甲醇產品質量探討

劉濤飛 陜西神木化學工業有限公司

陜西神木化學工業有限公司（以下簡稱神木公司）一二期甲醇精餾裝置采用先進的（3+1）精餾工藝流程，即三塔雙效精餾工藝附加一個采出雜醇油并回收甲醇的汽提塔。兩套裝置自開車以來，經過多次技術改造和優化工藝操作，產品質量穩定，生產能力可達到設計能力的116.5%，達到GB/T338-2011 優級品（乙醇含量可控制在50ppm 以內），在同行業中達到先進水平。

一、工藝流程簡述

來自甲醇合成工段的粗甲醇進入粗甲醇貯槽，通過預塔進料泵加壓后經預熱器，被蒸汽冷凝液加熱至72℃后進入預塔。預塔塔釜由，塔頂汽經過一級冷凝器，甲醇冷凝液進入預塔回流槽，經泵全回流至塔頂；未冷凝的部分及不凝氣進入二級冷凝器冷至38-45℃以下，將其中大部分甲醇回收，不凝氣經預塔壓力閥放空。

預后甲醇經加壓塔進料泵送至加壓塔，加壓塔塔釜由1.0MPa 蒸汽經熱虹吸式再沸器提供熱量。加壓塔塔頂甲醇蒸汽進入常壓塔再沸器，作為常壓塔的熱源，甲醇蒸汽被冷凝后進入加壓塔回流槽，一部分由加壓塔回流泵升壓后送至加壓塔頂部作為回流液，其余部分經加壓塔產品冷卻器冷卻到40℃以下作為產品采出。由加壓塔底部排出的甲醇液經換熱器降溫后進入常壓塔，常壓塔塔頂出來的甲醇蒸汽經常壓塔冷凝冷卻器冷至40℃后進入常壓塔回流槽，再經泵加壓后，一部分送至常壓塔頂回流，其余部分作為產品采出。常壓塔塔底廢水經冷卻器冷卻后由泵送至氣化磨煤工段，作為氣化工藝用水。

汽提塔的入料由常壓塔的側線采出提供，通過0.5MPa 蒸汽經熱虹吸式再沸器向塔釜提供熱量，產生的塔頂蒸汽經汽提塔冷凝冷卻器冷卻后進入汽提塔回流槽，再經汽提塔回流泵加壓，一部分送至汽提塔頂回流，其余部分作為產品采出。雜醇油通過汽提塔的側線采至雜醇油貯槽。汽提塔塔底廢水經冷卻器冷卻后經泵加壓后送往氣化磨煤工段制漿。

二、問題提出

1. 2005 年10 月14 日，一期精餾裝置順利產出合格精甲醇，但在運行過程中，偶爾出現精甲醇產品中水分超標現象，影響著裝置的穩定運行。

2. 2008 年8 月11 日二期裝置順利產出合格的精甲醇，在運行過程中，加壓塔產品酸度出現超標。

3.二期中間罐區產品蒸發殘渣不合格。

4. 2008 年12 月二期精餾裝置在運行過程中出現常壓塔產品水溶性、氧化性指標不合格。

5. 2009 年4 月二期精甲醇產品出現異臭味。

6. 2013 年8 月二期精餾裝置在運行過程中出現加壓塔產品水溶性長不合格。

7. 2019 年7 月起一期加壓塔產品呈現堿度，多數時間內產品堿度指標是合格的，偶爾出現堿度超標現象，對裝置的穩定運行及產品質量造成影響。

三、原因分析

（一）一期產品水分超標

為了解決這一問題，神木公司成立攻關小組，結合同類型廠家的工藝及設備經驗，深入研究分析甲醇產品水分超標的原因，一致認為常壓塔入料口溫度的波動，極易引起塔頂溫度的變化，說明入料口溫度偏高時易將重組分帶到塔頂，影響甲產品的質量。進一步深入研究發現常壓塔精餾段填料設計高度不足，降低了常壓塔的操作彈性，而提餾段填料設計高度有彈性。同時，邀請天津大學精餾技術研究中心專家對一期精餾工況進行了模擬，其模擬結果驗證了上述的分析判斷。

（二）二期加壓塔產品酸度超標

針對這一問題，公司組織成立技術攻關小組，并結合同行業經驗及理論分析，判斷為加堿位置不適所致。二期加堿位置由預塔下部加入變為粗甲預熱器前加入，有了充分生成碳酸鹽的時間，在加壓塔高溫條件下，CO2釋放出來帶入產品，影響加壓塔產品酸度。

