甲醇精馏系统技改综述

32化肥工业第39卷第5期甲醇精馏系统技改综述赵月战(山东华鲁恒升化工股份有限公司山东德州253024摘要介绍了大氮肥装置新甲醇精馏系统开车后存在的问題,详细说明了针对这些问题所釆取的技改措施。改造后,整套精馏系统运行保持了均衡、稳定的态势,取得了可观的经济效益。关键词甲醇精馏技术改造Sum-Up of Technological Renovation of Methanol Rectification SystemZhao Yuezhan(Shandong Hualu-Hengshen Chemical Co, Ltd. Shandong Dezhou 253024Abstract A report is given of the problems encountered after the start-up of the new methanolrectification system in a large-scale nitrogenous fertilizer plant, and a detailed explanation is offered ofthe technological renovation measures adopted. After the renovation, the whole set of rectificationsystem maintains a harmonious and stable state in operation, and impressive economic benefit isobtainedKeywords methanol rectification technological renovation山东华鲁恒升化工股份有限公司大氮肥装置的操作同时带来负面影响是我国第1套国产化大氮肥装置,采用“一头三(2)预精馏塔萃取效率低、轻组分脱除不完线”的生产模式,即以洁净煤气化为龙头,满足合全、产品水溶性容易波动。原始设计的预精馏塔成氨、合成甲醇以及化工装置生产的需要。与其操作系统经生产验证是不成功的,主要表现在:预配套的200kt/a甲醇精馏系统是以大氮肥装置粗精馏塔回流槽加稀甲醇和加脱盐水冲突,不能够甲醇合成岗位所产的粗甲醇为原料,经三塔精馏根据生产需要进行调节;预回流泵经常被抽空且制得精甲醇产品泵出口压力波动大,造成预精馏塔回流量不稳定改造前存在的问题产品水溶性、高锰酸钾试验结果经常波动;预精馏塔回流未设流量表,蒸汽消耗及回流比等指标无新甲醇系统于2007年投入运行后,由于设法进行控制和量化管理。计、操作等各种原因,生产一直不太稳定,不能在(3)原设计中没有预精馏塔直接向常压精馏满负荷条件下运行,且精甲醇产品优级品率不高。塔进料的管线,容易出现开车过程中加压精馏塔(1)加压精馏塔和常压精馏塔压力不平衡塔顶的甲醇蒸气不易冷凝、常压精馏塔塔釜内的不匹配。在原设计中,为了防止加压精馏塔在加料液容易气化而造成闪蒸等问题,直接影响开车减负荷以及高负荷运行时出现超压情况,设计了进度和甲醇的产品质量。此外,如果加压精馏塔向汽提塔冷凝器串入部分甲醇蒸气以平衡压力。工艺条件不正常,因为没有进料手段,不能及时调但由于汽提塔冷凝器的换热面积很小,甲醇蒸气节常压精馏塔的工艺条件,会造成整套精馏系统量大时会造成换热不均,给加压精馏塔和汽提塔的工艺条件发生大幅波动。中国煤化工CNMHG本文作者的联系方式:zhaoyuezhan@sina.com2012年10月赵月战:甲醇精馏系统技改综述(4)部分公用工程不匹配。甲醇精馏系统和④原老甲醇合成系统来的稀甲醇直接进入粗外工序的公用工程系统相互串联、相互关联,影响甲醇槽现配置管线将部分稀甲醇引入预精馏塔了精馏系统的稳定生产回流槽,既能保证粗甲醇槽甲醇含量相对稳定,又(5)系统没有热洗管线,不能有效进行热洗,能将稀甲醇作为萃取水源,减少了脱盐水的使用不便于系统的清洗置换,延长了系统的检修时间,量,而且不影响稀甲醇中的甲醇收率,使预精馏塔且影响产品质量。