浅析甲醇装置建设的一些思考

荀立栓(河北省定州市定州天鹭新能源有限公司 073000)

甲醇作为有机化工领域重要的原料，具有广泛的用途。并且甲醇是一种优质的燃料，被国际上广泛的用于商业燃气用途。作为基础有机化工原料，甲醇主要应用于精细化工和塑料等的制造业。甲醇是制造甲醛、醋酸、氯甲烷、甲氨、硫酸二甲酯等多种有机产品的主要原料之一，也是农药、医药生产环节中的重要原料。甲醇在深加工后可作为新型清洁燃料，与汽油混合，减少环境污染。目前甲醇与汽油掺烧已经投入使用，并具有良好的效应。因此，近年来国内各地开始兴建甲醇装置。下文将对甲醇装置建设进行讨论，从而提出一些建议。

一、建设前期工作

甲醇装置在建设前需要做好选址工作，因为这将直接影响原料运输，水源地，产品运输，电网配备和公用工程配套等问题。并且需要根据装置的规模，大型设备的制造运输吊装，工艺路线选择等具体问题来合理的选择。甲醇装置生产的原料气是合成气，来源主要是煤、焦炭等固体或原油、重油、轻油等液体，或天然气等气体。原料经粉德氏古水煤浆气化等气化技术、净化技术，配制成一定比例的合成气。净化技术主要推荐一氧化碳变换NHD技术或低温甲醇洗RECTISOL技术。在设计装置的过程中还要考虑三废，环保和消防等问题。

二、甲醇装置中的主要设备

1.压缩机

压缩机是甲醇装置中重要设备之一，其直接影响甲醇装置生产的稳定性。压缩机是整个甲醇装置生产过程的动力关节所在，因此压缩机出现问题将直接影响整体装置的连续工作能力，甚至可能导致停产。即使没有停产这样的直接损失，也有可能产生原料浪费、增加成本等间接损失。

压缩机主要采用电力和蒸汽作为动力。从当前中国的国情来讲，电力具有很高的稳定性；而蒸汽相关的设备成本相对较低。当前常用的压缩机主要是离心式压缩机，其相对于往复式压缩机具有下述优点:

(1)结构紧凑，占地小，重量轻;

(2)排气量大而连续、均匀，不需要级间中间缓冲罐等装置;(3)振动小，易损件少，不需要庞大而笨重的基础;

(4)除轴承外，机件内部不需润滑，省油，且不污染被压缩的气体;

(5)转速高;

(6)维修量小，调节方便。

大型离心式压缩机在安装进出口管道时，要注意无应力连接。本文建议甲醇装置可以引进蒸汽透平驱动的离心压缩机，配套透平空冷装置。

2.精馏工艺

精馏工艺的目的是脱除粗甲醇中的二甲醚等轻组分，以及水、乙醇等其它重组分，从而生产美国AA级和GB338—2004高纯度级的精甲醇。在精馏工艺环节一定要保障废水的达标排放。甲醇的纯度是工艺中的首要评价指标，其次是节能。推荐使用德国的LURGI三塔精馏工艺，因为三塔精馏工艺低压蒸汽消耗少，但缺点是设备投资大。据有关数据表示，与传统工艺相比可以节能16%。而两塔精馏设备相反，投资相对较小，但是低压蒸汽消耗多。精馏塔内件推荐使用浮阀，可以有效减少设备高度需求。工艺的最后一道工序是副产品的处理，需要对杂醇进行合理的废物利用。当然，工艺的选择还要考虑到实际的需求，一般城市需求量在60万吨甲醇以上及百万吨甲醇以上时，相应装置推荐选用丹麦tops∮e反应器，英国ICI冷激式反应器，LURGI双台水冷反应器，这些反应器在实际的成产反馈中都收到了良好的效果。

3.合成塔

合成塔的选择也很重要，本文推荐如下几个建议。首先工艺路线上，需要根据城市的需求进行取舍，推荐中规模的甲醇装置采用多塔工艺，这样可以降低设备的制造费用。而运输方面也要考虑车辆的限位，对道路、桥梁的路径选择；其次需要考虑管道安装过程中的水压实验问题。催化剂方面，推荐使用进口的催化剂，优点是选择性、转化率高，副产物少。催化剂的还原方法，推荐使用变压吸附提纯氢气，其有许多优点，如可用原料来源广泛，一次性去除氢气中多种杂质成分，简化了工艺流程，处理调节范围大，能耗小、操作费用低，自动化程度高，设备稳定好，吸附剂寿命长，对环境污染小等优点。而膜分离技术提取氢气具有能耗低，操作简便的优点，可以从成本、操作、稳定性上考虑选择何种工艺。比如常见的60万吨至100万吨级别的生产中，推荐使用日本MRF合成塔和CASALE轴径向合成塔。在催化剂的选择上，则推荐英国的ICI和德国的BasF催化剂，转化率高，副产物少，能有效减少精馏负担。当然国产催化剂价格低廉，推荐西南院和南化院的催化剂。

4.甲醇罐区

罐区的操作本文推荐使用DCS自动逻辑控制系统。虽然控制逻辑从原理来讲并没有漏洞，但是在实际工作中却存在很多不足的地方。因此需要操作人员熟悉工艺系统，并根据具体情况更新相关的控制逻辑和系统中的组件。这样，才能达到罐区操作的最优化。并且罐区进出口阀门应当具有火灾自动切断功能，在发火灾时自动截断，防止事故扩大。

结论

甲醇装置产能不断的提高，国际先进水平已经达到170万吨/年以上的产能。为了提高我国在甲醇的国际竞争力，我国需要对甲醇装置的最优化装配进行相应的规范和研究。针对我国是产煤大国的国情，而当前煤原料生产甲醇占甲醇装置的78%以上，可以优先考虑以煤原料相关的技术改革。本文从甲醇制造工艺的各个环节入手，分析和讨论了甲醇装置各个环节的推荐配置和注意事项。装置的配置并非一成不变，本文仅针对现有技术进行了分析和建议，在具体应用过程中，要不断吸收国内外先进的经验，引入国外的先进设备。已投产的甲醇装置也可以通过更新部分设施，或者采用更换催化剂等方式进行产能升级，从而达到利益的最大化，为我国的有机基础原料生产做出贡献。

[1]唐宏青,相宏伟.煤化工工艺技术评述与展望:Ⅲ合成甲醇装置大型化与国产化[J].燃料化学学报,2001,29(3):193-200.

[2]唐怡红.低温甲醇洗技术在20万t/a甲醇装置中的应用[J].煤化工,1997(3):15-19.