甲醇精餾裝置閃蒸氣增加回收甲醇的節(jié)能改造與效益分析

李 建

（中海石油建滔化工有限公司甲醇一期，海南東方 572600）

1 甲醇裝置精餾系統(tǒng)閃蒸槽流程及工作原理

流程描述：上游粗甲醇混合物進入精餾單元閃蒸槽中閃蒸，合成后的壓力8.7MPa，減壓降至0.44MPa，去除混合液體里的輕組分包括（一氧化碳、二氧化碳、氫氣、甲烷），經(jīng)過脫出輕組分的粗甲醇90t/h，38.6℃，經(jīng)加熱至65.4℃，加熱后的粗甲醇直接送至預(yù)塔精餾。閃蒸后的輕組分氣體2 000m3/h 和各燃氣匯合，通過盤管加熱后，引至主裝置做燃料燃燒用。 裝置需要改進地方：現(xiàn)97%負荷運行平穩(wěn)，閃蒸是從高壓減至低壓的物理過程，減壓后氣體溶解度降低，閃蒸氣被釋放出來，包括體積比N2：20.47%、CH4：20.31%、CO：1.55%、CO2：28.16%、H2：24.27%、CH3OH：4.74%，現(xiàn)精餾閃蒸槽出口測得2 611m3/h，甲醇12.5%，指標1 973M3（標），實際排放高于設(shè)計值，閃蒸氣沒有回收裝置直接作燃料，大量甲醇損失。壓力越低閃蒸越徹底，提壓甲醇排少但輕組分多影響產(chǎn)品質(zhì)量，為滿足后系統(tǒng)輸送動力，壓力基本為0.44MPa，溫度40℃，閃蒸氣均流量2 604m3/h，計算排放甲醇2 604×12.5%×32/22.4=465kg/h，造成甲醇損失大大增加公司能耗，長周期運行和環(huán)境溫度上漲，甲醇排放還會增加。鑒于此，決定增加一套洗滌水洗甲醇裝置，在閃蒸氣出口加洗滌塔洗滌，洗滌水和甲醇混合液進入閃蒸槽，控制液位，回收甲醇，洗滌后閃蒸氣送往燃燒爐燃燒，粗甲醇進后續(xù)精餾，減少甲醇排放達到節(jié)能降耗的目標。

圖1中增加一洗滌塔D03003，閃蒸氣出口進洗滌塔，洗滌水管線分出一股引至洗滌塔頂部洗滌，增加脫鹽水管線開工建立液位，洗滌混合液通過底部新增管線回收閃蒸槽。

2 操作方案及注意事項

投用先引用脫鹽水建立50%液位，打通閃蒸氣流程防止憋壓，打通洗滌塔D03003底部到閃蒸槽的液相流程，打通投用洗滌水，投洗滌水先開后關(guān)防憋壓。

閃蒸氣用作燃燒爐作燃料，洗滌塔液位至關(guān)重要，過高閃蒸氣會帶液經(jīng)盤管加熱，體積膨脹迅速上升，嚴重將引起系統(tǒng)停車事故，液位高的原因及處理：①洗滌水增加，處理減少洗滌水。②加負荷過程中造成閃蒸氣增加，閃蒸槽與洗滌塔壓降增大，液位上漲，處理停止加負荷，減少洗滌水，排放降低液位再加負荷。操作建議：①發(fā)現(xiàn)液位高先將閃蒸氣切換至火炬排放；②設(shè)置聯(lián)鎖，液位高自動切換至火炬 放空。

圖1 改造后工藝流程圖（虛線處增加設(shè)備）

3 洗滌塔投用前數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析

裝置2006年運行至今生產(chǎn)甲醇符合國際優(yōu)等品等級，生產(chǎn)過程中精餾單元部分排放指標高于公司控制指標，造成生產(chǎn)能耗增加。表1增加洗滌塔改造前2019年7月—11月閃蒸氣排放流量和甲醇排放mol%比。

表1 2019年7月-11月閃蒸氣排放數(shù)據(jù)

由上表可以看出閃蒸氣在壓力（及溫度）不變情況下，通過排出流量及閃蒸氣中的甲醇含量可以看出閃蒸氣攜帶了大量的甲醇蒸汽，造成了甲醇損耗，因此非常必要進行技改回收部分甲醇，降低公司能耗。

4 閃蒸氣增加洗滌塔的節(jié)能改造效果

2019年12月裝置洗滌塔改造項目安裝完畢，具備投用條件后按方案要求正式投入使用，通過膜分離單元來的含甲醇洗滌水洗出閃蒸氣中大部分甲醇蒸汽回收至閃蒸槽，洗滌后的閃蒸氣送至燃燒爐作燃料，降低甲醇排放損失。

由表2可以看出2閃蒸氣洗滌后流量下降，閃蒸氣均流量較改造前降幅為16%，據(jù)分析數(shù)據(jù)看到閃蒸氣甲醇含量較改造前降幅28%，膜分離來閃蒸槽洗滌水有1.122t，含醇為1.814%，經(jīng)過洗滌后進入洗滌塔底部，分析取樣發(fā)現(xiàn)濃度增加到6.9%，洗滌塔底甲醇濃度增加部分為甲醇回收的濃度，通過計算可以得出回收57.06kg/h，所以經(jīng)過洗醇后效果非常明顯。

表2 2020年1月—3月投用洗滌塔后各指標分析

5 節(jié)能改造后的結(jié)果及效益

經(jīng)過改造投用洗滌塔裝置后，排放閃蒸氣流量明顯下降，經(jīng)過洗滌后精甲醇各項質(zhì)量指標符合公司要求。通過計算，閃蒸氣中甲醇排放由原來的465kg/h 降至407.94kg/h，每年裝置可增產(chǎn)456t 甲醇。噸甲醇按照市場2 300元，年增加收入105萬元。裝置生產(chǎn)的綜合能量消耗減少，月排放二氧化碳明顯降低。通過節(jié)能改造不僅減少甲醇排放損失，回收甲醇，達到節(jié)能降耗的目標，減少環(huán)境污染，也為裝置安全穩(wěn)定運行起到了重要作用，極大提升公司市場競爭力。