甲醇装置精馏热源改造探讨与应用

高峰 潘振

摘要：文章主要介绍我公司精馏塔热源利用问题，目前甲醇装置精馏工段预塔再沸器和加压塔再沸器的热源为低压蒸汽，存在能源消耗浪费问题，为了降低甲醇的能耗，优化工艺，提高甲醇的盈利能力，公司决定对甲醇精馏热源进行改造，用转化气替代低压蒸汽作为精馏热源。

关键词：甲醇精馏;热源;再沸器;低压蒸汽;转化气

中图分类号：X57 文献标识码：A 文章编号：2095-672X（2020）10-0-03

DOI：10.16647/j.cnki.cn15-1369/X.2020.10.076

Abstract：This paper mainly introduces the heat source utilization problem of our companys distillation column.At present，the heat source of the pre-tower reboiler and pressurized tower reboiler of methanol distillation plant is low-pressure steam， which has the problem of energy consumption and waste， in order to reduce the energy consumption of methanol，optimize the process and improve the profitability of methanol，our company decided to reform the heat source of methanol distillation and replace low-pressure steam with conversion gas as the heat source of distillation.

Key words：Methanol distillation;Heat source;Reboiler;Low-pressure steam;Reforming gas

本公司甲醇装置由化二院设计，设计生产规模10万t/a，其中精馏工段预塔再沸器和加压塔再沸器的热源为低压蒸汽，两个再沸器共计消耗低压蒸汽约15t/h，存在能耗大的问题。而同行业中也有利用转化气作为精馏再沸器热源的设计，既能将转化气温度降下来，同时也为精馏装置提供了充足的热源，从而保证达到工艺需求。

1 两种热源具体分析

（1）天一院设计：转化后的部分工艺介绍。（见图1）

（2）化二院设计：转化后的部分工艺介绍。（见图2）

通过以上两种工艺的对比，发现化二院的设计中，自锅炉给水预热器至脱盐水预热器，转化气采用空冷器进行降温，存在大量的热量浪费和电能消耗。为合理利用能源、降低电力消耗，公司决定对此部分工艺进行优化改造。

经调研，集团分公司的另一套甲醇装置也是由化二院设计，精馏热源同为低压蒸汽，分公司对精馏热源进行了改造，将加压塔再沸器蒸汽冷凝液引到预塔再沸器作为热源，每小时节约低压蒸汽3吨。但是运行过程中经常出现液击现象，为保证设备安全，该方案已经不再使用。

河北某公司甲醇装置也为10万t/a，与我公司工艺相同。公司先对一期甲醇进行了改造，将锅炉给水预热器出口转化气引到精馏再沸器（新增两台再沸器）作为热源，改造后设备运行良好，每小时节约低压蒸汽15t。一期改造完成后，又对二期甲醇进行了同样的改造，每小时节约蒸汽8.5t。图3为该公司二期技改后工艺流程简图。

二期甲醇装置技改在锅炉给水换热器出口（143℃）将转化气引到加压塔再沸器（新增转化气再沸器）作为热源，换热后温度141℃，经水分离后到预塔再沸器（新增转化气再沸器），温度降到116℃，再经水分离器后到脱盐水换热器，后系统不变。

基于以上所述，为优化能源利用，降低生产成本，公司决定对甲醇精馏热源进行改造，将转化气引到精馏替代低压蒸汽作为热源。

2 改造方案

2.1 改造工艺（见图4）

2.2 改造方案

（1）加压精馏塔和预精馏塔各增加一台再沸器，型式为立式列管再沸器。在两台新增再沸器后分别串联一台新的气液分离器。（2）将锅炉给水预热器出口（140℃）转化气引入新增加压塔再沸器的壳程、加压塔气液分离器、预精馏塔再沸器壳程、预精馏塔气液分离器后，返回脱盐水换热器进口，后系统不变。（3）在新增加压塔再沸器转化气进出口管线上和预精馏塔再沸器转化气进出口管线上各增加一条副线和自调阀，调节加压塔热量。（4）气液分离器分离出来的冷凝水依靠自身压力送到转化汽提塔，汽提后通过水泵输送至循环水系统回用。（5）在锅炉给水预热器后转化气管线上，增加一接口，从转化汽包出口引出一部分蒸汽，配入转化气系统，用于转化气热量不足时的热量补充。

3 实施预期效果

3.1 低压蒸汽能源平衡

脱盐水预热器转化气温度由110℃降到70℃，造成除氧器增加低压蒸汽消耗（冬季和夏季3t/h，春秋季2t/h）。公司冬季和夏季蒸汽消耗大，改造后节省低压蒸汽，可节约蒸汽消耗11t/h，同时减少空冷用电60kwh。春秋季低压蒸汽消耗量减少，考虑到蒸汽平衡问题，将转化原来空冷与精馏再沸器并联运行，精馏加压塔再沸器用低压蒸汽和转化气同时作为热源使用，预塔再沸器仍用转化气为热源，保证低压蒸汽不放空。春秋季节可减少低压蒸汽消耗6t/h，减少空冷用电40kwh。

3.2 经济效益

每年的折旧费用226.2÷20=11.31万元

3.3 回收期  226.2÷732.87×12=3.7個月

3.4 对制造费用的影响  年降低制造费用451.03万元，吨醇制造费用降低45.103元

4 总结

由上述可见，精馏热源改造，有成功案例，技术可靠，投资回报率高，项目可论证实施。

参考文献

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收稿日期：2020-08-22