甲醇產(chǎn)品質(zhì)量探討

劉濤飛 陜西神木化學(xué)工業(yè)有限公司

陜西神木化學(xué)工業(yè)有限公司（以下簡(jiǎn)稱神木公司）一二期甲醇精餾裝置采用先進(jìn)的（3+1）精餾工藝流程，即三塔雙效精餾工藝附加一個(gè)采出雜醇油并回收甲醇的汽提塔。兩套裝置自開(kāi)車以來(lái)，經(jīng)過(guò)多次技術(shù)改造和優(yōu)化工藝操作，產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定，生產(chǎn)能力可達(dá)到設(shè)計(jì)能力的116.5%，達(dá)到GB/T338-2011 優(yōu)級(jí)品（乙醇含量可控制在50ppm 以內(nèi)），在同行業(yè)中達(dá)到先進(jìn)水平。

一、工藝流程簡(jiǎn)述

來(lái)自甲醇合成工段的粗甲醇進(jìn)入粗甲醇貯槽，通過(guò)預(yù)塔進(jìn)料泵加壓后經(jīng)預(yù)熱器，被蒸汽冷凝液加熱至72℃后進(jìn)入預(yù)塔。預(yù)塔塔釜由，塔頂汽經(jīng)過(guò)一級(jí)冷凝器，甲醇冷凝液進(jìn)入預(yù)塔回流槽，經(jīng)泵全回流至塔頂；未冷凝的部分及不凝氣進(jìn)入二級(jí)冷凝器冷至38-45℃以下，將其中大部分甲醇回收，不凝氣經(jīng)預(yù)塔壓力閥放空。

預(yù)后甲醇經(jīng)加壓塔進(jìn)料泵送至加壓塔，加壓塔塔釜由1.0MPa 蒸汽經(jīng)熱虹吸式再沸器提供熱量。加壓塔塔頂甲醇蒸汽進(jìn)入常壓塔再沸器，作為常壓塔的熱源，甲醇蒸汽被冷凝后進(jìn)入加壓塔回流槽，一部分由加壓塔回流泵升壓后送至加壓塔頂部作為回流液，其余部分經(jīng)加壓塔產(chǎn)品冷卻器冷卻到40℃以下作為產(chǎn)品采出。由加壓塔底部排出的甲醇液經(jīng)換熱器降溫后進(jìn)入常壓塔，常壓塔塔頂出來(lái)的甲醇蒸汽經(jīng)常壓塔冷凝冷卻器冷至40℃后進(jìn)入常壓塔回流槽，再經(jīng)泵加壓后，一部分送至常壓塔頂回流，其余部分作為產(chǎn)品采出。常壓塔塔底廢水經(jīng)冷卻器冷卻后由泵送至氣化磨煤工段，作為氣化工藝用水。

汽提塔的入料由常壓塔的側(cè)線采出提供，通過(guò)0.5MPa 蒸汽經(jīng)熱虹吸式再沸器向塔釜提供熱量，產(chǎn)生的塔頂蒸汽經(jīng)汽提塔冷凝冷卻器冷卻后進(jìn)入汽提塔回流槽，再經(jīng)汽提塔回流泵加壓，一部分送至汽提塔頂回流，其余部分作為產(chǎn)品采出。雜醇油通過(guò)汽提塔的側(cè)線采至雜醇油貯槽。汽提塔塔底廢水經(jīng)冷卻器冷卻后經(jīng)泵加壓后送往氣化磨煤工段制漿。

二、問(wèn)題提出

1. 2005 年10 月14 日，一期精餾裝置順利產(chǎn)出合格精甲醇，但在運(yùn)行過(guò)程中，偶爾出現(xiàn)精甲醇產(chǎn)品中水分超標(biāo)現(xiàn)象，影響著裝置的穩(wěn)定運(yùn)行。

2. 2008 年8 月11 日二期裝置順利產(chǎn)出合格的精甲醇，在運(yùn)行過(guò)程中，加壓塔產(chǎn)品酸度出現(xiàn)超標(biāo)。

3.二期中間罐區(qū)產(chǎn)品蒸發(fā)殘?jiān)缓细瘛?/p>

4. 2008 年12 月二期精餾裝置在運(yùn)行過(guò)程中出現(xiàn)常壓塔產(chǎn)品水溶性、氧化性指標(biāo)不合格。

5. 2009 年4 月二期精甲醇產(chǎn)品出現(xiàn)異臭味。

6. 2013 年8 月二期精餾裝置在運(yùn)行過(guò)程中出現(xiàn)加壓塔產(chǎn)品水溶性長(zhǎng)不合格。

7. 2019 年7 月起一期加壓塔產(chǎn)品呈現(xiàn)堿度，多數(shù)時(shí)間內(nèi)產(chǎn)品堿度指標(biāo)是合格的，偶爾出現(xiàn)堿度超標(biāo)現(xiàn)象，對(duì)裝置的穩(wěn)定運(yùn)行及產(chǎn)品質(zhì)量造成影響。

