《甲醇生產(chǎn)全收率增產(chǎn)節(jié)氣節(jié)能新技術(shù)與裝置》

1、甲醇生產(chǎn)全收率增產(chǎn)節(jié)氣節(jié)能新技術(shù)與裝置李彩琴（西北大學(xué)）摘要：本文以事例分析說(shuō)明甲醇生產(chǎn)與甲醇分離間定性定量關(guān)系、認(rèn)識(shí)程度，總結(jié)我國(guó)甲醇工業(yè)分離技術(shù)與裝置現(xiàn)狀，提出相應(yīng)解決方法，指出全收率低成本甲醇增產(chǎn)模式將是未來(lái)我國(guó)甲醇裝置設(shè)計(jì)、改造必選之路，也是分離技術(shù)與新型裝備發(fā)展方向。各位朋友：大家好！受培訓(xùn)中心邀請(qǐng)，占用大家時(shí)間，就甲醇生產(chǎn)與甲醇分離的關(guān)系及高端甲醇分離技術(shù)與裝置與各位一起，交流心得。本文分四部分：兩個(gè)事例、兩個(gè)結(jié)論、一個(gè)現(xiàn)狀、未來(lái)趨勢(shì)。第一部分：兩個(gè)事例：事例1種莊稼如果將甲醇生產(chǎn)比作“糧食生產(chǎn)”，則甲醇分離就如同“收割莊稼”：不管種養(yǎng)規(guī)模與水平如何，至少應(yīng)將長(zhǎng)成熟的莊稼悉數(shù)收回；

2、如果因收割工具與方法不當(dāng)（即技術(shù)與裝置），稻田到處散落著麥穗，也不一一撿起（即收回），最后這些糧食必然又變?yōu)閺U物，不僅降低產(chǎn)量，而且增大成本。甲醇分離同此道里：傳統(tǒng)生產(chǎn)中因分離技術(shù)與裝備水平低，約有占裝置總量1020的甲醇在系統(tǒng)中反復(fù)耗電耗氣耗媒轉(zhuǎn)空圈圈或被放掉；即使有方法，由于不知道或認(rèn)識(shí)的問(wèn)題或精力財(cái)力的問(wèn)題，可能也不采用，任憑產(chǎn)品默默浪費(fèi)。事例2增精甲醇4.48萬(wàn)噸地點(diǎn)與場(chǎng)景：2005年初，中原地區(qū)某12萬(wàn)噸年甲醇專(zhuān)業(yè)生產(chǎn)廠(chǎng)甲醇合成工段，原機(jī)械分離器后氣體總流量19萬(wàn)Nm3/h(40，5.0MPa)，通入新增LC型潔凈塔底部，另加軟化水3噸h，獲得塔頂產(chǎn)物氣體（甲醇含量0.05%)，塔底

3、產(chǎn)物稀甲醇液體（甲醇重量濃度：6870%）?？傮w結(jié)果：新分離裝置獲得約10噸h(240噸天、80000噸年）濃度高達(dá)70的粗甲醇（折合凈甲醇5.6萬(wàn)噸年），按精餾有效回收率80組略計(jì)算，年新增精甲醇4.48萬(wàn)噸；分離前入塔氣體甲醇摩爾含量高達(dá)1.92.3%（參見(jiàn)附件1：檢驗(yàn)報(bào)告）。這5.6萬(wàn)噸凈甲醇因不消耗合成工段循環(huán)機(jī)電費(fèi)、換熱費(fèi)、冷卻費(fèi)，催化劑費(fèi)、裝置折舊費(fèi)、人工管理費(fèi)，只消耗低于原生產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)的原料氣成本費(fèi)、新增分離裝置（可用15年）的折舊費(fèi)和3噸h水電費(fèi)，噸成本低于正常生產(chǎn)成本190220元，屬低成本低消耗甲醇第二部分：兩個(gè)結(jié)論1、發(fā)展并采用甲醇高性?xún)r(jià)比分離技術(shù)與新型裝備是甲醇產(chǎn)業(yè)市場(chǎng)需求

