甲醇装置闪蒸汽回收甲醇项目的应用

王　辉，王　磊，许士科

(新能凤凰(滕州)能源有限公司，山东 滕州　277527)



甲醇装置闪蒸汽回收甲醇项目的应用

王辉，王磊，许士科

(新能凤凰(滕州)能源有限公司，山东 滕州277527)

摘要：甲醇项目的初始设计很少有针对闪蒸汽采用回收的工艺，大多是直接放火炬燃烧。本次技改在原工艺闪蒸汽管道后另加一吸收塔，对闪蒸气中的甲醇进行回收，达到节能增效的目的，投资少，见效快。

关键词：甲醇装置；闪蒸汽；回收

新能凤凰(滕州)能源有限公司以对置式四喷嘴水煤浆加压气化生产的水煤气为原料，经变换、低温甲醇洗制得合格的净化气体，送入甲醇合成系统生产甲醇。甲醇合成分为两套装置，双套并联使用，单套系统年生产能力为360 kt,，甲醇年生产能力720 kt。甲醇合成采用西南化工研究院开发的低压甲醇合成工艺，合成压力5.3 MPa、温度220～260 ℃。合成气经甲醇合成塔，在催化剂的作用下生成甲醇，再经水冷器冷却后，在甲醇分离器中进行气液分离，粗甲醇进入甲醇膨胀槽，分离后的气体经循环机加压后再进行合成系统。甲醇膨胀槽内压力控制在0.4 MPa，通过降低压力，使溶解在粗甲醇中的气体闪蒸出来，闪蒸汽送燃料气管网，粗甲醇送精馏工段。

1甲醇闪蒸汽原设计情况及现改造的目的和达到的目标

传统的甲醇合成工艺着重开发新型甲醇合成催化剂和合成反应器，很少把着眼点放在甲醇生产过程的节能和降耗上。原设计粗甲醇膨胀槽出来的闪蒸汽处于工艺末端，不是主要的工艺环节，所以闪蒸汽中甲醇夹带造成的损耗一直不被重视。因此甲醇项目的初始设计很少有针对闪蒸汽采用回收的工艺，大多是直接放火炬燃烧。我公司原设计是甲醇膨胀槽的闪蒸汽送往燃料气管网，由于投产时燃料气管网未投运，闪蒸汽改送往火炬放空气总管，进行燃烧后放空，造成闪蒸汽中的甲醇白白地损失了。

2014年公司对部分已进行闪蒸汽回收投运的厂家进行详细地考察，决定采用郑州大学绿色化工研究所的专利技术先对一套甲醇系统的闪蒸汽中甲醇进行回收，通过改造后将闪蒸汽中的甲醇进行回收，以提高公司的经济效益。本次技改只是在原工艺闪蒸汽管道后另加一吸收塔，对闪蒸气中的甲醇进行回收，达到节能增效的目的，投资少，见效快。

改造后需达到的主要技术指标：

1)经回收塔后闪蒸汽中甲醇含量≤0.05%

2)回收甲醇的浓度≥60%

3)设备总阻力≤0.03 MPa

2闪蒸汽甲醇吸收的工艺原理

1)闪蒸气中甲醇含量高低与闪蒸压力大小密切有关：压力越高，雾状甲醇和气态甲醇的含量越低。

在5.0 MPa、35 ℃工况下，雾状甲醇和气态甲醇在气体中的含量在1.0%-1.3%的范围内。

在0.5 MPa、35 ℃工况下，气态甲醇在气相中的含量约为6.5%。

在0.2 MPa、35 ℃工况下，气态甲醇在气相中的含量约为14%。

2)传统的机械式分离器包括超滤式分离器统称为惯性分离器，只能分离液态甲醇，不能分离雾状甲醇，更不能分离出气态甲醇。

3)要想彻底地分离雾状甲醇和气态甲醇只能采用吸收法，最好的吸收剂是水，利用甲醇和水可以任意比例互溶的性质，用水吸收雾状甲醇和气态甲醇，使其变成甲醇水溶液，达到回收甲醇的目的。

