MTBE裝置甲醇回收系統(tǒng)合并探討

龔琛滎，尹海波，譚晚件，姚登雄

（岳陽興長石化股份有限公司, 湖南 岳陽 414000）

MTBE裝置甲醇回收系統(tǒng)合并探討

龔琛滎，尹海波，譚晚件，姚登雄

（岳陽興長石化股份有限公司, 湖南 岳陽 414000）

分析了公司兩套MTBE裝置甲醇回收系統(tǒng)存在的問題，通過將兩套MTBE裝置的甲醇回收系統(tǒng)合并，并對其流程進(jìn)行改造優(yōu)化，使甲醇回收系統(tǒng)工藝更穩(wěn)定、易操作，保證了MTBE生產(chǎn)的連續(xù)性，同時減少了設(shè)備的腐蝕和故障，并取得了可觀的經(jīng)濟(jì)效益。

MTBE；甲醇；萃取塔；回收系統(tǒng)合并

MTBE俗稱甲基叔丁基醚，是一種高辛烷值含氧汽油組分，其辛烷值：RON117，MON101。MTBE作為目前主要用作汽油添加劑可獲得高辛烷值無鉛汽油，MTBE調(diào)和汽油不僅可提高汽油辛烷值，還可降低汽油中烯烴、芳烴的含量，減少汽油廢氣中CO和殘余烴類的含量[1]。至1999年，我國啟動了“全國空氣凈化工程——清潔汽車行動”，頒布了車用汽油的新標(biāo)準(zhǔn)(GB17930-1999)，要求從2000年開始停止生產(chǎn)、銷售和使用含鉛汽油，并開始鼓勵使用含有MTBE的汽油[2]。我公司75 kt/a MTBE裝置在原年產(chǎn)20 kt的設(shè)計能力基礎(chǔ)上于2006年10月通過改造后投產(chǎn)，2011年又新建投產(chǎn)一套60 kt/a MTBE裝置。兩套MTBE裝置年產(chǎn)能達(dá)到135 kt，但是由于上游碳四原料供應(yīng)不足，兩套裝置處理負(fù)荷均不足70%，單套裝置能耗均較高。特別是60 kt/a MTBE裝置由于設(shè)計余量大，甲醇回收系統(tǒng)長期低負(fù)荷生產(chǎn)，回收塔經(jīng)常發(fā)生回流水擊現(xiàn)象，而且靈敏板溫度易波動，塔底熱源消耗較大。

本文通過將兩套MTBE裝置碳四、甲醇混合物料合并引至6萬t/a MTBE裝置甲醇萃取回收系統(tǒng)，優(yōu)化后兩套MTBE裝置的醚后碳四分離及甲醇回收系統(tǒng)聯(lián)合生產(chǎn)，成功停用7.5萬t MTBE裝置甲醇回收系統(tǒng)，工藝穩(wěn)定、易操作，且回收甲醇含量達(dá)到99%以上，同時降低兩套MTBE裝置的整體能耗，并減少了停運設(shè)備的腐蝕及故障。

1 甲醇回收系統(tǒng)改造背景

1.1 裝置工藝概況

本公司兩套MTBE裝置均單獨配套工藝流程相同的甲醇回收系統(tǒng)，見圖1。

圖1 甲醇回收系統(tǒng)工藝流程Fig.1 Methanol recovery system process

甲醇萃取系統(tǒng)包括甲醇萃取塔和甲醇精餾塔，來自催化反應(yīng)蒸餾單元的醚后碳四、甲醇混合物料先進(jìn)入甲醇萃取單元的甲醇萃取塔，與來自塔頂?shù)妮腿∷嫦蚪佑|，使醚后碳四中的甲醇溶于萃取水中。脫除甲醇后的剩余碳四由萃取塔頂部溢出流入剩余碳四緩沖罐，然后經(jīng)醚后碳四輸送泵向罐區(qū)輸送[3]。甲醇萃取塔底部的富含甲醇的甲醇水經(jīng)換熱器加熱后，進(jìn)入甲醇精餾塔回收甲醇。甲醇精餾塔底部重沸器采用蒸汽加熱，塔底部工藝水（甲醇含量≤0.1%的萃取水）經(jīng)甲醇萃取塔底部換熱器回收熱量后，再經(jīng)萃取水泵加壓后進(jìn)萃取水冷卻器降溫后作為萃取劑返回萃取塔循環(huán)使用。精甲醇由甲醇精餾塔頂部餾出，經(jīng)塔頂冷凝器冷凝后進(jìn)入甲醇回流罐一部分作為回流液返回甲醇萃取塔，其余作為甲醇原料送往甲醇原料罐[4]。