4、與發(fā)展方向，是未來(lái)中國(guó)甲醇生產(chǎn)必備與最直接了當(dāng)增產(chǎn)方法。在節(jié)約社會(huì)建設(shè)的時(shí)代，無(wú)論您的裝置規(guī)模大小、先進(jìn)程度、資金多少、精力夠否、問(wèn)題有否，浪費(fèi)或高成本都是沒(méi)有出路的，現(xiàn)在大家搶市場(chǎng)，這個(gè)問(wèn)題不突出，未來(lái)市場(chǎng)格局一旦形成穩(wěn)定下來(lái)，靠的就是低價(jià)格。分離增產(chǎn)的甲醇成本比正常生產(chǎn)低100300元噸，屬低成本甲醇，符合科學(xué)發(fā)展規(guī)律。因此從上級(jí)主管到廠(chǎng)長(zhǎng)、叢中曾到基層，應(yīng)提高認(rèn)識(shí)，先抓住這一環(huán)節(jié)，無(wú)理由的優(yōu)先采用低成本先進(jìn)技術(shù)與裝置，將合成的甲醇從系統(tǒng)中盡可能分離回收出來(lái)。手和技術(shù)與工具如因發(fā)展水平問(wèn)題導(dǎo)致浪費(fèi)，尚可接受，不能強(qiáng)人所難；但如因認(rèn)識(shí)問(wèn)題，能解決不解決，置之不理，就是扔掉自己的錢(qián)，實(shí)在可惜，

5、至少應(yīng)該檢討是否有點(diǎn)官潦。2、全收率低成本甲醇增產(chǎn)模式將是未來(lái)我國(guó)甲醇裝置設(shè)計(jì)、改造必選之路。傳統(tǒng)生產(chǎn)系統(tǒng)甲醇收率低，浪費(fèi)嚴(yán)重。事例2所指廠(chǎng)家是我國(guó)國(guó)內(nèi)目前規(guī)模、水平、消耗均處于中等位置的甲醇廠(chǎng)，僅僅12萬(wàn)噸規(guī)模的小廠(chǎng)，既不先進(jìn)也不落后，代表著中國(guó)甲醇產(chǎn)業(yè)的實(shí)際現(xiàn)狀。該廠(chǎng)2005年之前，每年浪費(fèi)低成本凈甲醇總量就高達(dá)5.6萬(wàn)噸年、折合損失精甲醇4.48萬(wàn)噸；2004年我國(guó)甲醇總產(chǎn)量不足400萬(wàn)噸，照此理估算，相當(dāng)于有400×5.6/12=187萬(wàn)噸甲醇被它們的主人拋棄掉（可能無(wú)人相信這個(gè)數(shù)據(jù)，甲醇在系統(tǒng)中默默空轉(zhuǎn)圈圈，它們不會(huì)說(shuō)話(huà)提意見(jiàn)），除非循環(huán)機(jī)發(fā)生液擊、合成反應(yīng)率下降、管道積存

6、液體甲醇并被人們檢查出來(lái)，否則人們也不會(huì)正視自己的浪費(fèi)！它們一小部分被放掉，一大部分反反復(fù)復(fù)地在整個(gè)合成系統(tǒng)的裝置、管道內(nèi)流動(dòng)、壓縮、升溫、合成、降溫、再壓縮、再升溫不僅加高生產(chǎn)電、氣、水、催化劑、人工、裝置折舊消耗，而且占據(jù)位置、限制著生產(chǎn)能力的正常發(fā)揮，數(shù)量之巨，浪費(fèi)之大，難以想象（下面會(huì)在進(jìn)一步論證）。在全世界能源危機(jī)、各國(guó)各地大講節(jié)約經(jīng)濟(jì)大大環(huán)境之中，全收率低成本甲醇生產(chǎn)模式因其良好的經(jīng)濟(jì)效益性、可實(shí)現(xiàn)行與廣泛適應(yīng)性，將成為中國(guó)與世界范圍內(nèi)甲醇生產(chǎn)發(fā)展的未來(lái)必然結(jié)果。第三部分：一個(gè)現(xiàn)狀甲醇分離作用技術(shù)種類(lèi)單一、重視不足，投資舍不得無(wú)論各省各地、裝置規(guī)模大小、消耗高低、工藝水平，但甲醇分