处于稳定运行的状态。(6)系统的加压精馏塔、常压精馏塔再沸器(3)针对系统的加压精馏塔、常压精馏塔再内部的换热列管材质均为碳钢,使用不到1年就沸器内部换热列管腐蚀问题,利用2008年和出现漏点,破坏了常压精馏塔和加压精馏塔的物2010年检修时机,对加压精馏塔、常压精馏塔再料和热量平衡,严重影响了精馏系统精甲醇的产沸器进行了更换,再沸器材质为304不锈钢。量和质量。(4)增设冷凝水缓冲槽、对现场管线流程进(7)因再沸器列管有漏点,使蒸汽冷凝液中行改造,将甲醇精馏系统原现场排放的蒸汽冷凝COD含量严重超标而只能排放,不仅造成了浪液回收至脱盐水系统,冷凝液的最大回收量可达费,而且污染环境。60m23h。即使在一般负荷条件下,按年产200kt2改造措施甲醇计,可以回收蒸汽冷凝液240000m3/a,不仅减轻了对现场环境的影响,而且节约了水资源,取(1)增设常压精馏塔压力平衡调节副线,消得了环境保护和水资源合理利用的双重效果。日除了加压精馏塔只能少量向汽提塔平衡部分甲醇前,甲醇精馏系统实现了现场各种水源和中间料蒸气调节压力的矛盾。经计算发现:常压精馏塔液的零排放塔顶冷凝器(换热面积为900m2的波节管换热(5)对汽提塔实行高回流比操作法,开好回器)尚有一定的富裕量,可以进行并联操作保证收系统,在保证产品总体质量的前提下,尽量减少汽提塔与常压精馏塔以及加压精馏塔三者之间的甲醇的消耗。针对甲醇合成催化剂目前实际使用压力平衡。配置平衡管以及并联操作阀门后,经情况良好的有利条件,不再像以往持续采出甲醇实际运行,取得了3座塔压力均衡的效果给常压油和异丁基油,而是通过汽提塔的进一步精馏,使精馏塔冷凝效果带来的负面影响很小,几乎可以大部分长碳链的杂醇以及其他醛、酮等杂质通过忽略不计。残液排放,将绝大部分甲醇进行回收,甲醇成品的(2)经现场考察和数据统计分析,对预精馏总体质量水平在可以控制的范围之内,而甲醇的塔进行了综合改造,解决了预精馏塔萃取效率低、消耗得到有效降低。当然,随着甲醇合成催化剂轻组分脱除不完全、产品水溶性容易波动的问题。活性的逐渐衰退,副产物量将逐渐增加,届时还应①将预精馏塔回流槽加脱盐水和加稀甲醇管逐步加大中间杂醇油的采出量。线分开,从顶部人孔处开孔加入,位置设在气动阀(6)增设预精馏塔向常压精馏塔进料调节副后,方便了操作、调节,并保证了萃取效果。线,不仅便于开车后快速建立物料和热量平衡,而②将预回流槽的放空管线引至预精馏塔二级且增加了加压精馏塔和常压精馏塔之间的调节手冷凝放空总管上,将预回流槽内积累的不凝气定段。改造后能够在预精馏塔向加压精馏塔进料期进行放空,从而保证了预回流泵打液量长周期的同时,向常压精馏塔补充料液,以建立塔釜液保持稳定,避免了频繁被抽空和回流流量波动的位,便于加压精馏塔塔顶蒸气的冷凝,快速建立加问题。压精馏塔和常压精馏塔物料和热量的平衡,可以③经分析,拆除了粗甲醇进料换热器之前工缩短开车时间;同时,在加压精馏塔工艺条件不稳艺条件与预回流液相似、可以替换的流量表,在不定时,可以单种向堂精馏料增加了调节手影响粗甲醇进料计量的情况下安装至预回流管段,便于全中国煤化路上,增加了调节的观察控制点,使预精馏塔的操(7)通CNMH位的返醇管作稳定性明显增强,取得了良好的效果。线向山东华鲁恒升化工股份有限公司化工车间化肥工业第39卷第5期输送甲醇管线以及贮运灌装泵增设串联管线等处进行热洗的问题,利用现有的氮气管线和回流槽的技术改造,使新甲醇系统建立了能向净化岗位、排污管线进行改造,使热洗操作简便、高效,取得化工车间生化处理等用户单独或同时稳定供应了良好的使用效果。优质甲醇,用户产生的废甲醇能够同时或分别返回精馏系统重新精馏的闭路循环。另外,对净化3结语岗位闲置的甲醇输送泵和灌装泵增设串联管线,经过对新甲醇精馏系统流程、设备结构以及可在向化工车间输送甲醇的离心泵出现故障时,资源配置的全面分析、深入研究,对新甲醇精馏系紧急开启其他配置好的离心泵防止因甲醇供应统原始设计和实际生产过程中发现的部分缺陷和中断而造成化工车间减量生产或停车。