甲醇精馏杂醇油提浓减量技术实践

袁振涛，王景辉

(陕西长青能源化工有限公司，陕西宝鸡 721405)

陕西长青能源化工有限公司(简称长青能源)首期60万t/a甲醇项目采用水煤浆加压气化、林德低温甲醇洗、卡萨利甲醇合成及精馏工艺，自2013年5月投产至今，系统运行稳定。针对煤制甲醇生产工艺，长青能源技术管理人员积极查找生产系统中的不足，认真分析研究，大胆改进，取得了一定的技术进步。

1 工艺简介

甲醇精馏装置包含预精馏塔、加压精馏塔、常压精馏塔和甲醇回收塔。粗甲醇经换热后进入预精馏塔，脱除不凝汽、二甲醚等轻组分，塔底甲醇及高沸点组分经加压后进入加压精馏塔；加压精馏塔顶的气相进入冷凝蒸发器，利用加压精馏塔和常压精馏塔塔顶、塔底的温差，为常压塔塔底提供热源，并对加压塔塔顶气相进行冷凝。冷凝后的精甲醇进入回流罐，部分至加压塔回流，部分作为精甲醇产品出装置；加压塔塔底的甲醇、高沸组分、水等进入常压塔，常压塔塔顶馏出精甲醇产品，在进料板下方设置侧线采出，采出物(甲醇、水和高沸点组分)进入回收塔再回收甲醇，塔底废水进入生化系统处理；回收塔侧线采出杂醇油(高级醇类)，以保证回收塔塔顶精甲醇质量和塔底废水中总醇含量符合要求，塔底废水送生化处理。

2 流程改造

2.1 存在的问题

甲醇精馏工艺运行中，精馏生产装置产出精甲醇产品的同时，连续采出杂醇油(高级醇类)。但杂醇油采出过程中很难精准采出高级醇类组分，会有大量有效甲醇(质量分数为60%左右)伴随采出，实际的杂醇油质量分数为10%～20%。大量的甲醇成为危险废物，环保处理成本增加的同时也造成浪费。

因此，本着节能降耗、降本增效的目的，分析研究精馏系统杂醇油采出工艺，优化改造流程，提高精馏系统采出杂醇油中高级醇类的浓度，降低甲醇组分浓度，减少有效甲醇浪费，提高经济效益。同时，降低杂醇油采出量，减少杂醇油危废物的产出量，减轻企业环保压力。

2.2 改造方案

为了提高精馏系统生产过程采出的杂醇油浓度，降低杂醇油采出量，对原有精馏工艺进行如下优化改造(见图1)。

图1 杂醇油提浓减量技术改造示意图

(1) 增加杂醇油循环提浓环节，将精馏回收塔采出的杂醇油再循环返回至塔内进行提浓处理，提高杂醇油(高级醇类)浓度，从而降低采出量[1]。

(2) 增加杂醇油送至动力锅炉掺烧环节，将部分杂醇油送入锅炉掺烧，通过生产系统内部利用，减少杂醇油危废产出量[2]。

2.3 可行性分析

改造后，精馏系统运行过程中，回收塔采出的杂醇油一部分通过新增的改造管线和控制阀组返回至回收塔进料槽和回收塔进料管线，再次进入回收塔进行精馏提纯处理。如此，回收塔采出的杂醇油中杂醇组分浓度显著提高，在保证精甲醇产品品质的前提下降低杂醇油的采出量；同时采出的杂醇油可根据系统运行需要，通过新增改造管线送至动力锅炉进行掺烧，实现杂醇油在生产系统内部循环利用，减少了杂醇油产出量，可获得显著的经济和环保效益[3]。

3 改造效果

自2021年12月精馏系统杂醇油经技术改造后投运以来，提浓效果明显，回收塔侧采出杂醇油中乙醇的质量分数由10%左右提高到了30%以上，在满足精甲醇产品低乙醇含量要求的前提下，大大降低了系统杂醇油采出量。回收塔杂醇油每日采出量由12.07 t降至2.28 t，换言之，每日精甲醇产品增加了9.79 t，经济效益可观[4]。

