甲醇裝置精餾系統(tǒng)側(cè)抽量高的原因分析及對(duì)策

鐘國(guó)斌

（海洋石油富島股份有限公司生產(chǎn)管理部，海南東方 572600）

甲醇裝置精餾系統(tǒng)側(cè)抽量高的原因分析及對(duì)策

鐘國(guó)斌

（海洋石油富島股份有限公司生產(chǎn)管理部，海南東方 572600）

針對(duì)中?；瘜W(xué)80萬(wàn)t/a甲醇裝置精餾系統(tǒng)側(cè)抽量的采出一直高于設(shè)計(jì)量原因進(jìn)行分析，并認(rèn)真總結(jié)研究，提出解決辦法。對(duì)降低側(cè)抽量進(jìn)行實(shí)施，找到降本增效的方法，并分析其效果。

甲醇；精餾；側(cè)抽量；雜醇油

中海石油化學(xué)股份有限公司80萬(wàn)t/a甲醇裝置于2010年10月一次性投料試車成功。該裝置以天然氣為原料，采用英國(guó)戴維低壓甲醇工藝，精餾系統(tǒng)采用三塔精餾，即預(yù)塔、加壓塔和回收塔。粗甲醇中含有部分雜質(zhì)（CO、CO2、醚類、高級(jí)醇、H2O等），為了達(dá)到國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)優(yōu)等品甲醇（GB338—2004）的要求，必須排除這些雜質(zhì)，為保證塔底水中的低醇含量及產(chǎn)品甲醇的質(zhì)量，從回收塔的第 5、7、9、11、13或15塊塔板（由分析決定）抽出部分高級(jí)醇（雜醇油）送往飽和塔，我們稱為側(cè)抽。在排放雜質(zhì)的過(guò)程中不可避免的造成了甲醇損失。本文所提到雜醇油是粗甲醇中的雜質(zhì)一種表現(xiàn)形式，必須排放干凈。

1 甲醇的合成反應(yīng)與副反應(yīng)

1.1 甲醇合成反應(yīng)

1.2 副反應(yīng)

甲醇合成反應(yīng)是一個(gè)較復(fù)雜的有機(jī)化學(xué)反應(yīng)，伴隨著許多副反應(yīng)產(chǎn)生。當(dāng)合成反應(yīng)條件發(fā)生變化時(shí)如溫度、壓力、空速、氫碳比等以及合成催化劑活性降低時(shí)，副反應(yīng)將增多，造成雜醇油的產(chǎn)量也增加。為了保證精甲醇的純度，在精餾過(guò)程中，必須連續(xù)采出雜醇油。

2 現(xiàn)狀分析

80萬(wàn)t/a甲醇裝置為了保證最終的塔底水中的低醇含量及產(chǎn)品甲醇的質(zhì)量，在精餾系統(tǒng)設(shè)計(jì)了側(cè)抽，側(cè)抽主要用來(lái)抽出甲醇中的乙醇等高級(jí)醇，為了滿足不同粗甲醇成分的需要，側(cè)抽位置往往設(shè)計(jì)在不同的塔板上。側(cè)抽量和位置直接影響甲醇產(chǎn)品的質(zhì)量。如果回收塔塔體溫度和粗甲醇成分發(fā)生變化，操作中未及時(shí)調(diào)整側(cè)抽量和側(cè)抽位置，很有可能導(dǎo)致重組分上移，甲醇產(chǎn)品不合格。

80萬(wàn)t/a甲醇裝置設(shè)計(jì)的側(cè)抽量為567kg/h，但實(shí)際生產(chǎn)中，為了保證產(chǎn)品的精度，防止因系統(tǒng)波動(dòng)可能會(huì)引起的產(chǎn)品中乙醇（乙醇為側(cè)抽的主要指標(biāo)）等指標(biāo)超標(biāo)，裝置實(shí)際的側(cè)抽量往往大于設(shè)計(jì)值。查閱歷史記錄，對(duì)2013年4—8月精餾系統(tǒng)甲醇的側(cè)抽量分別進(jìn)行了調(diào)查，通過(guò)對(duì)每天的側(cè)抽量統(tǒng)計(jì)后求出平均值見(jiàn)表1。

表1 側(cè)抽中甲醇的含量

從表1可以看出，4—8月份的平均側(cè)抽量為設(shè)計(jì)的156%。

3 原因分析

針對(duì)影響甲醇側(cè)抽組分及采出量的問(wèn)題進(jìn)行分析，對(duì)引起甲醇側(cè)抽采出量過(guò)大的各種原因反復(fù)進(jìn)行討論，找出影響因素。

1）側(cè)抽的安全裕度

表2 側(cè)抽的安全裕度

從表2可以看出，在實(shí)際生產(chǎn)過(guò)程中，在不同的側(cè)抽量下甲醇產(chǎn)品的質(zhì)量都是合格，但為了保證產(chǎn)品的合格率在實(shí)際操作過(guò)程中采取了較大的側(cè)抽安全裕度，從而造成側(cè)抽量遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于設(shè)計(jì)指標(biāo)。所以這是的側(cè)抽量高的主要原因之一。

2）側(cè)抽層數(shù)

表3 側(cè)抽各層的乙醇含量

由表3可以看出,現(xiàn)工況下，回收塔在第十一層的乙醇含量最高，由于十一層的乙醇含量最高，側(cè)抽相對(duì)最小，所以實(shí)際運(yùn)行中選取十一層為側(cè)抽采出層，這樣側(cè)抽的層數(shù)為非主因。