3闪蒸气回收项目的工艺流程介绍

甲醇合成工序，由甲醇分离器分离出的粗甲醇，进入甲醇膨胀槽进行减压闪蒸，以除去粗甲醇中的大部分气体，然后进入粗甲醇储罐，甲醇膨胀槽压力控制在0.4 MPa。压力为0.4 MPa，温度为40 ℃的闪蒸气从底部进入甲醇洗涤塔，压力为0.4 MPa，温度为20 ℃，流量为0.1 m3/h脱盐水从塔顶加入，在甲醇洗涤塔内闪蒸汽与脱盐水进行逆向接触，进行传质、传热，洗涤后的气体送往燃料气管网，作为燃料气送住硫回收工段。从塔底出来的含甲醇液经液位自调阀进入膨胀槽后管线，随粗甲醇进入甲醇精馏系统。

图1　闪蒸汽回收工艺流程图

4甲醇吸收塔的主要性能和优点

1)可彻底回收闪蒸汽中的甲醇，产生明显的直接经济效益；

2)该装置主要工作单元分为两部分，一部分是高效吸收单元，就是用极少量的水将闪蒸气中甲醇吸收成40%以上的甲醇水溶液。另一部分是高效除雾单元，保证不带水、不带醇；

3)操作十分稳定、简单，一次调节好后，就无需专人再操作；

4)设备设计合理，可长周期运行15 a以上，无需检修，检修也只需蒸汽热洗；

5)设备的中下部是高效复合塔板，板效率≥85%；

6)加水量小，水不打循环一次性加入，连加连排；

7)不仅使企业产生直接经济效益还产生很好的社会效益、环保效益。

5闪蒸气回收项目的运行情况

2014年11月5日本项目施工完成，随后进行了气密试验和水冲洗、吹扫工作，气体置换合格后，回收塔底部建立液位，11月7日投入运行。11月11日开始进行了部分数据的收集，具体如下：

表1

续表1

6经济效益分析

以上数据可以看出每小时回收甲醇量为200 kg×21.29%=42.58 kg，每年回收量为42.58×8 000=340 640 kg。

按市场价格计算，每年收益为2 300元/t×340.64 t/a=78.3472万元，通过本次技改后将闪蒸汽中的甲醇几乎全部地回收，经济效益明显。增加闪蒸汽回收塔只是在原工艺闪蒸汽管道后另加一单独小设备，对原工艺无任何影响，运行成本也较低，投资约25万元，四个月就能收回投资，经济效益是十分可观的。

7结语

本项目实施后，甲醇回收率较高，但洗涤液浓度比设计偏低，基本可以判定是洗涤水加入量过大的原故，今后可以适当减少洗涤水量，以观察运行的效果。

现在是冬季的运行状况，甲醇合成水冷器的循环水温度较低，水冷器运行效果较好，而在夏季，粗甲醇的温度会比较高。温度越高，甲醇的饱和蒸汽压越高，气相中的甲醇含量也会随之上升，所以在夏季，投用闪蒸汽回收塔所产生的效益也会比现在还要高一些。根据现在闪蒸气中甲醇回收项目的运行及效益情况，公司也将计划明年进行第二套合成装置闪蒸汽的甲醇回收项目的实施。

Application of flash steam recovery of methanol methanol plant project

WangHui,WangLei,XuShi-ke

(New Energy Phoenix (Tengzhou) Energy Co., Ltd., Shandong Tengzhou 277527)

Abstract：The initial design of methanol project with little use for flash steam recovery processes, mostly directly put the torch burning. The process of technological transformation in the original plus a flash steam pipe absorber of the methanol flash steam recovery, to achieve the purpose of energy efficiency, less investment and quick.

Key words：methanol plant; flash steam; recycling

中图分类号：TQ223.1

文献标志码：A

文章编号：1003-6490(2015)06-0052-03

作者简介：王辉，男，山东滕州人，助理工程师，从事甲醇的技术管理工作。

收稿日期：2045-11-20