三、原因分析

（一）一期產(chǎn)品水分超標(biāo)

為了解決這一問(wèn)題，神木公司成立攻關(guān)小組，結(jié)合同類型廠家的工藝及設(shè)備經(jīng)驗(yàn)，深入研究分析甲醇產(chǎn)品水分超標(biāo)的原因，一致認(rèn)為常壓塔入料口溫度的波動(dòng)，極易引起塔頂溫度的變化，說(shuō)明入料口溫度偏高時(shí)易將重組分帶到塔頂，影響甲產(chǎn)品的質(zhì)量。進(jìn)一步深入研究發(fā)現(xiàn)常壓塔精餾段填料設(shè)計(jì)高度不足，降低了常壓塔的操作彈性，而提餾段填料設(shè)計(jì)高度有彈性。同時(shí)，邀請(qǐng)?zhí)旖虼髮W(xué)精餾技術(shù)研究中心專家對(duì)一期精餾工況進(jìn)行了模擬，其模擬結(jié)果驗(yàn)證了上述的分析判斷。

（二）二期加壓塔產(chǎn)品酸度超標(biāo)

針對(duì)這一問(wèn)題，公司組織成立技術(shù)攻關(guān)小組，并結(jié)合同行業(yè)經(jīng)驗(yàn)及理論分析，判斷為加堿位置不適所致。二期加堿位置由預(yù)塔下部加入變?yōu)榇旨最A(yù)熱器前加入，有了充分生成碳酸鹽的時(shí)間，在加壓塔高溫條件下，CO2釋放出來(lái)帶入產(chǎn)品，影響加壓塔產(chǎn)品酸度。

（三）二期中間罐區(qū)產(chǎn)品產(chǎn)品蒸發(fā)殘?jiān)缓细?/h3>

針對(duì)中間產(chǎn)品蒸發(fā)殘?jiān)缓细襁@一問(wèn)題，公司及時(shí)組織相關(guān)技術(shù)人員進(jìn)行專題分析討論，判斷為精甲槽氮?dú)獗Ｗo(hù)氣量不足，且氮?dú)夤芫€低洼處有結(jié)冰造成管線不暢。

（四）二期常壓塔產(chǎn)品氧化值和水溶性不合格

針對(duì)常壓塔產(chǎn)品氧化性、水溶性不合格這一問(wèn)題，結(jié)合一期操作經(jīng)驗(yàn)，對(duì)各指標(biāo)及現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行深入分析、排查，確認(rèn)為加壓塔回流槽放空去常壓塔、汽提塔閥門(mén)內(nèi)漏，導(dǎo)致火炬氣體竄入常壓塔回流槽，帶入產(chǎn)品中導(dǎo)致產(chǎn)品水溶性、氧化性超標(biāo)。

（五）產(chǎn)品有異臭味

針對(duì)這一問(wèn)題，公司組織專人進(jìn)行調(diào)查研究，并查閱相關(guān)資料，最后認(rèn)為精餾產(chǎn)品有異臭味多數(shù)因前系統(tǒng)有氨帶入合成系統(tǒng)，使粗甲醇產(chǎn)品中有甲氨類物質(zhì)存在所致。

（六）二期加壓塔產(chǎn)品水溶性不合格

針對(duì)2013 年8 月二期加壓塔產(chǎn)品水溶性長(zhǎng)時(shí)間不合格的這一問(wèn)題，公司及時(shí)組織人員從工藝操作、設(shè)備運(yùn)行等方面進(jìn)行深入分析研究，最終認(rèn)為由加壓塔提餾段高度不夠，導(dǎo)致產(chǎn)品水溶性不合格。

（七）一期加壓塔產(chǎn)品呈現(xiàn)堿度

針對(duì)一期加壓塔產(chǎn)品呈現(xiàn)堿度問(wèn)題，及時(shí)組織相關(guān)人員對(duì)其進(jìn)行分析，分析判斷造成加壓塔產(chǎn)品呈現(xiàn)堿度的主要原因是凈化系統(tǒng)升級(jí)改造后，凈化氣中胺類物質(zhì)偏多，在預(yù)精餾塔內(nèi)為完全脫除干凈，在加壓塔內(nèi)進(jìn)行分解，進(jìn)而造成產(chǎn)品堿度超標(biāo)。

四、解決方案及效果

（一）一期常壓塔水分超標(biāo)解決措施

根據(jù)以上分析結(jié)論，利用2006 年4 月大檢修停車，在常壓塔增加一個(gè)入料口，使新入料口下移，增加常壓塔提留斷高度，提高精餾塔的分離效果。通過(guò)改造后，常壓塔的操作彈性明顯提高，產(chǎn)品水分超標(biāo)問(wèn)題徹底解決。

（二）二期加壓塔產(chǎn)品酸度超標(biāo)解決措施

結(jié)合以前操作經(jīng)驗(yàn)和對(duì)其原因的分析判斷，利用停車機(jī)會(huì)將加堿位置由預(yù)塔入料管線改至預(yù)塔下部氮?dú)夤芫€上引入預(yù)塔。通過(guò)改造后加壓塔產(chǎn)品酸度超標(biāo)問(wèn)題徹底解決。