3）回收塔壓力

表4 不同壓力下各層的乙醇含量%

由表4可以看出現(xiàn)工況下，壓力對(duì)側(cè)抽層數(shù)乙醇含量有較大影響，但是現(xiàn)系統(tǒng)回收塔控制壓力為17kPa，通過(guò)上圖可以看出在控制壓力附近，十一層的乙醇含量相對(duì)較高，所以回收塔壓力對(duì)側(cè)抽的影響非主因。

4）回收塔平均塔溫

表5 回收塔不同塔溫下各層的乙醇含量%

由表5可以看出現(xiàn)工況下，溫度對(duì)側(cè)抽層數(shù)乙醇含量有較大影響，但是現(xiàn)系統(tǒng)回收塔控制溫度87～97℃，可在控制溫度左右，十一層的乙醇含量相對(duì)較高，所以回收塔塔溫對(duì)側(cè)抽的影響非主因。

5）合成系統(tǒng)操作系數(shù)

表6 合成系統(tǒng)操作壓力溫度變化

雖然合成反條件如溫度、壓力等發(fā)生變化時(shí)，副反應(yīng)將增多，側(cè)抽的組分也將會(huì)改變。但是從表6可以看出，裝置處于穩(wěn)態(tài)運(yùn)行的過(guò)程中，合成系統(tǒng)壓力及合成塔溫度并沒(méi)有做大幅調(diào)整，所以合成系統(tǒng)操作系數(shù)是非主因。

4 對(duì)策實(shí)施

在影響精餾系統(tǒng)側(cè)抽量主要因素找到后，對(duì)應(yīng)的制定了對(duì)策及方法，盡量的使裝置實(shí)現(xiàn)產(chǎn)量最大化，效益最大化。

表7 對(duì)策表

工況允許的情況下，特別是在轉(zhuǎn)化負(fù)荷穩(wěn)定，合成，精餾系統(tǒng)溫度壓力均在控制指標(biāo)內(nèi)的前提下，充分利用公司的分析化驗(yàn)中心資源，在保證成品質(zhì)量的基礎(chǔ)上，減小側(cè)抽的流量，增加甲醇的產(chǎn)量，從而提高公司的經(jīng)濟(jì)效益。

第一步：將側(cè)抽流量從915kg/h降低到860kg/h。

2013年12月5日經(jīng)申請(qǐng)后將側(cè)抽流量從915kg/h降低到860kg/h。

第二步：將側(cè)抽流量從860kg/h降低到820kg/h。

2013年12月8日經(jīng)申請(qǐng)后將側(cè)抽流量從860kg/h降低到820kg/h。

第三步：將側(cè)抽流量從820kg/h降低到740kg/h。

2013年12月11日經(jīng)申請(qǐng)后將側(cè)抽流量從820kg/h降低到740kg/h。

第四步：將側(cè)抽流量從740kg/h降低到680kg/h。

2013年12月14日經(jīng)申請(qǐng)后將側(cè)抽流量從740kg/h降低到680kg/h。

第五步：將側(cè)抽流量從680kg/h降低到650kg/h。

2013年12月21日經(jīng)申請(qǐng)后將側(cè)抽流量從680kg/h降低到650kg/h。

經(jīng)過(guò)上述措施實(shí)施后，12月25日，對(duì)調(diào)整后的數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)。

5 效果檢查和經(jīng)濟(jì)效益核算

通過(guò)對(duì)80萬(wàn)t/a甲醇裝置精餾系統(tǒng)側(cè)抽量的調(diào)整，在2013年12月經(jīng)過(guò)對(duì)策實(shí)施，降低精餾系統(tǒng)側(cè)抽量，從而提高精甲醇產(chǎn)量，甲醇裝置的降本增效得到了很好的實(shí)施，數(shù)據(jù)分析見(jiàn)表8。

表8 側(cè)抽量降低后的精甲醇增加量

6 經(jīng)濟(jì)效益核算

通過(guò)表8數(shù)據(jù)可以得出，通過(guò)降低精餾系統(tǒng)側(cè)抽量，間接的提高了甲醇產(chǎn)量，精甲醇產(chǎn)量約提高了0.118t/h，年增產(chǎn)量將達(dá)到849.6t（年生產(chǎn)時(shí)間為300d），按每噸甲醇售價(jià)2 200元計(jì)算，年經(jīng)濟(jì)效益186萬(wàn)左右。

C a u s e A n a l y s i s a n d C o u n t e r me a s u r e s o f H i g h S i d e P u mp i n g i n Me t h a n o l D i s t i l l a t i o n U n i t

Zhong Guo-bin

In view of the 800 thousand tons/year methanol unit of Zhonghai chemical plant，the extraction of the side pumping system has always been higher than the design quantity.The reasons are analyzed carefully，and the solutions are put forward.The method of reducing the amount of side pumping is put into practice，and the method of reducing cost and increasing eff i ciency is found.

methanol；rectif i cation；side pumping；fusel oil

TQ223.121；TQ053.5

B

1003-6490（2017）08-0018-02

2017-06-03

鐘國(guó)斌（1979—），男，廣東化州人，助理工程師，2001年畢業(yè)于華北工學(xué)院化工工藝專業(yè)，現(xiàn)在中海石油化學(xué)股份有限公司海南基地生產(chǎn)管理部工作。