甲醇裝置三塔精餾運(yùn)行總結(jié)

牛寶玉，吳紅超，王玉斌

（1.河南煤業(yè)化工集團(tuán)新鄉(xiāng)中新化工有限責(zé)任公司，河南新鄉(xiāng)453800；2.河南煤業(yè)化工集團(tuán)安陽永金化工有限責(zé)任公司，河南安陽455133）

1 工藝流程

粗甲醇精餾就是根據(jù)粗甲醇中各種組分的沸點(diǎn)和相對揮發(fā)度的不同，在精餾塔內(nèi)的熱質(zhì)傳遞元件上，經(jīng)過反復(fù)多次連續(xù)的熱質(zhì)傳遞，最終實(shí)現(xiàn)關(guān)鍵輕組分在塔頂高濃度集聚、重組分在塔底高濃度集聚的分離過程。

從合成工段送來的濃度為93%左右的粗甲醇到粗甲醇貯槽，經(jīng)粗甲醇泵打到粗甲醇預(yù)熱器，由蒸汽冷凝水提溫至65℃左右進(jìn)入預(yù)蒸餾塔，預(yù)蒸餾塔下部的預(yù)塔再沸器采用0.5MPa、170℃過熱蒸汽間接加熱液體粗甲醇，保持溫度在75～80℃，塔頂溫度用回流液控制在45℃左右。為了防止低沸點(diǎn)組分在塔頂冷凝，同時(shí)盡量減少甲醇損失，塔頂采用兩級冷凝，一級冷凝器溫度控制在65℃，二級冷凝器溫度控制40℃。粗甲醇應(yīng)加堿液控制其pH值，其目的是為了促使胺類及羰基化合物分解，也是為了防止粗甲醇中有機(jī)酸對設(shè)備的腐蝕。為了增加輕組分物質(zhì)與甲醇的沸點(diǎn)差，還應(yīng)控制預(yù)后粗甲醇的濃度，一般控制預(yù)后比重在0.84～0.87之間。

從預(yù)蒸餾塔頂冷凝器冷凝下來的液體進(jìn)入預(yù)塔回流槽，經(jīng)預(yù)塔回流泵打入塔內(nèi)作為回流液。從二級冷凝器冷凝下來的液體經(jīng)分析，當(dāng)?shù)头悬c(diǎn)物質(zhì)太多時(shí)采出去裝桶。預(yù)蒸餾塔頂排出的不凝氣體送往三廢鍋爐燃燒。

預(yù)蒸餾塔釜液通過預(yù)后甲醇泵進(jìn)入加壓塔，用0.5MPa、170℃的過熱蒸汽加熱釜液，控制塔釜溫度在130～132℃。塔頂蒸汽溫度約122℃，進(jìn)入常壓塔再沸器冷凝，冷凝液流入加壓塔回流槽，一部分通過加壓回流泵打回加壓精餾塔作為回流液，另一部分經(jīng)過加壓塔產(chǎn)品冷卻器冷卻至40℃，作為產(chǎn)品去精甲醇計(jì)量槽。塔底甲醇溶液經(jīng)減壓后進(jìn)入常壓精餾塔。常壓塔再沸器由加壓塔塔頂蒸汽加熱，維持塔釜溫度在105～110℃，塔頂蒸汽去常壓塔冷凝器，冷凝液流入常壓塔回流槽，經(jīng)常壓塔回流泵一部分打入塔頂作為回流液，另一部分取出經(jīng)常壓塔產(chǎn)品冷卻器冷卻后作為產(chǎn)品去精甲醇計(jì)量槽。

常壓塔溶液中還有一部分沸點(diǎn)介于甲醇與水之間的雜醇，如乙醇等，一般聚集在塔下部，當(dāng)分析精醇中雜質(zhì)含量超標(biāo)時(shí)，應(yīng)采出富積乙醇的甲醇溶液去裝桶。

