變換、低溫甲醇洗制得合格的凈化氣體，送入甲醇合成系統(tǒng)生產(chǎn)甲醇。甲醇合成分為兩套裝置，雙套并聯(lián)使用，單套系統(tǒng)年生產(chǎn)能力為360 kt,，甲醇年生產(chǎn)能力720 kt。甲醇合成采用西南化工研究院開發(fā)的低壓甲醇合成工藝，合成壓力5.3 MPa、溫度220～260 ℃。合成氣經(jīng)甲醇合成塔，在催化劑的作用下生成甲醇，再經(jīng)水冷器冷卻后，在甲醇分離器中進(jìn)行氣液分離，粗甲醇進(jìn)入甲醇膨脹槽，分離后的氣體經(jīng)循環(huán)機(jī)加壓后再進(jìn)行合成系統(tǒng)。甲醇膨脹槽內(nèi)壓力控制在0.4 MPa，通過降低壓力，使溶解在粗甲醇中的氣體閃蒸出來，閃蒸汽送燃料氣管網(wǎng)，粗甲醇送精餾工段。

1甲醇閃蒸汽原設(shè)計(jì)情況及現(xiàn)改造的目的和達(dá)到的目標(biāo)

傳統(tǒng)的甲醇合成工藝著重開發(fā)新型甲醇合成催化劑和合成反應(yīng)器，很少把著眼點(diǎn)放在甲醇生產(chǎn)過程的節(jié)能和降耗上。原設(shè)計(jì)粗甲醇膨脹槽出來的閃蒸汽處于工藝末端，不是主要的工藝環(huán)節(jié)，所以閃蒸汽中甲醇夾帶造成的損耗一直不被重視。因此甲醇項(xiàng)目的初始設(shè)計(jì)很少有針對閃蒸汽采用回收的工藝，大多是直接放火炬燃燒。我公司原設(shè)計(jì)是甲醇膨脹槽的閃蒸汽送往燃料氣管網(wǎng)，由于投產(chǎn)時燃料氣管網(wǎng)未投運(yùn)，閃蒸汽改送往火炬放空氣總管，進(jìn)行燃燒后放空，造成閃蒸汽中的甲醇白白地?fù)p失了。

2014年公司對部分已進(jìn)行閃蒸汽回收投運(yùn)的廠家進(jìn)行詳細(xì)地考察，決定采用鄭州大學(xué)綠色化工研究所的專利技術(shù)先對一套甲醇系統(tǒng)的閃蒸汽中甲醇進(jìn)行回收，通過改造后將閃蒸汽中的甲醇進(jìn)行回收，以提高公司的經(jīng)濟(jì)效益。本次技改只是在原工藝閃蒸汽管道后另加一吸收塔，對閃蒸氣中的甲醇進(jìn)行回收，達(dá)到節(jié)能增效的目的，投資少，見效快。

改造后需達(dá)到的主要技術(shù)指標(biāo)：

1)經(jīng)回收塔后閃蒸汽中甲醇含量≤0.05%

2)回收甲醇的濃度≥60%

3)設(shè)備總阻力≤0.03 MPa

2閃蒸汽甲醇吸收的工藝原理

1)閃蒸氣中甲醇含量高低與閃蒸壓力大小密切有關(guān)：壓力越高，霧狀甲醇和氣態(tài)甲醇的含量越低。

在5.0 MPa、35 ℃工況下，霧狀甲醇和氣態(tài)甲醇在氣體中的含量在1.0%-1.3%的范圍內(nèi)。

在0.5 MPa、35 ℃工況下，氣態(tài)甲醇在氣相中的含量約為6.5%。

在0.2 MPa、35 ℃工況下，氣態(tài)甲醇在氣相中的含量約為14%。

2)傳統(tǒng)的機(jī)械式分離器包括超濾式分離器統(tǒng)稱為慣性分離器，只能分離液態(tài)甲醇，不能分離霧狀甲醇，更不能分離出氣態(tài)甲醇。

3)要想徹底地分離霧狀甲醇和氣態(tài)甲醇只能采用吸收法，最好的吸收劑是水，利用甲醇和水可以任意比例互溶的性質(zhì)，用水吸收霧狀甲醇和氣態(tài)甲醇，使其變成甲醇水溶液，達(dá)到回收甲醇的目的。