7、離水平與裝置整體水平低，可選方法與裝置少；新技術(shù)與裝置宣傳力度不夠，應(yīng)用面小，最主要是主觀(guān)認(rèn)識(shí)不足，重生產(chǎn)輕收獲，這一點(diǎn)在投資與理想是尤為突出；技術(shù)開(kāi)發(fā)單位良芳不齊，商業(yè)信譽(yù)低，素質(zhì)有待提高，缺乏行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)或共識(shí)。1技術(shù)種類(lèi)與認(rèn)知度(1）機(jī)械分離（常溫法、低溫法）是行業(yè)50年來(lái)通用的方法，采用重力、離心或絲網(wǎng)攔截原理設(shè)計(jì)分離器，如事例2。常溫法與低溫法的區(qū)別在于后者通過(guò)消耗冷量降低氣體溫度，降低氣液相平衡值，將氣相甲醇進(jìn)一步變成液態(tài)甲醇。但因氣液分離原理一樣，受其技術(shù)極限限制，都只能分離出粒徑大的甲醇，氣相甲醇過(guò)飽和含量高于相平衡理論值60160%（如事例2，應(yīng)為0.7%，實(shí)際值為1.9%）。目

8、前中國(guó)已建、再建裝置中有90以上仍是如此。(2）聚結(jié)分離1999年由筆者開(kāi)發(fā)、西安海祥潔凈技術(shù)工程公司實(shí)施在陜西城固2萬(wàn)噸聯(lián)醇裝置、20萬(wàn)噸上海焦化單醇裝置上實(shí)施成功，成為第二類(lèi)分離技術(shù)，采用“機(jī)械分離聚結(jié)分離”將甲醇分離精度由機(jī)械法的510微米提高至0.01微米，出口氣體甲醇含量基本等于相平衡理論值。因聚結(jié)技術(shù)是采用微米級(jí)超細(xì)纖維絲折疊材料對(duì)細(xì)小甲醇霧沫的攔截、表面選擇親和與液體表面張力縮合原理來(lái)分離氣體中夾帶的少量液霧，很容易因雜質(zhì)與幅產(chǎn)物石蠟堵塞失效，因此普通聚結(jié)器本身不能單獨(dú)用于甲醇實(shí)際生產(chǎn)，一定要與機(jī)械分離器串聯(lián)使用。這就是用戶(hù)在應(yīng)用時(shí)要購(gòu)買(mǎi)兩臺(tái)設(shè)備、打兩個(gè)基礎(chǔ)、配三個(gè)管路切換閥、兩

9、套液位控制系統(tǒng)才可以安全生產(chǎn)，投資時(shí)傳統(tǒng)機(jī)械分離器的24倍，用戶(hù)常因價(jià)格問(wèn)題放棄使用，除非生產(chǎn)出現(xiàn)嚴(yán)重帶液或追求更高效益方可采用。普及面小。(3）最新技術(shù)雙高效甲醇聚分器全收率雙零潔凈塔，開(kāi)發(fā)單位西安海祥潔凈技術(shù)工程有限公司。前者適用于新建10萬(wàn)噸年以上大型超大型甲醇裝置；后者適用于已建、新建、中型大型超大型甲醇裝置。這將是引領(lǐng)中國(guó)未來(lái)甲醇分離技術(shù)和裝置領(lǐng)域的生力軍，尤其是大型裝置是發(fā)展的必然趨勢(shì)。目前幾乎不被人們所知，須大力宣傳。·雙高效甲醇聚分器：2004年7月開(kāi)發(fā)完成明顯技術(shù)性能出口氣體甲醇含量等于相平衡值，達(dá)到氣液分離技術(shù)的極限水平明顯外觀(guān)特征獨(dú)特的自旁路專(zhuān)利技術(shù)，將設(shè)備中部

10、與頂部出氣口之間用一條帶切換閥的自旁路連通，自設(shè)備中部將其分為上下兩部分：下部設(shè)置機(jī)械分離單元，上部為聚結(jié)分離單元。開(kāi)停車(chē)或遇事故，打開(kāi)自旁路切換閥，成為高效機(jī)械分離器；正常生產(chǎn)關(guān)閉此閥，成為高效聚結(jié)分離器。一機(jī)兩用。投資性能特點(diǎn)投資一臺(tái)設(shè)備、一個(gè)設(shè)備基礎(chǔ)、一套管路代替前面所述的傳統(tǒng)聚結(jié)分離工藝，整體投資節(jié)省一半，分離指標(biāo)等同，有良好性?xún)r(jià)比。·全收率雙零潔凈塔：2004年11月開(kāi)發(fā)完成明顯技術(shù)特征出口氣體甲醇含量為零，生產(chǎn)收率等于合成反應(yīng)轉(zhuǎn)化率；粗甲醇濃度高達(dá)70以上（傳統(tǒng)濃度為1525%)；不液泛、不干板、操作彈性士50%;明顯結(jié)構(gòu)特征中下部：零醇吸收單元，多級(jí)LG型高效塔板頂部：