（三）二期中間罐區產品產品蒸發殘渣不合格

針對中間產品蒸發殘渣不合格這一問題，公司及時組織相關技術人員進行專題分析討論，判斷為精甲槽氮氣保護氣量不足，且氮氣管線低洼處有結冰造成管線不暢。

（四）二期常壓塔產品氧化值和水溶性不合格

針對常壓塔產品氧化性、水溶性不合格這一問題，結合一期操作經驗，對各指標及現場進行深入分析、排查，確認為加壓塔回流槽放空去常壓塔、汽提塔閥門內漏，導致火炬氣體竄入常壓塔回流槽，帶入產品中導致產品水溶性、氧化性超標。

（五）產品有異臭味

針對這一問題，公司組織專人進行調查研究，并查閱相關資料，最后認為精餾產品有異臭味多數因前系統有氨帶入合成系統，使粗甲醇產品中有甲氨類物質存在所致。

（六）二期加壓塔產品水溶性不合格

針對2013 年8 月二期加壓塔產品水溶性長時間不合格的這一問題，公司及時組織人員從工藝操作、設備運行等方面進行深入分析研究，最終認為由加壓塔提餾段高度不夠，導致產品水溶性不合格。

（七）一期加壓塔產品呈現堿度

針對一期加壓塔產品呈現堿度問題，及時組織相關人員對其進行分析，分析判斷造成加壓塔產品呈現堿度的主要原因是凈化系統升級改造后，凈化氣中胺類物質偏多，在預精餾塔內為完全脫除干凈，在加壓塔內進行分解，進而造成產品堿度超標。

四、解決方案及效果

（一）一期常壓塔水分超標解決措施

根據以上分析結論，利用2006 年4 月大檢修停車，在常壓塔增加一個入料口，使新入料口下移，增加常壓塔提留斷高度，提高精餾塔的分離效果。通過改造后，常壓塔的操作彈性明顯提高，產品水分超標問題徹底解決。

（二）二期加壓塔產品酸度超標解決措施

結合以前操作經驗和對其原因的分析判斷，利用停車機會將加堿位置由預塔入料管線改至預塔下部氮氣管線上引入預塔。通過改造后加壓塔產品酸度超標問題徹底解決。

（三）二期中間罐區產品蒸發殘渣不合格解決措施

1.清理氣封氮氣管線低洼處結冰，徹底吹掃管道內鐵銹。

2.在低洼處加裝導淋閥，定期排放積液。

3.將氣封氮氣壓力自力式調節閥副線微開，加大氮氣量，保證氣封氮氣充足。

4.加強管理，對水封槽溢流水流量嚴格控制，保證不能溢至氮氣管。

通過采取上述管控措施后，二期中間罐區甲醇產品蒸發殘渣逐漸下降，并達標指標要求。系統從2008 年開車至今產品蒸發殘渣再未出現超標現象。

（四）二期常壓塔產品氧化值和水溶性不合格解決措施

針對此問題，及時對加壓塔回流槽放空去常壓塔、汽提塔管線進行改造，通過在壓力調節閥后增裝手動切斷閥，徹底消除因閥門內漏造成產品質量問題。通過改造后常壓塔產品氧化值和水溶性不合格問題得以解決。

（五）二期產品有異臭味解決措施

1.通過公司統一協調，變換工段加強洗氨塔的操作，穩定洗氨塔洗滌水量在設計指標附近。

2.提高預塔不凝氣放空溫度，不凝氣放空溫度由40℃提至43℃.

3.加強預后甲醇PH 值工藝指標的嚴格管理，控制預后甲醇PH 值在7.5-8.5 之間。

4.通過前系統氣體攜帶氨的嚴格管控，降低合成氣中氨含量。

通過采取以上措施后，產品中異臭味明顯好轉，目前產品異臭味問題得以解決。

（六）二期加壓塔產品水溶性不合格

針對二期加壓塔產品水溶性不合格問題，通過對預塔、加壓塔進行工藝優化操作后，效果不明顯，最終將加壓塔入料口位置進行上調，自調整后，加壓塔產品從未出現過指標超標現象。

（七）一期加壓塔產品呈現堿度

針對一期加壓塔產品呈現堿度溫度，通過采取以下措施后，產品質量得以控制：

1.加強凈化裝置操作管理，嚴格控制凈化氣中胺類物質含量。

2.調整預精餾塔操作指標，將不凝氣放空溫度由43℃提至44℃。

3.調整預塔加堿量，既保證胺類物質被充分脫除，同時確保加堿量不能太大。

4.優化精餾系統操作，通過調整加壓塔入料口位置，塔頂溫度、回流比等措施。

通過采取以上措施后，加壓塔產品逐漸由堿度轉為酸度，且產品質量長時間穩定。

五、結語

神木公司一二期精餾裝置通過強化工藝管理、過程管控、工藝優化及技術改造等舉措，實現了裝置能耗低、操作簡便、產品質量穩定，以過硬的產品質量為公司贏得了良好的聲譽。在今后的工作中，我們將繼續以高質量發展為載體，全面強化管理、優化操作，將產品質量繼續做優、做出品牌。