甲醇精餾雜醇油提濃減量技術實踐

袁振濤，王景輝

(陜西長青能源化工有限公司，陜西寶雞 721405)

陜西長青能源化工有限公司(簡稱長青能源)首期60萬t/a甲醇項目采用水煤漿加壓氣化、林德低溫甲醇洗、卡薩利甲醇合成及精餾工藝，自2013年5月投產(chǎn)至今，系統(tǒng)運行穩(wěn)定。針對煤制甲醇生產(chǎn)工藝，長青能源技術管理人員積極查找生產(chǎn)系統(tǒng)中的不足，認真分析研究，大膽改進，取得了一定的技術進步。

1 工藝簡介

甲醇精餾裝置包含預精餾塔、加壓精餾塔、常壓精餾塔和甲醇回收塔。粗甲醇經(jīng)換熱后進入預精餾塔，脫除不凝汽、二甲醚等輕組分，塔底甲醇及高沸點組分經(jīng)加壓后進入加壓精餾塔；加壓精餾塔頂?shù)臍庀噙M入冷凝蒸發(fā)器，利用加壓精餾塔和常壓精餾塔塔頂、塔底的溫差，為常壓塔塔底提供熱源，并對加壓塔塔頂氣相進行冷凝。冷凝后的精甲醇進入回流罐，部分至加壓塔回流，部分作為精甲醇產(chǎn)品出裝置；加壓塔塔底的甲醇、高沸組分、水等進入常壓塔，常壓塔塔頂餾出精甲醇產(chǎn)品，在進料板下方設置側線采出，采出物(甲醇、水和高沸點組分)進入回收塔再回收甲醇，塔底廢水進入生化系統(tǒng)處理；回收塔側線采出雜醇油(高級醇類)，以保證回收塔塔頂精甲醇質(zhì)量和塔底廢水中總醇含量符合要求，塔底廢水送生化處理。

2 流程改造

2.1 存在的問題

甲醇精餾工藝運行中，精餾生產(chǎn)裝置產(chǎn)出精甲醇產(chǎn)品的同時，連續(xù)采出雜醇油(高級醇類)。但雜醇油采出過程中很難精準采出高級醇類組分，會有大量有效甲醇(質(zhì)量分數(shù)為60%左右)伴隨采出，實際的雜醇油質(zhì)量分數(shù)為10%～20%。大量的甲醇成為危險廢物，環(huán)保處理成本增加的同時也造成浪費。

因此，本著節(jié)能降耗、降本增效的目的，分析研究精餾系統(tǒng)雜醇油采出工藝，優(yōu)化改造流程，提高精餾系統(tǒng)采出雜醇油中高級醇類的濃度，降低甲醇組分濃度，減少有效甲醇浪費，提高經(jīng)濟效益。同時，降低雜醇油采出量，減少雜醇油危廢物的產(chǎn)出量，減輕企業(yè)環(huán)保壓力。

2.2 改造方案

為了提高精餾系統(tǒng)生產(chǎn)過程采出的雜醇油濃度，降低雜醇油采出量，對原有精餾工藝進行如下優(yōu)化改造(見圖1)。

圖1 雜醇油提濃減量技術改造示意圖

(1) 增加雜醇油循環(huán)提濃環(huán)節(jié)，將精餾回收塔采出的雜醇油再循環(huán)返回至塔內(nèi)進行提濃處理，提高雜醇油(高級醇類)濃度，從而降低采出量[1]。

(2) 增加雜醇油送至動力鍋爐摻燒環(huán)節(jié)，將部分雜醇油送入鍋爐摻燒，通過生產(chǎn)系統(tǒng)內(nèi)部利用，減少雜醇油危廢產(chǎn)出量[2]。

2.3 可行性分析

改造后，精餾系統(tǒng)運行過程中，回收塔采出的雜醇油一部分通過新增的改造管線和控制閥組返回至回收塔進料槽和回收塔進料管線，再次進入回收塔進行精餾提純處理。如此，回收塔采出的雜醇油中雜醇組分濃度顯著提高，在保證精甲醇產(chǎn)品品質(zhì)的前提下降低雜醇油的采出量；同時采出的雜醇油可根據(jù)系統(tǒng)運行需要，通過新增改造管線送至動力鍋爐進行摻燒，實現(xiàn)雜醇油在生產(chǎn)系統(tǒng)內(nèi)部循環(huán)利用，減少了雜醇油產(chǎn)出量，可獲得顯著的經(jīng)濟和環(huán)保效益[3]。