2 塔板選擇

甲醇精餾塔的塔型常見的有三種：板式塔、填料塔和復(fù)合塔。

在甲醇精餾過程中，為了避免雜質(zhì)在塔內(nèi)積累，在常壓塔中要設(shè)計(jì)側(cè)線采出。板式塔可直接從受液盤采出，填料塔設(shè)置側(cè)線采出不靈活且投資較大。結(jié)合以上幾點(diǎn)，最近幾年出現(xiàn)了很多復(fù)合塔板，即將填料和浮閥同時(shí)裝在一臺(tái)塔內(nèi)，有側(cè)線采出的塔節(jié)采用浮閥塔板，其余塔節(jié)采用填料。

從傳質(zhì)過程來說，填料塔內(nèi)氣相是連續(xù)相，液相是分散相；浮閥塔內(nèi)液相是連續(xù)相，氣相是分散相。復(fù)合塔內(nèi)在填料和塔板連接的地方要重新建立氣液平衡，導(dǎo)致整塔的理論板數(shù)下降。

從三個(gè)塔的操作條件來看，預(yù)塔的精餾段液相負(fù)荷非常小，噴淋密度小，采用板式塔要優(yōu)于填料塔；加壓塔為加壓操作，板式塔發(fā)揮的效率要比填料塔高，減壓狀況下填料塔效率要高，所以，加壓塔適宜選板式塔；常壓塔由于必須要設(shè)側(cè)線采出口，板式塔靈活方便，優(yōu)于填料塔。

我公司采用的為CJST板式塔，CJST板式塔的傳質(zhì)機(jī)理為空間立體噴射傳質(zhì)，可允許的板孔氣速很高，動(dòng)能因子可在17以上，而且氣速越高，氣液接觸越充分，傳質(zhì)效率越高。同樣塔徑處理能力可比浮閥塔高15%以上。所以，與浮閥塔相比，相同處理能力可減小塔徑，降低塔板層數(shù)，設(shè)備投資降低。另外，泵等運(yùn)轉(zhuǎn)設(shè)備的運(yùn)行費(fèi)用可降低。

3 三塔控制要點(diǎn)

（1）以輕組分為主，絕大部分有機(jī)雜質(zhì)是通過控制預(yù)精餾塔塔頂冷凝器冷凝液溫度，即一、二級冷凝器放空溫度來脫除分離的。在此除去溶解在粗醇中的氣體和沸點(diǎn)低于甲醇的含氧有機(jī)物，以及C10以下的烷烴?？刂评鋮s循環(huán)水量調(diào)節(jié)一級放空溫度，保持在60℃，冷凝液作為預(yù)塔的回流液；控制二級冷凝器冷卻循環(huán)水量調(diào)節(jié)放空溫度在45～55℃，這部分冷凝液需經(jīng)油水處理后返回原料液中，或者作為燃料或其他用途。

（2）控制預(yù)塔塔底液體的密度在0.84～0.86g／cm3，嚴(yán)控萃取水的加入量。

（3）控制粗甲醇入料中加堿量1%～5%，使pH值在8～10之間，防止粗甲醇中有機(jī)酸對設(shè)備的腐蝕及促使羰基化合物與胺類等有機(jī)物的分解。

（4）控制加壓回流槽放空量，在精甲醇質(zhì)量合格的情況下，盡量減少放空量，減少常壓塔冷凝器的負(fù)荷及蒸汽的消耗。

（5）控制常壓塔冷凝器放空氣溫度在45～50℃，進(jìn)一步排放輕沸點(diǎn)殘留物；控制常壓塔塔底溫度在108～118℃，塔底溫度太低，甲醇就會(huì)隨殘液排走，不但降低甲醇回收率，也污染環(huán)境。

