二甲醚系統(tǒng)粗甲醚冷凝器改造及應(yīng)用

黃孺國 崔文麗

(河南龍宇煤化工有限公司河南永城476600)

二甲醚系統(tǒng)粗甲醚冷凝器改造及應(yīng)用

黃孺國 崔文麗

(河南龍宇煤化工有限公司河南永城476600)

1 改造前二甲醚工藝流程

河南龍宇煤化工有限公司(以下簡稱龍宇公司)一期工程裝置年產(chǎn)500kt甲醇和200kt二甲醚，二甲醚裝置是甲醇下游裝置，進行甲醇產(chǎn)品深加工。甲醇制二甲醚生產(chǎn)工藝過程分為合成反應(yīng)、精餾和汽提三大工序。經(jīng)汽化塔汽化后的甲醇蒸氣進反應(yīng)器反應(yīng)后，粗甲醚氣體經(jīng)氣體換熱器與原料甲醇蒸氣換熱，然后去精餾塔再沸器Ⅱ與精餾塔釜液換熱，再去甲醇預(yù)熱器與原料甲醇換熱，最后去粗甲醚預(yù)熱器與粗甲醚換熱，換熱后的反應(yīng)氣經(jīng)粗甲醚冷凝器冷卻后進入粗甲醚貯罐進行氣液分離。氣相為H2，CO，CH4，CO2等不凝性氣體以及飽和的甲醇、二甲醚蒸氣，經(jīng)氣體冷卻器冷卻后進入洗滌塔;洗滌吸收二甲醚后，不凝氣體放空去主火炬;液相的粗甲醚經(jīng)精餾塔和精餾塔冷凝器，生產(chǎn)出合格的二甲醚產(chǎn)品(圖1，云線內(nèi)為改造部分)。

2 存在的問題

二甲醚裝置粗甲醚冷凝器氣相進口設(shè)計溫度110℃，冷凝后粗甲醚溫度約40℃，粗甲醚冷凝器循環(huán)水上水設(shè)計溫度30℃、壓力0.4MPa。但由于夏季環(huán)境溫度升高，裝置的熱負荷也隨之增大，循環(huán)水上水溫度最高可達35℃左右，加上夏季水中微生物繁殖較快，導(dǎo)致循環(huán)水在通過冷凝器列管時在管壁生成污垢，造成粗甲醚冷凝器冷熱端溫差小，影響冷凝器換熱效果，冷卻后粗甲醚溫度最高可達48℃，而設(shè)計溫度＜40℃。受冷卻后粗甲醚溫度過高的影響，系統(tǒng)放空量增大，造成有效組分流失，裝置被迫降負荷。由原130%降至100%負荷運行時，系統(tǒng)仍有1000m3/h(標態(tài))左右的放空量。經(jīng)分析，放空氣主要成分是二甲醚，其體積分數(shù)高達70%左右;按標態(tài)換算，從放空氣中流失的二甲醚量達1.5t/h;按二甲醚價格4200元/t計，日損失費用達15萬元。要保證二甲醚日產(chǎn)量不下降，二甲醚耗甲醇量就自然偏高，即產(chǎn)品的綜合能耗偏高。

圖1 改造前、后二甲醚工藝流程

3 解決措施

解決問題的關(guān)鍵在于需要對粗甲醚冷凝器進行改造，降低粗甲醚冷凝器的熱負荷。經(jīng)研究分析，認為應(yīng)該將出反應(yīng)器的反應(yīng)氣在進入粗甲醚冷凝器前就進行氣相冷卻，從而降低冷卻后粗甲醚液體和不凝氣的溫度，達到減少系統(tǒng)放空量的目的。經(jīng)與原設(shè)計院溝通協(xié)調(diào)并通過物料衡算及現(xiàn)場論證，最后決定在粗甲醚冷凝器入口管線前串聯(lián)1組粗甲醚復(fù)合式蒸發(fā)冷卻器(圖1內(nèi)云線部分)。該復(fù)合式蒸發(fā)冷卻器包含8臺380V動設(shè)備，其中有6臺冷卻用軸流風(fēng)機(單臺容量為7.5kW)和2臺水泵(單臺容量為5.5kW)。

4 改造效果

改造前、后工藝運行參數(shù)對比見表1。

表1 改造前、后工藝運行參數(shù)對比

由表1數(shù)據(jù)分析可知:循環(huán)冷卻水上水溫度在33～35℃，二甲醚裝置運行負荷為125%。改造后，反應(yīng)系統(tǒng)放空量＜100m3/h(標態(tài))且未檢出二甲醚，粗甲醚冷凝器進口氣溫度降至80～83℃，粗甲醚冷凝器出口氣溫度降至40℃以下，解決了系統(tǒng)放空造成的損失和浪費，有效解決了二甲醚裝置在夏季高溫條件下運行時能耗高的問題，降低了生產(chǎn)運行成本，產(chǎn)生了較大的經(jīng)濟效益和節(jié)能效果。

2014-04-17)