3 改造效果

自2021年12月精餾系統(tǒng)雜醇油經(jīng)技術改造后投運以來，提濃效果明顯，回收塔側采出雜醇油中乙醇的質(zhì)量分數(shù)由10%左右提高到了30%以上，在滿足精甲醇產(chǎn)品低乙醇含量要求的前提下，大大降低了系統(tǒng)雜醇油采出量?；厥账s醇油每日采出量由12.07 t降至2.28 t，換言之，每日精甲醇產(chǎn)品增加了9.79 t，經(jīng)濟效益可觀[4]。

另外，通過改造雜醇油摻燒流程，將部分雜醇油作為醇基燃料送至動力鍋爐摻燒。2022年1月以來，精餾雜醇油雜醇油每月采出量由70 t左右降至30 t左右，減少了生產(chǎn)系統(tǒng)雜醇油危廢產(chǎn)出量，有效緩解了公司的環(huán)保壓力。

3.1 提濃前雜醇油采出量數(shù)據(jù)分析

回收塔雜醇油理論采出量為11.62 t/d。取2021年4月1日至20日數(shù)據(jù)(見表1)進行計算。

表1 雜醇油提濃改造前后物料平衡數(shù)據(jù)

(1) 精甲醇產(chǎn)量為47 222 t。

(2) 精餾進料總量約為52 607 t。粗甲精餾收率為97%，粗甲醇中雜質(zhì)(除水外)質(zhì)量分數(shù)約為0.3%。

(3) 精餾進料中雜醇總量約為34.19 t。

(4) 精甲醇產(chǎn)品中雜醇總量約為1.65 t。

(5) 廢水中雜醇總量約為0.24 t。

綜上：回收塔雜醇油理論采出量=(精餾進料中雜醇總量-精甲醇產(chǎn)品中雜醇總量-廢水中雜醇總量)÷回收塔采出雜醇油雜醇含量。即采出量約為233.21 t，合計11.62 t/d。

回收塔雜醇油實際采出量=雜醇油采出總量-事故火炬冷凝液-不凝汽洗滌液-預塔回流槽烷烴油采出量，即回收塔雜醇油實際采出量為12.07 t/d。

2021年4月1日至20日系統(tǒng)雜醇油采出總量為319.4 t，即15.97 t/d；事故火炬冷凝液總量為2.6 t/d ；不凝汽洗滌液總量為0.3 t/d。預塔回流槽烷烴油采出量為1 t/d。

3.2 提濃后前雜醇油采出量數(shù)據(jù)分析

回收塔雜醇油理論采出量為2.39 t/d。取2022年1月1日至20日數(shù)據(jù)進行計算：

(1) 精甲醇產(chǎn)量為46 912 t。

(2) 精餾進料總量約為52 758 t。粗甲精餾收率為97%，粗甲中雜質(zhì)(除水外)質(zhì)量分數(shù)約為0.3%。

(3) 精餾進料中雜醇總量約為38.51 t。

(4) 精甲醇產(chǎn)品中雜醇總量約為1.60 t。

(5) 廢水中雜醇總量約為18.43 t。

綜上：回收塔雜醇油理論采出量=(精餾進料中雜醇總量-精甲醇產(chǎn)品中雜醇總量-廢水中雜醇總量)÷回收塔采出雜醇油雜醇含量，即采出量約為47.98 t，合計2.39 t/d。

回收塔雜醇油實際采出量=雜醇油采出總量-不凝汽洗滌液-預塔回流槽烷烴油采出量,回收塔雜醇油實際采出量為2.28 t/d。

2022年1月1日至20日，系統(tǒng)雜醇油采出總量61.6 t,即為3.08 t/d；不凝汽洗滌液為0.3 t/d；預塔回流槽烷烴油采出量為0.5 t/d。

通過物料平衡分析可見，雜醇油提濃技術改造投運以來，提濃效果顯著，大大減少了雜醇油采出量，同時保證了粗甲醇中雜醇的去除率，系統(tǒng)能夠穩(wěn)定運行，產(chǎn)品指標合格。

4 結語

本次系統(tǒng)優(yōu)化改造投資費用低，運行效果較理想，有效提高了精餾運行過程中雜醇油濃度，降低了雜醇油采出量，減少了甲醇浪費，提高了產(chǎn)品收率，為企業(yè)創(chuàng)造了良好的經(jīng)濟效益。

通過此次改造，煤制甲醇生產(chǎn)系統(tǒng)運行過程中，大大減少了危廢的產(chǎn)出量，有效緩解了企業(yè)的環(huán)保壓力，保護了生態(tài)環(huán)境，促進了煤制甲醇的綠色發(fā)展。

甲醇精餾生產(chǎn)工藝較為成熟且應用廣泛，但生產(chǎn)過程中仍有一定的缺陷和不足，生產(chǎn)能耗也有可挖掘之處，需要在日后的生產(chǎn)中不斷優(yōu)化和改進。