含油廢甲醇制二甲醚技術(shù)

劉建立

(湖北潛江金華潤(rùn)化肥有限公司 湖北潛江433132)

含油廢甲醇制二甲醚技術(shù)

劉建立

(湖北潛江金華潤(rùn)化肥有限公司 湖北潛江433132)

湖北潛江金華潤(rùn)化肥有限公司(以下簡(jiǎn)稱金華潤(rùn)公司)現(xiàn)有2套生產(chǎn)裝置，具備650kt總氨、800kt尿素、100kt碳酸氫銨、60kt精甲醇以及150kt二甲醚的年生產(chǎn)能力。金華潤(rùn)公司在2011年新建了1套400kt/a合成氨裝置，氣體凈化采用低壓聯(lián)醇與中壓醇烴化工藝。

1 存在的問(wèn)題及原因

金華潤(rùn)公司采用湖南安淳高新技術(shù)有限公司的JJD低壓恒溫懸掛水管式低壓甲醇合成工藝，操作壓力為4.3MPa。此工藝優(yōu)化了先進(jìn)低壓甲醇合成工藝，其特點(diǎn):①反應(yīng)器結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，對(duì)材料要求低、造價(jià)低，床層阻力小;催化劑的床層溫度可通過(guò)調(diào)節(jié)汽包蒸汽壓力進(jìn)行控制，準(zhǔn)確、靈敏;②可回收高位熱能，能量利用合理;③設(shè)備緊湊，開(kāi)、停車方便;④副反應(yīng)少，粗甲醇中雜質(zhì)少。

甲醇分離利用加壓下甲醇易被冷凝的原理，采用冷凝分離方法，加壓下與液相甲醇成平衡狀態(tài)的氣相甲醇的含量隨溫度降低和壓力升高而降低，利用水冷卻即可分離甲醇。在水冷凝后，甲醇分離器將冷凝下來(lái)的甲醇分離采出，并排放至甲醇貯槽。

反應(yīng)后物料經(jīng)蒸發(fā)式冷凝器后，進(jìn)入甲醇分離器、凈醇塔、水分離器分離甲醇，然后送壓縮工段，再由壓縮機(jī)加壓至22MPa后送醇烴化裝置。在實(shí)際運(yùn)行中，低壓甲醇裝置甲醇分離不徹底，壓縮機(jī)六段出口氣體送至醇烴化裝置，由醇化油分離器脫除油、醇和水的混合物，經(jīng)取樣分析其中甲醇質(zhì)量分?jǐn)?shù)為84%～85%、水質(zhì)量分?jǐn)?shù)為10%～12%、油質(zhì)量分?jǐn)?shù)為4%～5%。以年產(chǎn)100kt甲醇計(jì)，年排放的油、醇和水的混合物達(dá)3～4kt。排放的油、醇混合物經(jīng)油回收裝置簡(jiǎn)單分離油后，排入污水處理裝置，年處理費(fèi)用在400多萬(wàn)元。經(jīng)咨詢裝置設(shè)計(jì)單位及國(guó)內(nèi)甲醇領(lǐng)域的專家，在國(guó)內(nèi)尚無(wú)成熟的技術(shù)解決方案，其技術(shù)難點(diǎn):①由于低壓甲醇合成工藝壓力低，氣相中夾帶甲醇的分離技術(shù)至今沒(méi)得到很好解決;②該套生產(chǎn)裝置設(shè)計(jì)年生產(chǎn)能力是300kt氨醇，現(xiàn)實(shí)際年生產(chǎn)能力已達(dá)450kt，由于處理氣量大，甲醇合成后分離系統(tǒng)并不能將甲醇徹底分離，未分離的甲醇被送至壓縮工段;③醇、油和水混合物的分離在國(guó)內(nèi)沒(méi)有相關(guān)的成熟技術(shù)。

2 解決措施

2.1 解決方案

根據(jù)金華潤(rùn)公司的實(shí)際情況及現(xiàn)有工藝條件，本著投資省、效果好、徹底解決環(huán)保問(wèn)題的原則，獨(dú)創(chuàng)了“含油廢甲醇制二甲醚技術(shù)”，為解決低壓甲醇合成工藝甲醇分離不徹底提供了一個(gè)很好的解決方案。