另外，通过改造杂醇油掺烧流程，将部分杂醇油作为醇基燃料送至动力锅炉掺烧。2022年1月以来，精馏杂醇油杂醇油每月采出量由70 t左右降至30 t左右，减少了生产系统杂醇油危废产出量，有效缓解了公司的环保压力。

3.1 提浓前杂醇油采出量数据分析

回收塔杂醇油理论采出量为11.62 t/d。取2021年4月1日至20日数据(见表1)进行计算。

表1 杂醇油提浓改造前后物料平衡数据

(1) 精甲醇产量为47 222 t。

(2) 精馏进料总量约为52 607 t。粗甲精馏收率为97%，粗甲醇中杂质(除水外)质量分数约为0.3%。

(3) 精馏进料中杂醇总量约为34.19 t。

(4) 精甲醇产品中杂醇总量约为1.65 t。

(5) 废水中杂醇总量约为0.24 t。

综上：回收塔杂醇油理论采出量=(精馏进料中杂醇总量-精甲醇产品中杂醇总量-废水中杂醇总量)÷回收塔采出杂醇油杂醇含量。即采出量约为233.21 t，合计11.62 t/d。

回收塔杂醇油实际采出量=杂醇油采出总量-事故火炬冷凝液-不凝汽洗涤液-预塔回流槽烷烃油采出量，即回收塔杂醇油实际采出量为12.07 t/d。

2021年4月1日至20日系统杂醇油采出总量为319.4 t，即15.97 t/d；事故火炬冷凝液总量为2.6 t/d ；不凝汽洗涤液总量为0.3 t/d。预塔回流槽烷烃油采出量为1 t/d。

3.2 提浓后前杂醇油采出量数据分析

回收塔杂醇油理论采出量为2.39 t/d。取2022年1月1日至20日数据进行计算：

(1) 精甲醇产量为46 912 t。

(2) 精馏进料总量约为52 758 t。粗甲精馏收率为97%，粗甲中杂质(除水外)质量分数约为0.3%。

(3) 精馏进料中杂醇总量约为38.51 t。

(4) 精甲醇产品中杂醇总量约为1.60 t。

(5) 废水中杂醇总量约为18.43 t。

综上：回收塔杂醇油理论采出量=(精馏进料中杂醇总量-精甲醇产品中杂醇总量-废水中杂醇总量)÷回收塔采出杂醇油杂醇含量，即采出量约为47.98 t，合计2.39 t/d。

回收塔杂醇油实际采出量=杂醇油采出总量-不凝汽洗涤液-预塔回流槽烷烃油采出量,回收塔杂醇油实际采出量为2.28 t/d。

2022年1月1日至20日，系统杂醇油采出总量61.6 t,即为3.08 t/d；不凝汽洗涤液为0.3 t/d；预塔回流槽烷烃油采出量为0.5 t/d。

通过物料平衡分析可见，杂醇油提浓技术改造投运以来，提浓效果显著，大大减少了杂醇油采出量，同时保证了粗甲醇中杂醇的去除率，系统能够稳定运行，产品指标合格。

4 结语

本次系统优化改造投资费用低，运行效果较理想，有效提高了精馏运行过程中杂醇油浓度，降低了杂醇油采出量，减少了甲醇浪费，提高了产品收率，为企业创造了良好的经济效益。

通过此次改造，煤制甲醇生产系统运行过程中，大大减少了危废的产出量，有效缓解了企业的环保压力，保护了生态环境，促进了煤制甲醇的绿色发展。

甲醇精馏生产工艺较为成熟且应用广泛，但生产过程中仍有一定的缺陷和不足，生产能耗也有可挖掘之处，需要在日后的生产中不断优化和改进。