3閃蒸氣回收項(xiàng)目的工藝流程介紹

甲醇合成工序，由甲醇分離器分離出的粗甲醇，進(jìn)入甲醇膨脹槽進(jìn)行減壓閃蒸，以除去粗甲醇中的大部分氣體，然后進(jìn)入粗甲醇儲罐，甲醇膨脹槽壓力控制在0.4 MPa。壓力為0.4 MPa，溫度為40 ℃的閃蒸氣從底部進(jìn)入甲醇洗滌塔，壓力為0.4 MPa，溫度為20 ℃，流量為0.1 m3/h脫鹽水從塔頂加入，在甲醇洗滌塔內(nèi)閃蒸汽與脫鹽水進(jìn)行逆向接觸，進(jìn)行傳質(zhì)、傳熱，洗滌后的氣體送往燃料氣管網(wǎng)，作為燃料氣送住硫回收工段。從塔底出來的含甲醇液經(jīng)液位自調(diào)閥進(jìn)入膨脹槽后管線，隨粗甲醇進(jìn)入甲醇精餾系統(tǒng)。

圖1　閃蒸汽回收工藝流程圖

4甲醇吸收塔的主要性能和優(yōu)點(diǎn)

1)可徹底回收閃蒸汽中的甲醇，產(chǎn)生明顯的直接經(jīng)濟(jì)效益；

2)該裝置主要工作單元分為兩部分，一部分是高效吸收單元，就是用極少量的水將閃蒸氣中甲醇吸收成40%以上的甲醇水溶液。另一部分是高效除霧單元，保證不帶水、不帶醇；

3)操作十分穩(wěn)定、簡單，一次調(diào)節(jié)好后，就無需專人再操作；

4)設(shè)備設(shè)計(jì)合理，可長周期運(yùn)行15 a以上，無需檢修，檢修也只需蒸汽熱洗；

5)設(shè)備的中下部是高效復(fù)合塔板，板效率≥85%；

6)加水量小，水不打循環(huán)一次性加入，連加連排；

7)不僅使企業(yè)產(chǎn)生直接經(jīng)濟(jì)效益還產(chǎn)生很好的社會效益、環(huán)保效益。

5閃蒸氣回收項(xiàng)目的運(yùn)行情況

2014年11月5日本項(xiàng)目施工完成，隨后進(jìn)行了氣密試驗(yàn)和水沖洗、吹掃工作，氣體置換合格后，回收塔底部建立液位，11月7日投入運(yùn)行。11月11日開始進(jìn)行了部分?jǐn)?shù)據(jù)的收集，具體如下：

表1

續(xù)表1

6經(jīng)濟(jì)效益分析

以上數(shù)據(jù)可以看出每小時回收甲醇量為200 kg×21.29%=42.58 kg，每年回收量為42.58×8 000=340 640 kg。

按市場價格計(jì)算，每年收益為2 300元/t×340.64 t/a=78.3472萬元，通過本次技改后將閃蒸汽中的甲醇幾乎全部地回收，經(jīng)濟(jì)效益明顯。增加閃蒸汽回收塔只是在原工藝閃蒸汽管道后另加一單獨(dú)小設(shè)備，對原工藝無任何影響，運(yùn)行成本也較低，投資約25萬元，四個月就能收回投資，經(jīng)濟(jì)效益是十分可觀的。

7結(jié)語

本項(xiàng)目實(shí)施后，甲醇回收率較高，但洗滌液濃度比設(shè)計(jì)偏低，基本可以判定是洗滌水加入量過大的原故，今后可以適當(dāng)減少洗滌水量，以觀察運(yùn)行的效果。

現(xiàn)在是冬季的運(yùn)行狀況，甲醇合成水冷器的循環(huán)水溫度較低，水冷器運(yùn)行效果較好，而在夏季，粗甲醇的溫度會比較高。溫度越高，甲醇的飽和蒸汽壓越高，氣相中的甲醇含量也會隨之上升，所以在夏季，投用閃蒸汽回收塔所產(chǎn)生的效益也會比現(xiàn)在還要高一些。根據(jù)現(xiàn)在閃蒸氣中甲醇回收項(xiàng)目的運(yùn)行及效益情況，公司也將計(jì)劃明年進(jìn)行第二套合成裝置閃蒸汽的甲醇回收項(xiàng)目的實(shí)施。

Application of flash steam recovery of methanol methanol plant project

WangHui,WangLei,XuShi-ke

(New Energy Phoenix (Tengzhou) Energy Co., Ltd., Shandong Tengzhou 277527)

Abstract：The initial design of methanol project with little use for flash steam recovery processes, mostly directly put the torch burning. The process of technological transformation in the original plus a flash steam pipe absorber of the methanol flash steam recovery, to achieve the purpose of energy efficiency, less investment and quick.

Key words：methanol plant; flash steam; recycling

中圖分類號：TQ223.1

文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A

文章編號：1003-6490(2015)06-0052-03

作者簡介：王輝，男，山東滕州人，助理工程師，從事甲醇的技術(shù)管理工作。

收稿日期：2045-11-20