（6）雜醇油主要聚集在常壓塔底部8～12塊塔板處，溫度一般控制在88～94℃，此處為常壓塔提餾段的靈敏板，溫度變化靈敏。溫度升高說明重組分上移；溫度下降說明輕組分下移，特別是在溫度下降時(shí)，應(yīng)提前加大塔頂采出或減少入料量。必要時(shí)，增加雜醇油采出，避免甲醇和中沸組分下移到塔釜，從而造成塔底排出殘液中甲醇和COD超標(biāo)。

（7）對于個(gè)別特殊用戶，要求精甲醇中乙醇含量降低至10×10－6。這種情況要在常壓塔的精餾段乙醇集聚處設(shè)立采出口。一般設(shè)在常壓塔入料板以上幾塊塔板上，根據(jù)需要采出相應(yīng)量的液體，從而獲得低乙醇含量的產(chǎn)品。

（8）嚴(yán)格原料及成品管理，提高精甲醇質(zhì)量，如果將它們混雜，正常采出甲醇質(zhì)量就會(huì)嚴(yán)重不達(dá)標(biāo)。

（9）隨著高級醇、烷烴等雜質(zhì)的積累（無連續(xù)采出雜醇），采出精醇產(chǎn)品（1＋3）渾濁，故重組分的采出原則是，一般控制在精甲醇產(chǎn)量的1%左右。采出量過大，采出物中甲醇含量高，雜醇和水并不多，采出也返回粗甲醇儲(chǔ)槽重新精餾，導(dǎo)致雜醇積累更難處理，作為雜醇銷售也不妥。采出量過小，重組分雜質(zhì)經(jīng)過積累，經(jīng)塔板帶入精甲醇中，影響產(chǎn)品質(zhì)量。

4 試車中出現(xiàn)的各種問題與措施

4.1 預(yù)精餾塔塔頂超壓

（1）預(yù)塔一級冷凝器循環(huán)水開啟度小，或冷凝器管程有不凝氣，開車時(shí)沒有排氣。

措施 開循環(huán)水后，首先排氣，個(gè)個(gè)冷凝器管程充滿水，排凈不凝氣，便于冷卻。

（2）預(yù)塔水封液多，預(yù)塔憋壓，不凝氣放不出去。

措施 發(fā)現(xiàn)液位高及時(shí)排液，及時(shí)降壓。

（3）回流液控制溫度高。

措施 適當(dāng)降回流液溫度。

（4）回流槽液位過高。

措施 加大回流，及時(shí)降液位，控制好預(yù)后比重。

4.2 加壓塔如何控制超壓

（1）控制好預(yù)后比重，預(yù)塔操作穩(wěn)定。

（2）控制好蒸汽加入量，不要太大。

措施 控制好加壓塔蒸汽大閥和冷凝液調(diào)節(jié)閥。

（3）保護(hù)好加壓塔回流泵，加壓塔回流泵選耐高溫泵。

（4）防止加壓塔回流泵汽蝕，造成不回流。汽蝕如何發(fā)現(xiàn)：中控開大開小調(diào)節(jié)閥，回流量變化很小，回流槽液位升得快。

措施 停運(yùn)行泵，開備泵，及時(shí)排氣。

4.3 常壓塔水封噴醇如何控制？

加大常壓塔進(jìn)料密度，到0.94g／cm3，穩(wěn)定住密度。常壓塔控制好塔底液位，降低回流槽液位。液位太高，對常壓塔出氣管產(chǎn)生液封，造成常壓塔超壓。加大常壓塔冷凝器循環(huán)水量，降低回流液溫度。

預(yù)防措施 改造放空管，往上加高，同時(shí)加管引至地下槽。

5 結(jié) 語

本甲醇精餾裝置采用的是一種高效并流噴射的新型垂直篩板塔板為塔內(nèi)件的三塔雙效精餾工藝，與傳統(tǒng)的泡罩、篩板、浮閥塔板相比，具有傳質(zhì)效率高、處理能力大、抗堵塞、壓降低、操作彈性好及易檢修、造價(jià)低等優(yōu)點(diǎn)，能夠生產(chǎn)出優(yōu)等級的甲醇產(chǎn)品。