1.2 甲醇回收系統(tǒng)設(shè)備情況

75 kt/a MTBE裝置甲醇回收系統(tǒng)由于是基于20 kt/a設(shè)計改造而成，實際處理能力已達(dá)到設(shè)計負(fù)荷，設(shè)備參數(shù)如表1。

表1 75 kt/a MTBE裝置甲醇回收系統(tǒng)塔設(shè)備參數(shù)Table 1 The tower’s parameters of 75 kt / a MTBE unit methanol recovery system

新建60 kt/a MTBE裝置甲醇回收系統(tǒng)實際基于80 kt/a設(shè)計工藝包，設(shè)計負(fù)荷能力較高，改造前生產(chǎn)中長時間處于低負(fù)荷運行，回收塔經(jīng)常發(fā)生回流水擊現(xiàn)象，而且靈敏板溫度易波動，塔底蒸汽消耗較大(表2)。

表2 60 kt/a MTBE裝置甲醇回收系統(tǒng)塔設(shè)備參數(shù)Table 2 The tower’s parameters of 60 kt / a MTBE unit methanol recovery system

從上述參數(shù)表中可以得出60 kt/a MTBE裝置甲醇回收系統(tǒng)處理能力實際高于75 kt/a MTBE裝置甲醇回收系統(tǒng)。

2 核算及改造過程

2.1 設(shè)計核算處理負(fù)荷

依據(jù)PROII模擬工藝計算結(jié)果，借助 KGTOWER軟件進(jìn)行塔內(nèi)件水力學(xué)計算[5]。處理能力復(fù)核得出60 kt/a MTBE裝置萃取系統(tǒng)處理負(fù)荷余量大于現(xiàn)兩套醚后碳四、甲醇混合物流總流量40 t/h。即60 kt/a MTBE裝置萃取系統(tǒng)可以實現(xiàn)處理現(xiàn)有兩套裝置的甲醇萃取功能。

設(shè)計核算參數(shù)表如表3。

表3 甲醇萃取塔核算參數(shù)Table 3 Methanol extraction tower accounting parameters

通過對甲醇回收塔T202 1-20層、21-34層、35-70層三主要精餾段進(jìn)行水力學(xué)核算，滿足處理現(xiàn)有兩套MTBE甲醇負(fù)荷的能力。負(fù)荷性能圖如圖2-圖4。

圖2 1-20層塔盤負(fù)荷性能圖Fig.2 Load performance chart of 1-20 layer tray

圖3 21-34層塔盤負(fù)荷性能圖Fig.3 Load performance chart of 21-34 layer tray

圖4 35-70層塔盤負(fù)荷性能圖Fig.4 Load performance chart of 35-70 layer tray

2.2 改造后工藝流程

75 kt/a MTBE裝置共沸蒸餾塔頂物料經(jīng)冷卻后改進(jìn)60 kt/a裝置T201 ，采用T201和T202作為兩套MTBE裝置甲醇回收塔系統(tǒng)，萃取后醚后碳四送至總管，精餾甲醇分別送至兩套MTBE甲醇原料罐作為進(jìn)料原料(圖5)。

圖5 甲醇回收系統(tǒng)改造后流程示意圖Fig.5 Flow diagram of methanol recovery system after transformation

3 改造后工藝運行情況對比

合并前兩套MTBE裝置甲醇回收部分主要運行參數(shù)見表4。

表4 合并前甲醇回收系統(tǒng)主要運行參數(shù)Table 4 Operating parameters of methanol recovery system before transformation

表5 甲醇回收系統(tǒng)合并后主要運行參數(shù)Table 5 Operating parameters of combined methanol recovery system

由表4可以看出，兩套MTBE裝置甲醇回收系統(tǒng)單獨運行時，裝置運行平穩(wěn)，各項工藝指標(biāo)均在控制范圍內(nèi)，兩套裝置合計用蒸汽約為3.35 t/h。