11、零水聚分單元，混合器：零距離氣水混合核心單元投資性能特點(diǎn)全收率甲醇分離技術(shù)，固定投資時(shí)傳統(tǒng)水洗塔1.53倍，操作費(fèi)精餾費(fèi)低于傳統(tǒng)技術(shù)50左右。2、甲醇損失與認(rèn)知程度各地各廠(chǎng)甲醇損失普遍存在且數(shù)量驚人，認(rèn)識(shí)開(kāi)始產(chǎn)生，但動(dòng)手行動(dòng)乃至徹底改變遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠自整條生產(chǎn)線(xiàn)起點(diǎn)的第一臺(tái)設(shè)備直到甲醇合成塔出口，全部資本與精力投入的目的就是合成出甲醇，可偏偏到了獲得產(chǎn)品的甲醇分離，就一下子松勁了：只要有一個(gè)分離器，就萬(wàn)事大吉，無(wú)人在出口氣體管道上設(shè)一個(gè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)，看看還殘留多少甲醇，人們習(xí)慣上認(rèn)為不帶液、可以生產(chǎn)就表示分離好了。聯(lián)醇裝置由于后續(xù)合成工段的嚴(yán)格凈化要求，采用機(jī)械分離器串聯(lián)水洗塔的工藝分離甲醇（為凈化，不是

12、為增產(chǎn)甲醇）；8萬(wàn)噸以上的低壓?jiǎn)未佳b置，過(guò)去幾乎全部采用到傳統(tǒng)的機(jī)械式分離器，筆者作過(guò)國(guó)內(nèi)多條生產(chǎn)系統(tǒng)分析測(cè)定，回收率普遍低。按2005年中國(guó)甲醇發(fā)展總體建設(shè)目標(biāo)4000萬(wàn)噸（僅陜西省就達(dá)2000萬(wàn)噸），如果再不重視這一問(wèn)題，按事例2組略統(tǒng)計(jì)，甲醇浪費(fèi)數(shù)量之巨筆者不敢寫(xiě)出(4000×187/400=1870萬(wàn)噸年）。近兩年人們已開(kāi)始關(guān)注甲醇分離，但一涉及投資，90的管理者又會(huì)拋棄它，認(rèn)為它比不上合成塔內(nèi)件、壓縮機(jī)、催化劑等重要，又一次將它打入冷宮。本文前面所舉事例就是想算算這筆帳，大家可能會(huì)因?yàn)閿?shù)量之巨而不相信它的真實(shí)性（誰(shuí)愿意說(shuō)自己浪費(fèi)呢？！筆者每每想起此種現(xiàn)狀，不由得痛心疾首，自

13、嘆書(shū)生無(wú)能，無(wú)力扭轉(zhuǎn)乾坤）。各位學(xué)員主管，前文事例闡述高效分離重要性，要靠大家動(dòng)手才有意義。3開(kāi)發(fā)單位各自為政，良蕎不齊，用戶(hù)難以判定，多數(shù)為一時(shí)或幾人商業(yè)行為：自甲醇生產(chǎn)技術(shù)發(fā)明以來(lái)，國(guó)內(nèi)外無(wú)一家科技工程權(quán)威單位或財(cái)團(tuán)在“甲醇分離”上投資金做大文章，直到1998年西安海祥潔凈技術(shù)工程公司成立，才有一家定位于甲醇合成氨高端分離技術(shù)與裝置的專(zhuān)業(yè)開(kāi)發(fā)機(jī)構(gòu)出現(xiàn)，這也是中國(guó)聚分技術(shù)的發(fā)源地，目前列入陜西省與國(guó)家科技部聚分技術(shù)研究基地建設(shè)項(xiàng)目。西安、上海、河南等地陸續(xù)出現(xiàn)的單位或個(gè)人也以不同方式加入這一行業(yè)，按照各自的理解與標(biāo)準(zhǔn)色彩斑斕地?fù)]墨舞袖，名稱(chēng)花樣翻新（微震膜、集成膜），主要以?xún)r(jià)格低廉占領(lǐng)市場(chǎng)，

