淺析降低精餾塔廢水中的醇含量

饒建鑫，徐冰，陳勇，毛司理，余濤

（中海石油建滔化工有限公司，海南 東方 572600）

1 工藝流程簡述

中海石油建滔化工有限公司甲醇項目于2006 年投產(chǎn)成功，采用德國魯奇專業(yè)技術(shù)，生產(chǎn)出合格的精甲醇。設(shè)計年產(chǎn)量為60 萬噸，日產(chǎn)量為2000 噸，日天然氣消耗為320 萬立方米。

甲醇精餾采用兩塔精餾工藝，其中從合成塔過來的粗甲醇在膨脹槽中閃蒸，粗甲醇壓力由合成壓力約從10MPa 降到0.43MPa，閃蒸后的粗甲醇送往精餾單元，經(jīng)兩塔利用轉(zhuǎn)化氣余熱與蒸汽加溫精餾凈化成產(chǎn)品甲醇，閃蒸氣送轉(zhuǎn)化爐做燃料。精餾系統(tǒng)第一個塔為預(yù)塔，在這里低沸點的醛、酮等輕組分在塔頂被除去。甲醇蒸汽被風(fēng)冷及水冷冷凝下來全回流返回預(yù)塔內(nèi)。預(yù)餾后的甲醇離開預(yù)塔底部被甲醇泵送入主精餾塔。高沸點副產(chǎn)物（主要為高級醇和水）與甲醇被分離開來，甲醇蒸汽在主精餾塔頂部冷凝，一部分作為冷量回流液回流到塔頂，其余的作為產(chǎn)品送往成品區(qū)。

2 影響精餾塔底醇含量原因分析

甲醇在精餾過程中隨著操作參數(shù)與條件控制，都會對精餾塔精餾效果產(chǎn)生影響，對精餾塔的管控不僅能提高甲醇的精度，也能控制塔底廢水的甲醇含量。

按照公司要求，利用全面質(zhì)量管理理念，將精餾廢水中甲醇含量降低到小于0.11%以下。生產(chǎn)初期我們現(xiàn)在對1 ～6 月分析記錄，把每月分析塔底廢水中甲醇平均含量進行統(tǒng)計。如表1 所示。

表1 廢水中醇含量及合格線

得出精餾廢水中甲醇含量明顯高于設(shè)計值，高于標準。

原因分析：

（1）轉(zhuǎn)化氣出口溫度波動、導(dǎo)致再沸器出口溫度波動，使塔底溫度波動大。

轉(zhuǎn)化單元原料氣出口溫度受轉(zhuǎn)化負荷、組分、燃料氣影響，分別對轉(zhuǎn)化個指標進行監(jiān)控，如表2 示。

表2 轉(zhuǎn)化負荷與燃料氣變化下再沸器出口溫度比較

在蒸汽加熱器流量穩(wěn)定下，做出精餾塔塔底溫度對比，得出塔底溫度變化如表3。

表3 塔底溫度變化表

從表3 可以看出，轉(zhuǎn)化氣再沸器熱源溫度直接受轉(zhuǎn)化負荷及燃料氣影響，溫度處于低于108℃以下或高于109℃以上，容易造成精餾塔中甲醇含量高，轉(zhuǎn)化熱源的變化是精餾塔塔底溫度波動大的根本原因。

（2）蒸汽加熱器疏水器堵塞、蒸汽加熱量不穩(wěn)定。對蒸汽冷凝液流量進行監(jiān)控，基本達到設(shè)計值47t/h，不斷跟蹤數(shù)據(jù)，每天不定期進行統(tǒng)計，觀察實際指標在設(shè)計范圍內(nèi)。蒸汽冷凝液流量平穩(wěn)，管道疏水器運行正常。冷凝液管道疏水器堵，不是主要原因。

（3）精餾負荷入料量變化大。在不調(diào)整轉(zhuǎn)化出口溫度及蒸汽加熱器蒸汽量的同時，調(diào)整精餾負荷，增大精餾塔入料量，觀察塔底溫度變化及塔底醇含量變化，如表4 所示。

表4 入料量與塔底溫度變化及塔底醇含量對照表

從表4 可以看出，塔底溫度隨著入料量的變化逐漸降低，且塔底水甲醇含量逐漸升高，如此可得出，精餾塔入料量的大小決定塔底溫度及塔底醇含量的根本原因。

（4）增加精餾塔加熱蒸汽量，觀察塔底溫度變化及塔底甲醇含量變化，得到表5，如圖表所示。

可以觀察到隨著加熱蒸汽量的提升，使得塔底醇含量明顯下降。

通過上述問題基本確定影響精餾塔塔底醇含量主要因素為：

表5 增加加熱蒸汽量塔底醇含量變化

①塔塔底溫度低。

②轉(zhuǎn)化負荷波動。轉(zhuǎn)化出口溫度波動。

③精餾負荷入料量變化。

3 處理過程

根據(jù)要因分析，針對已確認的可控因素，擬定相應(yīng)措施，制定出切實可行的計劃

處理過程一：控制塔底溫度

由于熱源控制較低，甲醇下移進入塔底，使塔釜溫度低，塔釜中甲醇含量增加，容易造成廢水超標，適當加大熱源，提高塔溫度，并增加精甲醇回流量1 噸，產(chǎn)品質(zhì)量不受影響，故將溫度由100 ～105℃提高到109 ～112℃。觀察如表6所示。

表6 調(diào)整塔底溫度醇含量的變化

通過對塔底溫度的調(diào)整，塔釜甲醇含量下降，塔底中的甲醇含量最低降低到0.07%。說明方案實施有效。

處理二：轉(zhuǎn)化組分穩(wěn)定、出口溫度及燃料氣控制穩(wěn)定

由于轉(zhuǎn)化熱源控制受負荷、組分影響，控制轉(zhuǎn)化氣出口溫度在840 ～843℃，防止過高熱量或過低。

加上轉(zhuǎn)化負荷調(diào)整及組分波動容易造成精餾系統(tǒng)溫度波動，溫度低使塔釜溫度低，塔釜中甲醇含量增加，容易造成廢水超標，溫度高產(chǎn)品中重組分升高，容易造成產(chǎn)品質(zhì)量事故，此時，需要嚴格把控轉(zhuǎn)化出口溫度，防止波動。

處理三：調(diào)整精餾塔入料量及蒸汽量

通過控制除甲醇進料量，把控進料量與蒸汽量相輔相成，同時控制，適當加減蒸汽量，能夠及時調(diào)整，將塔底溫度波動范圍控制在1 ～2℃，精餾塔塔底溫度平穩(wěn)后，塔底水中甲醇含量降低并穩(wěn)定，最終保證了廢水中甲醇含量可以控制在要求范圍內(nèi)。如表7 所示。

表7 入料量與蒸汽量變化下醇含量的對比

可得出轉(zhuǎn)化再沸器熱量穩(wěn)定的情況下，增加入料量，適當增加蒸汽量，能完好地控制塔底醇含量。

4 統(tǒng)計

通過論證，1 ～10 月實施了以上相關(guān)對策，并對廢水中甲醇含量進行統(tǒng)計，結(jié)果取得了非常理想的成果。統(tǒng)計見表8 所示。

表8 調(diào)整下每月的塔底水醇含量平均值

5 結(jié)語

在穩(wěn)定轉(zhuǎn)化出口溫度及控制好精餾入料量后，提高了精餾塔塔底溫度，塔底廢水中甲醇含量由實施前的0.18%降到了0.08%，減少了甲醇排放，同時，也增加了甲醇產(chǎn)量，提高了經(jīng)濟效益。