（三）二期中間罐區(qū)產(chǎn)品蒸發(fā)殘?jiān)缓细窠鉀Q措施

1.清理氣封氮?dú)夤芫€低洼處結(jié)冰，徹底吹掃管道內(nèi)鐵銹。

2.在低洼處加裝導(dǎo)淋閥，定期排放積液。

3.將氣封氮?dú)鈮毫ψ粤κ秸{(diào)節(jié)閥副線微開(kāi)，加大氮?dú)饬?，保證氣封氮?dú)獬渥恪?/p>

4.加強(qiáng)管理，對(duì)水封槽溢流水流量嚴(yán)格控制，保證不能溢至氮?dú)夤堋?/p>

通過(guò)采取上述管控措施后，二期中間罐區(qū)甲醇產(chǎn)品蒸發(fā)殘?jiān)饾u下降，并達(dá)標(biāo)指標(biāo)要求。系統(tǒng)從2008 年開(kāi)車至今產(chǎn)品蒸發(fā)殘?jiān)傥闯霈F(xiàn)超標(biāo)現(xiàn)象。

（四）二期常壓塔產(chǎn)品氧化值和水溶性不合格解決措施

針對(duì)此問(wèn)題，及時(shí)對(duì)加壓塔回流槽放空去常壓塔、汽提塔管線進(jìn)行改造，通過(guò)在壓力調(diào)節(jié)閥后增裝手動(dòng)切斷閥，徹底消除因閥門(mén)內(nèi)漏造成產(chǎn)品質(zhì)量問(wèn)題。通過(guò)改造后常壓塔產(chǎn)品氧化值和水溶性不合格問(wèn)題得以解決。

（五）二期產(chǎn)品有異臭味解決措施

1.通過(guò)公司統(tǒng)一協(xié)調(diào)，變換工段加強(qiáng)洗氨塔的操作，穩(wěn)定洗氨塔洗滌水量在設(shè)計(jì)指標(biāo)附近。

2.提高預(yù)塔不凝氣放空溫度，不凝氣放空溫度由40℃提至43℃.

3.加強(qiáng)預(yù)后甲醇PH 值工藝指標(biāo)的嚴(yán)格管理，控制預(yù)后甲醇PH 值在7.5-8.5 之間。

4.通過(guò)前系統(tǒng)氣體攜帶氨的嚴(yán)格管控，降低合成氣中氨含量。

通過(guò)采取以上措施后，產(chǎn)品中異臭味明顯好轉(zhuǎn)，目前產(chǎn)品異臭味問(wèn)題得以解決。

（六）二期加壓塔產(chǎn)品水溶性不合格

針對(duì)二期加壓塔產(chǎn)品水溶性不合格問(wèn)題，通過(guò)對(duì)預(yù)塔、加壓塔進(jìn)行工藝優(yōu)化操作后，效果不明顯，最終將加壓塔入料口位置進(jìn)行上調(diào)，自調(diào)整后，加壓塔產(chǎn)品從未出現(xiàn)過(guò)指標(biāo)超標(biāo)現(xiàn)象。

（七）一期加壓塔產(chǎn)品呈現(xiàn)堿度

針對(duì)一期加壓塔產(chǎn)品呈現(xiàn)堿度溫度，通過(guò)采取以下措施后，產(chǎn)品質(zhì)量得以控制：

1.加強(qiáng)凈化裝置操作管理，嚴(yán)格控制凈化氣中胺類物質(zhì)含量。

2.調(diào)整預(yù)精餾塔操作指標(biāo)，將不凝氣放空溫度由43℃提至44℃。

3.調(diào)整預(yù)塔加堿量，既保證胺類物質(zhì)被充分脫除，同時(shí)確保加堿量不能太大。

4.優(yōu)化精餾系統(tǒng)操作，通過(guò)調(diào)整加壓塔入料口位置，塔頂溫度、回流比等措施。

通過(guò)采取以上措施后，加壓塔產(chǎn)品逐漸由堿度轉(zhuǎn)為酸度，且產(chǎn)品質(zhì)量長(zhǎng)時(shí)間穩(wěn)定。

五、結(jié)語(yǔ)

神木公司一二期精餾裝置通過(guò)強(qiáng)化工藝管理、過(guò)程管控、工藝優(yōu)化及技術(shù)改造等舉措，實(shí)現(xiàn)了裝置能耗低、操作簡(jiǎn)便、產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定，以過(guò)硬的產(chǎn)品質(zhì)量為公司贏得了良好的聲譽(yù)。在今后的工作中，我們將繼續(xù)以高質(zhì)量發(fā)展為載體，全面強(qiáng)化管理、優(yōu)化操作，將產(chǎn)品質(zhì)量繼續(xù)做優(yōu)、做出品牌。