甲醇精餾過程中熱能梯級利用改造

袁紅玲 王 攀 梁 斐 郭存彪

(河南心連心化肥有限公司 河南新鄉(xiāng)453731)

甲醇精餾過程中熱能梯級利用改造

袁紅玲 王 攀 梁 斐 郭存彪

(河南心連心化肥有限公司 河南新鄉(xiāng)453731)

0 前言

精餾過程是化學(xué)工業(yè)中耗能較大的單元過程，熱量利用率很低，浪費現(xiàn)象依舊嚴(yán)重，使得精餾系統(tǒng)節(jié)能降耗的意義尤為突出。為此，河南心連心化肥有限公司對甲醇精餾過程中熱能梯級利用進(jìn)行了研究，最大限度地降低了甲醇生產(chǎn)中分離過程的總能耗，達(dá)到了節(jié)能降耗的目的，創(chuàng)造了巨大的經(jīng)濟(jì)效益。

1 工藝現(xiàn)狀

甲醇三塔精餾過程中需要利用中、低壓蒸汽對預(yù)精餾塔和加壓精餾塔底部的粗醇進(jìn)行加熱，使其沸騰變?yōu)闅怏w再返回塔內(nèi)進(jìn)行精餾。三塔精餾過程中主要能耗是蒸汽的消耗，蒸汽加熱塔底液體之后變?yōu)檎羝淠?，蒸汽冷凝液混合后溫度?12℃，經(jīng)預(yù)后預(yù)熱器加熱加壓精餾塔進(jìn)料甲醇后溫度降至95℃進(jìn)入冷凝液槽，冷凝液通過冷凝液泵送至脫鹽水崗位軟水箱。此流程存在以下弊端:①熱量沒有充分回收利用，熱損失較大;②造成脫鹽水崗位軟水箱溫度高。

存在的問題:①預(yù)精餾塔粗醇進(jìn)料溫度較低;②預(yù)精餾塔再沸器的塔底液態(tài)甲醇溫度在70～75℃，用蒸汽進(jìn)行加熱;③系統(tǒng)蒸發(fā)冷凝器用水品質(zhì)差，造成設(shè)備腐蝕。為此，考慮利用系統(tǒng)自身產(chǎn)生的熱量，通過熱量合理分配、梯級利用，達(dá)到系統(tǒng)熱能綜合利用和降低蒸汽消耗的目的。

2 改造情況

本改造的目的在于克服現(xiàn)有工藝技術(shù)中的缺陷，從而提供一種能夠充分利用甲醇精餾系統(tǒng)中冷凝換熱產(chǎn)生的大量熱能工藝技術(shù)，以減少蒸汽用量，而且可產(chǎn)生品質(zhì)較高的低溫冷卻水作為系統(tǒng)蒸發(fā)冷凝器的換熱介質(zhì)，避免造成設(shè)備腐蝕。改造后甲醇精餾過程中熱能梯級利用裝置工藝流程見圖1。

圖1 改造后甲醇精餾過程中熱能梯級利用裝置工藝流程

低壓蒸汽和中壓蒸汽在蒸汽緩沖罐中進(jìn)行充分混合，分別進(jìn)入預(yù)精餾塔再沸器和加壓精餾塔再沸器對兩塔甲醇進(jìn)行加熱，蒸汽冷凝后在同一管道中混合，溫度為112℃，經(jīng)預(yù)后預(yù)熱器加熱加壓精餾塔進(jìn)料甲醇之后溫度降至95℃。改造后，95℃的冷凝液不再進(jìn)入冷凝液槽外送脫鹽水崗位軟水箱，而是直接對預(yù)精餾塔底再沸器加長段的甲醇進(jìn)行加熱，預(yù)精餾塔塔底甲醇溫度仍保持在70～75℃，熱冷凝液的充分利用大大減少了預(yù)精餾塔塔底再沸器的蒸汽用量，降溫后的冷凝液溫度降至82℃，再進(jìn)入冷凝液槽;通過冷凝液泵將冷凝液提壓，送入新增的一級粗醇預(yù)熱器對粗甲醇進(jìn)行加熱，提高預(yù)精餾塔進(jìn)料溫度，進(jìn)料粗甲醇溫度由原來的35℃升至45℃，再通過原粗醇預(yù)熱器升溫至65℃，接近泡點進(jìn)料有助于預(yù)精餾塔進(jìn)行精餾操作，再次換熱后的冷凝液溫度降至約60℃。低位熱能的冷凝液品質(zhì)較高，可考慮用循環(huán)水對其進(jìn)行冷卻降溫，作為蒸發(fā)冷凝器的補水，可減輕設(shè)備腐蝕，60℃的冷凝液一部分通過新增的補水冷卻器將溫度冷卻至20～30℃后作為蒸發(fā)冷凝器的補水，另一部分富余的冷凝液去脫鹽水崗位軟水箱進(jìn)行全系統(tǒng)循環(huán)利用。

改造后的甲醇精餾系統(tǒng)熱能梯級利用裝置，通過改變預(yù)精餾塔再沸器的結(jié)構(gòu)，使其可同時使用蒸汽和冷凝水進(jìn)行加熱，換熱后的冷凝液繼續(xù)加熱預(yù)精餾塔進(jìn)料粗甲醇，提高了預(yù)精餾塔進(jìn)料溫度，達(dá)到接近泡點進(jìn)料精餾，降低了預(yù)精餾塔的蒸汽用量。同時，充分利用冷凝液的低位熱能，經(jīng)循環(huán)水冷卻后的冷凝液作為高品質(zhì)的蒸發(fā)冷凝器補水，減輕了設(shè)備的腐蝕。該方法具有投資少、工藝簡單、運行成本低等優(yōu)點，在降低蒸汽損耗的同時，保證了系統(tǒng)正常運行，降低了甲醇精餾過程的生產(chǎn)成本。

3 改造效果

經(jīng)實際運行證明，改造后，噸精甲醇蒸汽消耗由原來的1.05～1.20t降至0.75～0.80t;按甲醇精餾系統(tǒng)每年開車300d、日產(chǎn)量300t計，則年可節(jié)約蒸汽27000t。該技術(shù)方案的實施，大大降低了甲醇精餾系統(tǒng)的蒸汽消耗，實現(xiàn)了甲醇精餾過程中熱能的梯級利用，經(jīng)濟(jì)效益顯著。

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《小氮肥》編輯部

2014-10-10)