由于甲醇可以按任意比例與多種有機(jī)化合物混合，而且能與其中的一些化合物生成共沸混合物?；厥瘴镏械挠椭饕莵?lái)自于壓縮機(jī)的潤(rùn)滑油。壓縮機(jī)所用潤(rùn)滑油的理化特性:淡黃色黏稠液體，相對(duì)密度為0.9348，閃點(diǎn)溫度≥200℃，可溶于苯、乙醇、乙醚丙酮等多數(shù)有機(jī)溶劑。

2.2 工藝說(shuō)明

經(jīng)分析甲醇和潤(rùn)滑油的理化性能，最終確定利用1臺(tái)廢棄的二甲醚汽提塔改成甲醇汽提塔，將其加工的粗甲醇送入甲醇汽化塔，轉(zhuǎn)換成甲醇蒸氣后，再送至二甲醚反應(yīng)器生產(chǎn)二甲醚。

甲醇汽提塔操作指標(biāo)的確定是解決問(wèn)題的關(guān)鍵。該汽提塔是1臺(tái)低壓精餾設(shè)備，主要回收甲醇汽化塔甲醇?xì)堃褐械募状?，根?jù)甲醇以及潤(rùn)滑油的理化性質(zhì)和設(shè)備的使用要求，將甲醇汽提塔操作壓力設(shè)定為0.1MPa，塔底溫度設(shè)定為78～82℃，在此溫度下既能完成甲醇的汽化，又能遠(yuǎn)離潤(rùn)滑油的閃點(diǎn)溫度，壓力越高，對(duì)應(yīng)的閃點(diǎn)溫度越高，只要溫度低于其閃點(diǎn)溫度20～30℃，潤(rùn)滑油就不會(huì)汽化，從而可完成醇、油的分離。

2.3 工藝流程

廢甲醇回收制二甲醚工藝流程見(jiàn)圖1。

圖1 廢甲醇回收制二甲醚工藝流程

醇化油分離器分離出的醇、油和水混合物排放至緩沖罐，由廢甲醇泵加壓至0.2MPa，然后進(jìn)入廢甲醇貯槽靜置24h以上，利用油、醇密度差進(jìn)行初步分離;分離后的廢甲醇經(jīng)廢甲醇泵加壓至0.3MPa后，從塔底側(cè)面進(jìn)入甲醇汽提塔，在汽提塔再沸器中加熱，廢甲醇走管程，低壓蒸汽走殼程，甲醇汽提塔底部和塔頂溫度分別控制在78～82℃和70℃，甲醇蒸氣從塔頂出來(lái)后，進(jìn)入汽提塔冷凝器殼程，經(jīng)管程冷卻水降溫至≤35℃，冷凝后的粗甲醇大部分去甲醇中間槽，部分回流至甲醇汽提塔，噴淋在甲醇汽提塔填料上，進(jìn)行氣液熱量交換;進(jìn)入甲醇中間槽的粗甲醇用汽化塔給料泵加壓至1.0MPa，然后進(jìn)入甲醇汽化塔塔底，甲醇汽化塔塔底和塔頂溫度分別控制在169～172℃和135℃，壓力控制在0.7～0.8MPa，汽化后的甲醇蒸氣進(jìn)入二甲醚反應(yīng)器合成二甲醚;甲醇汽提塔內(nèi)的甲醇?xì)堃航?jīng)廢油冷卻器降溫后排至廢油回收裝置;回收廢油后的污水送至污水處理廠進(jìn)行生化處理，其中的不凝氣主要是CO，CO2等，經(jīng)減壓后送至洗滌塔，再經(jīng)洗滌塔洗滌后送至1000m3小氣柜作為鍋爐燃料。

3 效益分析

該項(xiàng)目于2014年2月一次開(kāi)車成功，日回收甲醇10～11t(折純)、廢油約0.5t。按甲醇市場(chǎng)售價(jià)2800元/t、廢油1000元/t、年有效生產(chǎn)天數(shù)330d計(jì)，則年增效益1000萬(wàn)元左右。整個(gè)項(xiàng)目所用設(shè)備基本為閑置設(shè)備或其他裝置在用設(shè)備，技改投資約5萬(wàn)元，裝置投運(yùn)后在2d內(nèi)即可收回成本。該項(xiàng)目的更大意義在于:①?gòu)脑搭^解決了金華潤(rùn)公司外排水中COD含量超標(biāo)的難題，環(huán)保效益顯著;②為國(guó)內(nèi)同工藝低壓甲醇裝置存在的相同問(wèn)題找到了一條有效的解決途徑。

2014-04-28)