纪　涛 ， 柳　福 ， 张家志

(惠生南京清洁能源股份有限公司 ， 江苏 南京　210047)



甲醇合成与精馏节能

纪涛 ， 柳福 ， 张家志

(惠生南京清洁能源股份有限公司 ， 江苏 南京210047)

摘要：煤制甲醇是一个高耗能的装置，如何在现有的技术下达到甲醇的能耗下降，是甲醇企业的共同目的。本文从催化剂选择水洗装置、冷凝液合理利用等几方面介绍甲醇工段的节能措施。

关键词：煤化工 ； 甲醇 ； 节能

甲醇生产是一个高能耗的装置，甲醇单位产品当量综合能耗基本都在1.25 t标煤以上，降低甲醇合成过程中的能耗既是企业也是国家的要求，本文主要介绍甲醇合成与精馏过程中能源的合理利用以达到节能的目的。

1装置指标前后比较

投产初期吨甲醇耗新鲜气指标2 300 m3/h，精馏吨甲醇耗蒸汽1.28 t，甲醇收率99.3%，现在的吨甲醇耗新鲜气指标2 240 m3/h，精馏吨甲醇耗蒸汽1.08 t，甲醇收率99.7%。

2主要节能措施

惠生南京清洁能源股份有限公司甲醇合成设计为30万t/a，采用华东理工大学的合成塔技术，精馏为天辰设计的3+1塔形。主要节能措施包括使用性能优异的催化剂；合成膨胀槽的闪蒸气水洗后再进入燃料气管网，合成高低压水洗塔的釜液作为精馏预塔萃取槽的萃取水；精馏冷凝液由冷却后进入脱盐水混床改为高温直接去气化的除氧器;控制好甲醇回收塔和烷烃采出量;加压塔采出与预塔进料换热；甲醇合成在线除蜡器分离的甲醇直接进入精馏预塔。

2.1催化剂的性能

合适的催化剂不仅可以增加产能，减少压缩机的功耗，更重要的是可以减少精馏的能耗。性能优异的催化剂主要反映在单程转化率高，单一选择性强，杂质含量低，使用寿命长。对于固定的装置而言，设备的瓶颈是限制产量的关键，如果采用性能优异的催化剂，那么合成塔出口甲醇浓度提高，循环气量下降，合成塔压差下降，压缩机功率下降；在同等负荷下由于循环气量的下降，性能好的催化剂必然可以增加新鲜气负荷，更换催化剂后公司负荷比设计负荷提高15%；由于粗甲醇杂质含量的下降，回流比控制下降导致蒸汽用量下降，精馏成本下降；公司选用JM51-7S催化剂，使用4年后催化剂CO单程转化率为45%，新鲜气100%负荷，合成塔入口CO含量15%，粗甲醇中乙醇含量700×10-6，全年年产甲醇40万t，外卖杂醇(包括烷烃)900 t左右；每年甲醇精馏可以节省80万t蒸汽。

2.2水洗装置

大多数企业的装置只将去氢回收的弛放气进行水洗。公司的做法是将甲醇分离器改造为机械分离加水洗的分离器，醇分和氢回收进气洗涤水来自GE气化冷密封水；将循环气中饱和甲醇蒸气水洗以后的釜液作为甲醇膨胀槽闪蒸气的洗涤液，再把釜液作为甲醇精馏预塔的萃取液。为了达到国标1+3甲醇合格的标准，烷烃油必须脱除，萃取槽必须加脱盐水进行萃取分层后溢流脱除，甲醇浓度越低，萃取效果越好。由于水洗后釜液甲醇浓度大概为50%，如果直接进入粗甲醇中会增加精馏的负担，再加上原先的萃取水，废水量不小；但是釜液改到萃取槽再加上预塔不凝气洗涤塔的釜液，可以替代部分脱盐水，也就是在多回收甲醇的同时精馏的能耗不变。公司甲醇合成闪蒸汽水洗设备年回收700 t甲醇，甲醇精馏预塔不凝气水洗回收甲醇200 t以上。

图1　水洗流程图

2.3冷凝液合理利用

甲醇精馏的冷凝液原始设计作为脱盐水混床的进水，处理之后变成常温脱盐水再进入气化锅炉水除氧器，因为蒸汽冷凝液是高品质的锅炉水，无需冷却后重新精制再加热；公司将115 ℃的冷凝液40 t重新配管直接送入气化除氧器，从而减少气化除氧器热力的蒸汽消耗。改造后节约蒸汽3～5 t/h，节省循环水200 m3/h，降低脱盐水水泵功率10 kW/h。

2.4控制好烷烃和甲醇回收塔

减少现场的跑、冒、滴、漏，取样口液体回收到地下槽，预塔不凝气放空带液增加分离罐，废水中甲醇含量控制在100×10-6以内。严格按照烷烃定期少量采出原则和降低T8004甲醇回收指标(采出回到预塔不影响成品品质)的操作方法。全年杂醇和烷烃外卖量占产品总量的0.2%。

2.5热量合理利用

原有二塔精甲醇采出115 ℃，废水105 ℃都是通过循环水冷却，现实中预塔进料温度与冷凝液换热后不足50 ℃。通过增加一个换热器后提高粗甲醇进料温度，提高冷凝液进气化除氧器温度，并减低了循环水用量。

图2　余热利用精馏

2.6除蜡装置

惠生停车循环水侧通蒸汽通过氮气热带出石蜡的操作方法已经申请获得实用新型专利。这种方法除蜡比较彻底同时可将石蜡带出系统外，但是需要合成工段切气4 h，这段时间的损失也很大。公司新上合成装置在水冷器前增加除蜡分离器。原理是进水冷器之前的甲醇绝大部分是气体，石蜡为液体状态，增加一台除蜡分离器，将除蜡器底部的液体减压后直接进入预精馏塔，减少甲醇合成水冷器的结蜡速度，节约预塔蒸汽消耗的目的。

公司除蜡分离器运行9个月以来，甲醇合成水冷器使用量一直只占设计的40%，循环水回水温度在50～55 ℃，循环气出口温度30 ℃左右；设计年产30万t华理的合成塔，由于进除蜡器温度90 ℃左右，满负荷时，大概有10 t甲醇带石蜡直接进入预塔，所以预塔可节约蒸汽3 t/h。除蜡分离器的投用节能效果非常明显，不仅保证了水冷器的常周期稳定运行，在节约循环水的同时，还节省的预塔的蒸汽用量。

3结束语

化工行业是高耗能高污染行业，是节能降耗的重点行业。如今甲醇行业的限额标准地方标准已经出台。在现有的技术设备基础上，如何合理的利用能量进行改造是企业降低单位产品甲醇能耗综合能耗的出发点。

中图分类号：TQ214

文献标识码：B

文章编号：1003-3467(2016)03-0049-02

作者简介：纪涛(1984-)，男，助理工程师，从事化工生产技术方面的工作，电话：18061223529。

收稿日期：2016-01-21