醇醛聯(lián)產(chǎn)技術(shù)在化工生產(chǎn)中的應(yīng)用

徐 賀 葉盛勇

(浙江晉巨化工有限公司浙江衢州324004)

醇醛聯(lián)產(chǎn)技術(shù)在化工生產(chǎn)中的應(yīng)用

徐 賀 葉盛勇

(浙江晉巨化工有限公司浙江衢州324004)

浙江晉巨化工有限公司(以下簡(jiǎn)稱晉巨公司)甲醇精餾裝置設(shè)計(jì)產(chǎn)能為80 kt/a，經(jīng)近幾年對(duì)裝置進(jìn)行技術(shù)改造、優(yōu)化調(diào)節(jié)后，現(xiàn)產(chǎn)能已達(dá)到120 kt/a。由于市場(chǎng)行情的影響，對(duì)低壓甲醇裝置和合成氨聯(lián)醇裝置進(jìn)行生產(chǎn)配置調(diào)整，裝置滿負(fù)荷運(yùn)行后，粗甲醇的產(chǎn)量要高于精餾裝置的最大生產(chǎn)負(fù)荷，存在粗甲醇產(chǎn)能過剩、庫(kù)存過高及精甲醇產(chǎn)能不足等問題。為進(jìn)一步提高甲醇精餾裝置產(chǎn)能、降低粗甲醇庫(kù)存，決定對(duì)甲醇精餾裝置和甲醛裝置進(jìn)行工藝技術(shù)改造，開創(chuàng)了醇醛聯(lián)產(chǎn)的生產(chǎn)工藝，改造工作于2014年6月完成并投入運(yùn)行，經(jīng)過6個(gè)月的運(yùn)行發(fā)現(xiàn)，新生產(chǎn)模式下甲醇精餾裝置產(chǎn)能得到進(jìn)一步提升，產(chǎn)品質(zhì)量大幅度提升，節(jié)能效益明顯。

1 改造前工藝狀況

1.1 工藝流程

晉巨公司甲醇精餾裝置是由預(yù)精餾塔、加壓精餾塔、常壓精餾塔組成的三塔雙效工藝流程，其預(yù)精餾塔由45塊塔板組成，加壓精餾塔和常壓精餾塔均由85塊塔板組成。

含有甲醇、水、乙醇等大量雜質(zhì)的粗甲醇由預(yù)精餾塔進(jìn)料板進(jìn)入精餾裝置，利用各塔底部再沸器間接加熱產(chǎn)生甲醇蒸氣、各塔頂部冷凝器冷凝產(chǎn)生回流液，通過氣液兩相在各塔內(nèi)部充分接觸，氣液兩相進(jìn)行多次熱質(zhì)交換，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)甲醇與其他組分的分離，以達(dá)到精餾效果。由加壓精餾塔、常壓精餾塔分離提純的精甲醇進(jìn)入產(chǎn)品罐區(qū)后，部分精甲醇由泵輸送至?xí)x巨公司20 kt/a甲醛(質(zhì)量分?jǐn)?shù)37%)裝置作為生產(chǎn)原料，在結(jié)晶銀的催化作用下發(fā)生氧化、脫氫反應(yīng)，生成甲醛氣，最終通過吸收裝置生成甲醛溶液。

1.2 存在的問題

(1)甲醇精餾裝置產(chǎn)能達(dá)到瓶頸，粗甲醇產(chǎn)能過剩、庫(kù)存過高。

(2)經(jīng)分析檢測(cè)發(fā)現(xiàn)，加壓精餾塔第57塊塔板、常壓精餾塔第49塊塔板附近存在乙醇富集區(qū)，致使精甲醇中乙醇含量難以下調(diào)。

(3)為進(jìn)一步控制精甲醇中乙醇含量，增加塔內(nèi)回流量，造成產(chǎn)品采出量減少。

2 改造措施

為了進(jìn)一步平衡粗甲醇產(chǎn)能、降低粗甲醇庫(kù)存，晉巨公司決定在甲醇精餾裝置上增加高乙醇含量的精甲醇采出口，采出的產(chǎn)品利用壓差直接輸送至甲醛裝置，作為生產(chǎn)甲醛的原料，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)精餾裝置產(chǎn)能的提高，以達(dá)到精甲醇產(chǎn)品純度提升的目的。

2.1 生產(chǎn)測(cè)試

2014年1月，在甲醛裝置催化劑使用后期階段，嘗試性在加壓精餾塔第60塊取樣管處、常壓精餾塔第45塊取樣管處采出部分高乙醇含量的精甲醇，利用壓差將其直接輸送至甲醛裝置，作為生產(chǎn)甲醛的原料。其中，常壓精餾塔第45塊塔板采出量控制在400～500 L/h、加壓精餾塔第60塊塔板采出量控制在800～900 L/h，并將常壓精餾塔第45塊塔板與加壓精餾塔第60塊塔板采出量的比值控制在1∶2。

經(jīng)生產(chǎn)測(cè)試發(fā)現(xiàn)：精餾裝置中僅常壓精餾塔的靈敏板溫度由74.7 ℃上升至75.5 ℃，其他溫度變化較??；而甲醛裝置隨著生產(chǎn)的進(jìn)行，其蒸發(fā)器溫度開始緩慢上升，由47.7 ℃上升至52.7 ℃，隨后趨于穩(wěn)定，系統(tǒng)阻力未發(fā)生變化。對(duì)產(chǎn)品甲醛溶液進(jìn)行分析，甲醛溶液中醇含量無(wú)變化，酸度從0.021%上升至0.025%，產(chǎn)品仍屬于優(yōu)等品。由此證明，加壓精餾塔第60塊塔板、常壓精餾塔第45塊塔板采出的混合醇直接作為甲醛裝置的生產(chǎn)原料，甲醛裝置可穩(wěn)定運(yùn)行，同時(shí)精餾裝置操作也趨于穩(wěn)定，產(chǎn)品采出量增加。

