含油废甲醇制二甲醚技术

刘建立

(湖北潜江金华润化肥有限公司 湖北潜江433132)

含油废甲醇制二甲醚技术

刘建立

(湖北潜江金华润化肥有限公司 湖北潜江433132)

湖北潜江金华润化肥有限公司(以下简称金华润公司)现有2套生产装置，具备650kt总氨、800kt尿素、100kt碳酸氢铵、60kt精甲醇以及150kt二甲醚的年生产能力。金华润公司在2011年新建了1套400kt/a合成氨装置，气体净化采用低压联醇与中压醇烃化工艺。

1 存在的问题及原因

金华润公司采用湖南安淳高新技术有限公司的JJD低压恒温悬挂水管式低压甲醇合成工艺，操作压力为4.3MPa。此工艺优化了先进低压甲醇合成工艺，其特点:①反应器结构简单，对材料要求低、造价低，床层阻力小;催化剂的床层温度可通过调节汽包蒸汽压力进行控制，准确、灵敏;②可回收高位热能，能量利用合理;③设备紧凑，开、停车方便;④副反应少，粗甲醇中杂质少。

甲醇分离利用加压下甲醇易被冷凝的原理，采用冷凝分离方法，加压下与液相甲醇成平衡状态的气相甲醇的含量随温度降低和压力升高而降低，利用水冷却即可分离甲醇。在水冷凝后，甲醇分离器将冷凝下来的甲醇分离采出，并排放至甲醇贮槽。

反应后物料经蒸发式冷凝器后，进入甲醇分离器、净醇塔、水分离器分离甲醇，然后送压缩工段，再由压缩机加压至22MPa后送醇烃化装置。在实际运行中，低压甲醇装置甲醇分离不彻底，压缩机六段出口气体送至醇烃化装置，由醇化油分离器脱除油、醇和水的混合物，经取样分析其中甲醇质量分数为84%～85%、水质量分数为10%～12%、油质量分数为4%～5%。以年产100kt甲醇计，年排放的油、醇和水的混合物达3～4kt。排放的油、醇混合物经油回收装置简单分离油后，排入污水处理装置，年处理费用在400多万元。经咨询装置设计单位及国内甲醇领域的专家，在国内尚无成熟的技术解决方案，其技术难点:①由于低压甲醇合成工艺压力低，气相中夹带甲醇的分离技术至今没得到很好解决;②该套生产装置设计年生产能力是300kt氨醇，现实际年生产能力已达450kt，由于处理气量大，甲醇合成后分离系统并不能将甲醇彻底分离，未分离的甲醇被送至压缩工段;③醇、油和水混合物的分离在国内没有相关的成熟技术。

2 解决措施

2.1 解决方案

根据金华润公司的实际情况及现有工艺条件，本着投资省、效果好、彻底解决环保问题的原则，独创了“含油废甲醇制二甲醚技术”，为解决低压甲醇合成工艺甲醇分离不彻底提供了一个很好的解决方案。

由于甲醇可以按任意比例与多种有机化合物混合，而且能与其中的一些化合物生成共沸混合物。回收物中的油主要是来自于压缩机的润滑油。压缩机所用润滑油的理化特性:淡黄色黏稠液体，相对密度为0.9348，闪点温度≥200℃，可溶于苯、乙醇、乙醚丙酮等多数有机溶剂。

2.2 工艺说明

经分析甲醇和润滑油的理化性能，最终确定利用1台废弃的二甲醚汽提塔改成甲醇汽提塔，将其加工的粗甲醇送入甲醇汽化塔，转换成甲醇蒸气后，再送至二甲醚反应器生产二甲醚。

甲醇汽提塔操作指标的确定是解决问题的关键。该汽提塔是1台低压精馏设备，主要回收甲醇汽化塔甲醇残液中的甲醇，根据甲醇以及润滑油的理化性质和设备的使用要求，将甲醇汽提塔操作压力设定为0.1MPa，塔底温度设定为78～82℃，在此温度下既能完成甲醇的汽化，又能远离润滑油的闪点温度，压力越高，对应的闪点温度越高，只要温度低于其闪点温度20～30℃，润滑油就不会汽化，从而可完成醇、油的分离。

2.3 工艺流程

废甲醇回收制二甲醚工艺流程见图1。

图1 废甲醇回收制二甲醚工艺流程

醇化油分离器分离出的醇、油和水混合物排放至缓冲罐，由废甲醇泵加压至0.2MPa，然后进入废甲醇贮槽静置24h以上，利用油、醇密度差进行初步分离;分离后的废甲醇经废甲醇泵加压至0.3MPa后，从塔底侧面进入甲醇汽提塔，在汽提塔再沸器中加热，废甲醇走管程，低压蒸汽走壳程，甲醇汽提塔底部和塔顶温度分别控制在78～82℃和70℃，甲醇蒸气从塔顶出来后，进入汽提塔冷凝器壳程，经管程冷却水降温至≤35℃，冷凝后的粗甲醇大部分去甲醇中间槽，部分回流至甲醇汽提塔，喷淋在甲醇汽提塔填料上，进行气液热量交换;进入甲醇中间槽的粗甲醇用汽化塔给料泵加压至1.0MPa，然后进入甲醇汽化塔塔底，甲醇汽化塔塔底和塔顶温度分别控制在169～172℃和135℃，压力控制在0.7～0.8MPa，汽化后的甲醇蒸气进入二甲醚反应器合成二甲醚;甲醇汽提塔内的甲醇残液经废油冷却器降温后排至废油回收装置;回收废油后的污水送至污水处理厂进行生化处理，其中的不凝气主要是CO，CO2等，经减压后送至洗涤塔，再经洗涤塔洗涤后送至1000m3小气柜作为锅炉燃料。

3 效益分析

该项目于2014年2月一次开车成功，日回收甲醇10～11t(折纯)、废油约0.5t。按甲醇市场售价2800元/t、废油1000元/t、年有效生产天数330d计，则年增效益1000万元左右。整个项目所用设备基本为闲置设备或其他装置在用设备，技改投资约5万元，装置投运后在2d内即可收回成本。该项目的更大意义在于:①从源头解决了金华润公司外排水中COD含量超标的难题，环保效益显著;②为国内同工艺低压甲醇装置存在的相同问题找到了一条有效的解决途径。

2014-04-28)