本次工業(yè)改造將MTBE裝置甲醇回收系統(tǒng)合并運行后，60 kt/a甲醇回收系統(tǒng)的運行參數(shù)如表5。

由表5可看出，當(dāng)兩套MTBE裝置甲醇回收系統(tǒng)合并運行后，60 kt/a MTBE裝置甲醇回收系統(tǒng)運行穩(wěn)定，且處于最佳處理狀態(tài)，塔底熱源用量并未增加，產(chǎn)品質(zhì)量符合要求，且可節(jié)約蒸汽1.65t/h，具有良好的經(jīng)濟(jì)效益。

4 流程優(yōu)化后經(jīng)濟(jì)效益

4.1 降能降耗

甲醇回收系統(tǒng)合并運行后，每小時實際節(jié)約蒸汽1.65 t/h，節(jié)約運行成本1.65×165元/t=272.25元/小時，停運三臺機泵，每小時節(jié)約電60 kW·h，實際節(jié)約電耗60×0.56元/(kW·h)=33.6元/h每年節(jié)約運行成本257萬元，具有可觀的經(jīng)濟(jì)效益。

4.2 減少設(shè)備腐蝕及故障

由于停運了75 kt/a MTBE裝置的甲醇回收系統(tǒng)，系統(tǒng)內(nèi)的設(shè)備腐蝕、設(shè)備磨損情況將得到大大緩解，有利于延長設(shè)備的使用壽命，同時機泵的停用，降低設(shè)備故障，無形中也降低了加工成本。

4.3 綜合利用回收塔

75 kt/a MTBE裝置的甲醇回收系統(tǒng)單獨切出停運，在公司異丁烯裝置開工后可直接作為異丁烯裝置的甲醇水處理系統(tǒng)，因此節(jié)省原新增異丁烯甲醇回收裝置投資249萬元。

5 結(jié)束語

兩套MTBE裝置甲醇回收系統(tǒng)合并屬于國內(nèi)首創(chuàng)，經(jīng)過認(rèn)真的技術(shù)分析并經(jīng)過工業(yè)試驗檢驗，這一方案在2014年7月1日工業(yè)試驗中成功實現(xiàn)。目前兩套獨立MTBE裝置進(jìn)行聯(lián)合甲醇回收運行良好，在這期間，裝置運行平穩(wěn)，操作便捷，產(chǎn)品質(zhì)量合格，未出現(xiàn)任何生產(chǎn)波動。

不僅節(jié)約了大量蒸汽、電等能耗，使裝置整體能耗下降明顯，而且我們將停用的甲醇回收塔綜合利用，作為異丁烯裝置甲醇回收塔，為工廠創(chuàng)造了巨大的經(jīng)濟(jì)效益。

［1］李文波，付靜. 我國汽油添加劑的現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢[J]．齊魯石油化工，2002，30(2)：59-62．

［2］朱玉琴，陸春龍. 甲基叔丁基醚（MTBE）的研究現(xiàn)狀及展望[J].遼寧化工，2012，41（11）：83-85．

［3］尹克新，王紅曉，王金明. MTBE裝置甲醇回收系統(tǒng)操作異常分析及處理[J].化學(xué)工業(yè)與工程 2011,28(6) ：59-62．

［4］劉景玉 趙鑫. 甲醇精餾過程設(shè)備分析[J].內(nèi)蒙古石油化工 ，2010，36 (17)：52-54．

［5］葛仁祥. KG-TOWER在浮閥塔水力學(xué)計算中的應(yīng)用[J].醫(yī)藥工程設(shè)計 2011，32 (5)：5-10．

Discussion on Combining Two MTBE Methanol Recovery Systems

GONG Chen-ying，YING Hai-bo，TAN Wan-jian，YAO Deng-xiong
（Yueyang Xingchang Petrochemical Co.Ltd., Hunan Yueyang 414000，China）

Problems of two methanol recovery systems were analyzed, then two MTBE methanol recovery systems were combined, and system process was reformed, which could make the methanol recovery process more stable and easy to operate, and ensure the continuity of MTBE production, and reduce the corrosion and malfunction of the equipment, and obtain considerable economic benefits.

MTBE; Methanol; Extraction tower; Combining recovery system

TE 624

： A

： 1671-0460（2015）02-0350-03

2014-08-24

龔琛滎（1985-），男，甘肅蘭州人，工程師，工程碩士，畢業(yè)于中南大學(xué)化工專業(yè)，研究方向：主要從事生產(chǎn)技術(shù)管理工作。電話：0730-8829731，E-mail:yyxcgcy@163.com。