2.2 改造內(nèi)容

(1)精餾裝置更換加壓精餾塔入料泵1臺(tái)，并提高該泵的性能，其流量由21 m3/h提升至25 m3/h，揚(yáng)程由77 m增加至85 m，可滿足裝置增產(chǎn)后物料供應(yīng)的需要。

(2)甲醛裝置更新三元?dú)膺^濾器濾芯，提高過濾器的過濾效果，提升原料氣純度，進(jìn)一步降低甲醛裝置的系統(tǒng)阻力，確保聯(lián)產(chǎn)后裝置穩(wěn)定運(yùn)行，使產(chǎn)品質(zhì)量合格。

(3)為確保新生產(chǎn)模式下甲醛裝置長(zhǎng)周期穩(wěn)定運(yùn)行，經(jīng)研究決定在常壓精餾塔第49塊塔板和加壓精餾塔第57塊塔板上分別增加新的側(cè)線采出口，適當(dāng)提高混合醇的產(chǎn)品質(zhì)量，將其采出的混合醇用于甲醛裝置的生產(chǎn)原料。

2.3 投入生產(chǎn)情況

2014年6月裝置改造結(jié)束后，醇醛聯(lián)產(chǎn)模式正式投入生產(chǎn)，常壓精餾塔第49塊塔板采出量控制在400～500 L/h，加壓精餾塔第57塊塔板采出量控制在800～900 L/h，常壓精餾塔第49塊塔板與加壓精餾塔第57塊塔板采出量的比值控制在1∶2，送甲醛裝置混合醇總量控制在1.2～1.3 t/h。在醇醛聯(lián)產(chǎn)模式下，甲醛裝置長(zhǎng)周期穩(wěn)定運(yùn)行，產(chǎn)品質(zhì)量合格，精餾裝置產(chǎn)能達(dá)到410 t/d，同時(shí)產(chǎn)品中乙醇含量得到進(jìn)一步降低。

2.4 技術(shù)特點(diǎn)

(1)通過采出精餾裝置中高乙醇含量的甲醇取代精甲醇作為甲醛裝置的生產(chǎn)原料，可增加精餾裝置的總產(chǎn)量，彌補(bǔ)精餾裝置生產(chǎn)能力的不足，可解決粗甲醇的平衡問題。

(2)采用在甲醇精餾裝置乙醇富集區(qū)增加側(cè)線采出的方式，降低精甲醇中乙醇含量，產(chǎn)品中乙醇含量得到有效控制，產(chǎn)品質(zhì)量得到提高。

(3)甲醛裝置原料改為混合醇后，裝置的穩(wěn)定性及運(yùn)行周期未發(fā)生變化，甲醛溶液產(chǎn)品質(zhì)量正常。

2.5 生產(chǎn)管理

醇醛聯(lián)產(chǎn)技術(shù)作為創(chuàng)新型工藝技術(shù)，生產(chǎn)管理對(duì)該技術(shù)在裝置上長(zhǎng)周期穩(wěn)定運(yùn)行、產(chǎn)品的質(zhì)量控制起到關(guān)鍵作用。精餾裝置需進(jìn)一步加強(qiáng)對(duì)精餾塔塔板溫度的監(jiān)控，防止醇醛聯(lián)產(chǎn)期間產(chǎn)品質(zhì)量波動(dòng)；同時(shí)，需強(qiáng)化混合醇采出配比的管理，嚴(yán)格按照采出量的比例進(jìn)行控制，防止造成催化劑中毒。甲醛裝置需進(jìn)一步加強(qiáng)對(duì)蒸發(fā)器溫度的控制調(diào)節(jié)，防止三元?dú)庵屑状細(xì)鉂舛茸兓^大，造成裝置生產(chǎn)不穩(wěn)定，會(huì)縮短甲醛裝置的運(yùn)行周期。

3 改造效果

改造前、后工藝運(yùn)行數(shù)據(jù)對(duì)比見表1。

表1 改造前、后工藝參數(shù)對(duì)比表

由表1可以看出：在醇醛聯(lián)產(chǎn)的生產(chǎn)模式下，精餾裝置常壓精餾塔靈敏板溫度、甲醛裝置蒸發(fā)器溫度略有上升，對(duì)裝置的穩(wěn)定性未產(chǎn)生影響，甲醛產(chǎn)品中酸度上升了0.004%，產(chǎn)品仍屬于優(yōu)等品；精餾裝置精甲醇產(chǎn)量增加了30 t/d，精甲醇中的乙醇含量降低了150 mg/L，進(jìn)而提高了甲醇精餾裝置產(chǎn)能，提升了精甲醇產(chǎn)品的純度。在醇醛聯(lián)產(chǎn)模式運(yùn)行下，甲醛裝置運(yùn)行較穩(wěn)定，催化劑使用周期不變，精餾裝置產(chǎn)能由原380 t/d增加至410 t/d，按裝置運(yùn)行330 d計(jì)，則年可增加精甲醇量9 900 t。

4 結(jié)語(yǔ)

通過此次工藝技術(shù)創(chuàng)新，甲醇精餾裝置產(chǎn)能得到進(jìn)一步提高，產(chǎn)品質(zhì)量得到提升。目前，該生產(chǎn)模式已實(shí)現(xiàn)長(zhǎng)周期平穩(wěn)運(yùn)行，取得較好的經(jīng)濟(jì)效益，達(dá)到了增產(chǎn)、增效的目的，同時(shí)為國(guó)內(nèi)化工行業(yè)在產(chǎn)能提升方面提供了寶貴的經(jīng)驗(yàn)。

2016- 10- 12)