60萬t/a甲醇精餾裝置運行總結

丁達建，喬 潔，張志強

(九江心連心化肥有限公司，江西九江 332700)

九江心連心化肥有限公司年設計能力60萬t甲醇精餾裝置，于2021年2月3日一次性開車成功，目前該裝置運行穩定，產品質量達到GB 338—2011《工業用甲醇》優等品，乙醇質量分數小于30×10-6，噸精醇消耗蒸汽(簡稱蒸汽單耗)為0.70 t，噸精醇用電(簡稱用電單耗)為5.98 kW·h，均達到了工藝設計要求。

1 工藝簡介

該甲醇精餾裝置采用二效+三效五塔精餾工藝流程和隔板塔式甲醇回收塔副產乙醇的工藝方法，整個甲醇精餾裝置由預塔(T2101)、常壓塔(T2102)、低壓塔(T2103)、高壓塔(T2104)和末塔(T2105)五臺甲醇精餾塔及其外圍配套設備組成。其中，常壓塔、低壓塔、高壓塔三塔之間熱集成，低壓塔塔頂氣相為常壓塔提供所需熱量，高壓塔塔頂氣相為低壓塔提供所需熱量；預塔和末塔兩塔之間熱集成，末塔塔頂氣相為預塔提供所需熱量[1-2]。

為了更好地回收甲醇，在五臺精餾塔的基礎上再增加一臺吸收塔(T2106)，預塔塔頂冷凝后的尾氣在吸收塔內被洗滌水吸收后再出裝置，提高甲醇產品收率，減小排放不凝氣中污染物含量。

甲醇產品分別從常壓塔、低壓塔、高壓塔和末塔塔頂采出。不凝氣從吸收塔塔頂排出。末塔下部設置隔板，將末塔下部分隔成廢水側和乙醇側，且兩側互不相通。從乙醇側底部獲得回收乙醇產品，從廢水側底部排出廢水，從廢水側進料口附近側線采出甲醇和乙醇含量很低的雜醇油。根據需要，側線采出的雜醇油可以去水洗罐，分層后采出雜醇油，洗水返回精餾裝置[3-4]。

2 工藝特點

采用二效+三效五塔精餾裝置進行甲醇精餾的工藝方法與目前廣泛采用的三塔及四塔甲醇精餾工藝相比具有以下優點：

(1)操作能耗降低約40%。正常情況下三塔和四塔精餾蒸汽單耗在1.0～1.1 t，而五塔精餾蒸汽單耗在0.68～0.70 t，節能效果顯著。

(2)工藝流程簡單、易于操控。常規四塔甲醇精餾工藝流程中各項操作難度較大，不易穩定操作。采用二效+三效五塔精餾工藝流程，在節能的同時簡化了各精餾塔操作控制指標：常壓塔、低壓塔、高壓塔三臺甲醇精餾塔均只需要保證塔頂產品指標，幾乎不需要控制塔釜產品指標(高壓塔塔釜甲醇質量分數為36%～44%)，極大地提高了整個甲醇精餾裝置的操作穩定性。

(3)甲醇收率高。吸收塔的設置可以有效提高甲醇產品收率，減少排放不凝氣中的污染物含量。雜醇集中由末塔采出，且末塔采用隔板塔結構，可大幅減少雜醇中甲醇和乙醇的含量，提高甲醇產品收率。根據需要，雜醇可以去水洗罐，分層后采出雜醇油，洗水返回精餾裝置，也可作為粗乙醇進行外售。

(4)冷凝器面積大大減小，其他設備一次性投資相當。操作能耗的降低直接導致冷凝器負荷大大減小，冷凝器面積可減小約36%。精餾塔器及換熱器單體設備規格減小，易于設計和施工。

(5)為了滿足客戶對精醇產品中乙醇含量較低的要求，采用隔板塔式甲醇回收塔副產乙醇的工藝方法，可進一步降低產品中的乙醇含量。

3 主要運行數據

各精餾塔主要工藝運行數據見表1。

表1 精餾塔主要工藝運行數據

4 主要消耗情況

該甲醇精餾裝置的主要蒸汽、用電消耗數據見表2。

表2 精醇蒸汽、電耗統計表

5 存在的問題及處理措施

(1)吸收塔輕組分送往常壓火炬管線存在積液。

處理措施：由于預塔尾冷器(E2105)下液不順暢，冷凝器內有積液，造成輕組分放空氣將甲醇液進入火炬管線造成積液，通過開大尾冷器下液閥門，降低氣體帶液問題。

(2)高壓塔采出乙醇含量高。

處理措施：通過合理分配常壓塔、低壓塔的回流比，降低高壓塔負荷，從而達到降低高壓塔采出乙醇含量的目的。

(3)產品質量不穩定。

處理措施：由于預塔主冷器下液溫度過低和預塔尾冷器放空溫度控制過低，造成預塔輕組分脫除不徹底，帶入系統中。通過控制預塔主冷器下液溫度在53～55 ℃和預塔尾冷器放空溫度在37～43 ℃，從而將預塔輕組分脫除徹底。

(4)末塔廢水含醇量和化學需氧量(COD)高。

處理措施：造成末塔廢水含醇量和COD高的主要原因是末塔負荷較重和塔釜溫度控制過低。通過控制高壓塔塔釜醇含量及進料量，穩定末塔負荷和提高塔釜溫度在對應廢水壓力下的飽和溫度以上，從而控制廢水含醇量和COD達標。

(5)粗甲醇加堿裝置管道振動大。

處理措施：造成粗甲醇加堿裝置管道振動大的主要原因是加堿位置在粗醇進料泵出口。由于系統壓力較高(0.6～0.8 MPa)造成加堿管線阻力大，使整個加堿裝置管道振動大。通過將加堿位置改在粗醇進料泵進口，有效地解決了加堿裝置管道振動大的問題。

6 結語

五塔精餾工藝流程和隔板塔式甲醇回收塔副產乙醇的工藝方法，在實際工藝操作過程中，能夠實現產品質量達到GB 338—2011優等品和乙醇質量分數小于30×10-6。五塔精餾工藝與以往三塔和四塔精餾工藝在操作上截然不同，需要摸索優化。如隔板塔式甲醇回收塔副產乙醇含量未達到設計要求，高壓塔系統壓力高，在物料負荷和熱量利用分配上還有一定的優化空間，其蒸汽消耗可以進一步降低，從而使整個裝置工藝最優化，達到節能降耗和產品質量最佳的效果。