问题进行了有针对性的技术改造。经过改造后,(8)分别对2套氮气管线、S3蒸汽管线、仪表整套精馏系统的运行保持了均衡、稳定的态势,取空气管线、机泵冷却循环水管线等部分公用工程得了良好的使用效果和可观的经济效益,使设计进行改造,实现甲醇精馏系统和外工序公用工程能力为200kUa的装置产能维持在250k/a,最的严格隔离,便于甲醇精馏系统进行单独检修测高年产量达到了310k,且运行高效稳定,产品质试、调试或进行改造,有效降低了系统运行的潜在量可达O-M232E美国联邦标准(甲醇)。风险。另外,针对系统未设热洗管线而不能有效(收稿日期201143-31)心必少少分必分亦价必分必必必必办必必必必必必必必必必必必必必必必必(上接第18页)的高分子聚合物和表面活性剂为主体,虽然防结高塔复肥的结块现象有改善作用。块作用机理相同,但是各自体现出了在不同工艺2种不同类型的防结块剂在团粒复肥和高塔制备的肥料中的优势,在今后的应用中可通过选复肥使用过程中出现了截然不同的结果,根据改择,以达到理想的效果。善结块现象,各类防结块剂在各自的优势肥料中由于传统的油类防结块剂在使用后会对土壤体现的防结块效果是非常理想的。由于团粒复肥和环境造成危害、使用效果参差不齐且成本较高,颗粒不规则、形状不一,对于防结块剂的吸收较因此,探索开发新型高效且环保的防结块剂具有好,因而很少出现水分聚集在颗粒表面的现象,所非常广阔的前景。以具有更高固含量的B型防结块剂在团粒复肥参考文献上的效果就更好。而高塔复肥由于所含水分少、]陈隆隆潘振玉.复混肥料和功能性肥料技术与装备[M]颗粒圆润光滑,防结块剂所带入的水分几乎不会北京:化学工业出版社,2008:199203影响肥料的整体质量,在加热升温的条件下,A型[2] Veba Aktiegesellschaft, Gelsenkirchen-Buer. Method for prod防结块剂成膜性较好,可以迅速在颗粒表面形成ing stabilized ammonium nitrate: US, 4001377[P].1997.[3] ICI Australia Limited. Processes of making prilled ammonium1层疏水膜,起到了保护颗粒的作用;而B型防结nitrate compositions: US, 4268490[ P]. 1981块剂成膜速度慢、膜强度低,因而在高塔复肥的使[4] Sanlinkasei Ltd. Co. Ammonium nitrate compositions of having用中效果较A型防结块剂有一定的差距。anti-caking ability: JP, 6900[ P].1976.[5] Stamikaben Bi Be. Method of reducing absorbed water in pow-3结语dered urea granularity JP, 130965[P].1982高分子聚合物和表面活性剂复配的产品应用[6]汤建伟,张宝林表面活性剂在化肥生产中的应用[J化肥工业,2000(3):38于复肥防结块领域效果明显,有一定的推广价值[7]傅华新.表面活性剂防止硝酸钾结块的作用[J].无机盐工该类防结块剂在肥料颗粒表面形成1层均匀有效业,1992(6):25-27.的憎水保护膜阻止颗粒表面水分冷凝和吸收,降[8]王春梅赵天波,李凤艳,等.复合肥防结块剂技术的研究开低外界水分影响,从而抑制颗粒间“晶桥”的形发现状[J磷肥与复肥,2008,23(1):6063成。制备的A型防结块剂成膜性良好,对高塔复[9]李于佐,中国煤化工与高分子化合物的肥的防结块效果较好,而B型防结块剂在团粒复相互作CNMHG-31肥中的应用效果更好。2种防结块剂产品以不同(收到修改稿日期20120802