甲醇裝置精餾熱源改造探討與應(yīng)用

高峰 潘振

摘要：文章主要介紹我公司精餾塔熱源利用問題，目前甲醇裝置精餾工段預(yù)塔再沸器和加壓塔再沸器的熱源為低壓蒸汽，存在能源消耗浪費問題，為了降低甲醇的能耗，優(yōu)化工藝，提高甲醇的盈利能力，公司決定對甲醇精餾熱源進行改造，用轉(zhuǎn)化氣替代低壓蒸汽作為精餾熱源。

關(guān)鍵詞：甲醇精餾;熱源;再沸器;低壓蒸汽;轉(zhuǎn)化氣

中圖分類號：X57 文獻標識碼：A 文章編號：2095-672X（2020）10-0-03

DOI：10.16647/j.cnki.cn15-1369/X.2020.10.076

Abstract：This paper mainly introduces the heat source utilization problem of our companys distillation column.At present，the heat source of the pre-tower reboiler and pressurized tower reboiler of methanol distillation plant is low-pressure steam， which has the problem of energy consumption and waste， in order to reduce the energy consumption of methanol，optimize the process and improve the profitability of methanol，our company decided to reform the heat source of methanol distillation and replace low-pressure steam with conversion gas as the heat source of distillation.

Key words：Methanol distillation;Heat source;Reboiler;Low-pressure steam;Reforming gas

本公司甲醇裝置由化二院設(shè)計，設(shè)計生產(chǎn)規(guī)模10萬t/a，其中精餾工段預(yù)塔再沸器和加壓塔再沸器的熱源為低壓蒸汽，兩個再沸器共計消耗低壓蒸汽約15t/h，存在能耗大的問題。而同行業(yè)中也有利用轉(zhuǎn)化氣作為精餾再沸器熱源的設(shè)計，既能將轉(zhuǎn)化氣溫度降下來，同時也為精餾裝置提供了充足的熱源，從而保證達到工藝需求。

1 兩種熱源具體分析

（1）天一院設(shè)計：轉(zhuǎn)化后的部分工藝介紹。（見圖1）

（2）化二院設(shè)計：轉(zhuǎn)化后的部分工藝介紹。（見圖2）

通過以上兩種工藝的對比，發(fā)現(xiàn)化二院的設(shè)計中，自鍋爐給水預(yù)熱器至脫鹽水預(yù)熱器，轉(zhuǎn)化氣采用空冷器進行降溫，存在大量的熱量浪費和電能消耗。為合理利用能源、降低電力消耗，公司決定對此部分工藝進行優(yōu)化改造。

經(jīng)調(diào)研，集團分公司的另一套甲醇裝置也是由化二院設(shè)計，精餾熱源同為低壓蒸汽，分公司對精餾熱源進行了改造，將加壓塔再沸器蒸汽冷凝液引到預(yù)塔再沸器作為熱源，每小時節(jié)約低壓蒸汽3噸。但是運行過程中經(jīng)常出現(xiàn)液擊現(xiàn)象，為保證設(shè)備安全，該方案已經(jīng)不再使用。

河北某公司甲醇裝置也為10萬t/a，與我公司工藝相同。公司先對一期甲醇進行了改造，將鍋爐給水預(yù)熱器出口轉(zhuǎn)化氣引到精餾再沸器（新增兩臺再沸器）作為熱源，改造后設(shè)備運行良好，每小時節(jié)約低壓蒸汽15t。一期改造完成后，又對二期甲醇進行了同樣的改造，每小時節(jié)約蒸汽8.5t。圖3為該公司二期技改后工藝流程簡圖。

二期甲醇裝置技改在鍋爐給水換熱器出口（143℃）將轉(zhuǎn)化氣引到加壓塔再沸器（新增轉(zhuǎn)化氣再沸器）作為熱源，換熱后溫度141℃，經(jīng)水分離后到預(yù)塔再沸器（新增轉(zhuǎn)化氣再沸器），溫度降到116℃，再經(jīng)水分離器后到脫鹽水換熱器，后系統(tǒng)不變。

基于以上所述，為優(yōu)化能源利用，降低生產(chǎn)成本，公司決定對甲醇精餾熱源進行改造，將轉(zhuǎn)化氣引到精餾替代低壓蒸汽作為熱源。

2 改造方案

2.1 改造工藝（見圖4）

2.2 改造方案

（1）加壓精餾塔和預(yù)精餾塔各增加一臺再沸器，型式為立式列管再沸器。在兩臺新增再沸器后分別串聯(lián)一臺新的氣液分離器。（2）將鍋爐給水預(yù)熱器出口（140℃）轉(zhuǎn)化氣引入新增加壓塔再沸器的殼程、加壓塔氣液分離器、預(yù)精餾塔再沸器殼程、預(yù)精餾塔氣液分離器后，返回脫鹽水換熱器進口，后系統(tǒng)不變。（3）在新增加壓塔再沸器轉(zhuǎn)化氣進出口管線上和預(yù)精餾塔再沸器轉(zhuǎn)化氣進出口管線上各增加一條副線和自調(diào)閥，調(diào)節(jié)加壓塔熱量。（4）氣液分離器分離出來的冷凝水依靠自身壓力送到轉(zhuǎn)化汽提塔，汽提后通過水泵輸送至循環(huán)水系統(tǒng)回用。（5）在鍋爐給水預(yù)熱器后轉(zhuǎn)化氣管線上，增加一接口，從轉(zhuǎn)化汽包出口引出一部分蒸汽，配入轉(zhuǎn)化氣系統(tǒng)，用于轉(zhuǎn)化氣熱量不足時的熱量補充。

3 實施預(yù)期效果

3.1 低壓蒸汽能源平衡

脫鹽水預(yù)熱器轉(zhuǎn)化氣溫度由110℃降到70℃，造成除氧器增加低壓蒸汽消耗（冬季和夏季3t/h，春秋季2t/h）。公司冬季和夏季蒸汽消耗大，改造后節(jié)省低壓蒸汽，可節(jié)約蒸汽消耗11t/h，同時減少空冷用電60kwh。春秋季低壓蒸汽消耗量減少，考慮到蒸汽平衡問題，將轉(zhuǎn)化原來空冷與精餾再沸器并聯(lián)運行，精餾加壓塔再沸器用低壓蒸汽和轉(zhuǎn)化氣同時作為熱源使用，預(yù)塔再沸器仍用轉(zhuǎn)化氣為熱源，保證低壓蒸汽不放空。春秋季節(jié)可減少低壓蒸汽消耗6t/h，減少空冷用電40kwh。

3.2 經(jīng)濟效益

每年的折舊費用226.2÷20=11.31萬元

3.3 回收期 ?226.2÷732.87×12=3.7個月

3.4 對制造費用的影響 ?年降低制造費用451.03萬元，噸醇制造費用降低45.103元

4 總結(jié)

由上述可見，精餾熱源改造，有成功案例，技術(shù)可靠，投資回報率高，項目可論證實施。

參考文獻

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收稿日期：2020-08-22