14、效果難以認(rèn)真評(píng)價(jià)。仔細(xì)分析，原理與形式不出上面闡述范圍整體上缺乏統(tǒng)一衡量標(biāo)準(zhǔn)，需要使用者考察應(yīng)用效果，選定方案。第四部分：未來(lái)趨勢(shì)1、認(rèn)識(shí)上低成本、全收率、廣譜性、大型化是未來(lái)甲醇分離技術(shù)與裝置發(fā)展方向。全收率雙零潔凈塔雙高效聚分器是目前與未來(lái)十年內(nèi)中國(guó)大型超大型甲醇生產(chǎn)裝置必要配置與主流品牌2、輿論上大書(shū)特書(shū)甲醇生產(chǎn)與甲醇分離的相互關(guān)系，通過(guò)工業(yè)事例，呼吁甲醇產(chǎn)業(yè)政府部門(mén)、生產(chǎn)管理者、技術(shù)工程人員、設(shè)計(jì)單位分析中是甲醇分離的重要性，理性的計(jì)算回收與投資效益，形成不論規(guī)模大小、水平高低、有錢(qián)與否，要優(yōu)先提高甲醇技術(shù)水平與裝置可靠度。產(chǎn)多少就收回多少。不要認(rèn)為甲醇不回收也在我的系統(tǒng)中循環(huán)，沒(méi)有浪

15、費(fèi)掉，投資比傳統(tǒng)裝置多久不劃算，這是不科學(xué)的觀(guān)念。3、技術(shù)裝置上機(jī)械分離器、雙高效聚分器、全收率雙零潔凈塔因具有不同的技術(shù)檔次（甲醇含量分別為過(guò)飽和、飽和、零）、投資需求（最低、中等、中上等）與可分可和的組合特點(diǎn)，將分割市場(chǎng)，但大型、超大型裝置應(yīng)以（1）一臺(tái)雙高效聚分器或（2）機(jī)械分離器雙零潔凈塔的工藝路線(xiàn)建設(shè)，達(dá)到最佳的經(jīng)濟(jì)效益投資狀態(tài)。隨著能源緊缺與甲醇供應(yīng)市場(chǎng)分割結(jié)束，追求低成本甲醇生產(chǎn)將成為必然，分離增產(chǎn)是最直接、最簡(jiǎn)便、也是最有效的途徑。4、模式上合同能源管理是指無(wú)償提供技術(shù)與裝備，收取新技術(shù)在特定時(shí)間段增創(chuàng)的效益和節(jié)約的能源。甲醇分離裝置具備結(jié)果可準(zhǔn)確、單獨(dú)劑量的特點(diǎn)，除了傳統(tǒng)的買(mǎi)

16、賣(mài)設(shè)備商業(yè)模式外，在信譽(yù)度良好的用戶(hù)與技術(shù)真切可靠實(shí)力充足的技術(shù)開(kāi)發(fā)上之間，以合同能源管理模式相互合作，即無(wú)需用戶(hù)投資，將用戶(hù)風(fēng)險(xiǎn)降至最低，又給開(kāi)發(fā)上一個(gè)獲得良好收益的機(jī)會(huì)，同時(shí)也是整頓技術(shù)開(kāi)發(fā)市場(chǎng)、規(guī)范行為、避免信口開(kāi)河的一種有效措施。結(jié)束語(yǔ)：甲醇生產(chǎn)與甲醇分離是唇齒相依關(guān)系，目前業(yè)內(nèi)對(duì)高效分離重要性認(rèn)識(shí)不足，投資力度更不足，浪費(fèi)驚人；低成本節(jié)氣節(jié)能增產(chǎn)分離新技術(shù)與裝置是未來(lái)生產(chǎn)發(fā)展的必然；依靠分離增產(chǎn)的甲醇總量占傳統(tǒng)工藝裝置生產(chǎn)總量的1020甚至更多，而且是低成本甲醇，具有良好的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力；全收率雙零潔凈塔雙高效甲醇聚分器是未來(lái)大型超大型甲醇裝置的科學(xué)配置與主流品種。各級(jí)領(lǐng)導(dǎo)與技術(shù)工程人員應(yīng)為提高中國(guó)甲醇產(chǎn)業(yè)整體分離技術(shù)水平與自身效益積極行動(dòng)，建立無(wú)論裝置規(guī)模大小、整體技術(shù)水平高低，都要優(yōu)先提高甲醇分離裝置水平、達(dá)到最好的行業(yè)共識(shí)。*背景資料