精甲醇中乙醇超標的原因分析及解決方法獲獎科研報告

精甲醇中乙醇超標的原因分析及解決方法獲獎科研報告【摘

要】本文針對高負荷下天然氣甲醇精餾裝置產(chǎn)品中乙醇超標的現(xiàn)象進行研究，分析找出甲醇精餾系統(tǒng)的問題所在，通過對系統(tǒng)進行技術改造或者工藝調(diào)整，使產(chǎn)品中乙醇含量低于廠控指標，提高產(chǎn)品質(zhì)量和公司的市場競爭力。

【關鍵詞】高負荷;乙醇超標;技術改造;工藝調(diào)整

甲醇作為一種重要的基礎原料，在化工、農(nóng)藥、燃料等領域有廣泛的應用。工業(yè)用甲醇有嚴格的國家標準《工業(yè)用甲醇GB338-2011》，國標中雖然對乙醇含量沒有具體的要求，但乙醇含量也是一個重要指標，例如甲醇用于醋酸合成時，就要對乙醇含量嚴格控制，所以控制乙醇的含量對企業(yè)提高產(chǎn)品甲醇的市場競爭力具有重要的意義。

一、裝置說明

某天然氣制甲醇裝置，在裝置高負荷運行的情況下，產(chǎn)品甲醇中的乙醇含量經(jīng)常波動，超過廠控指標。本裝置甲醇精餾為三塔精餾，由預塔、加壓塔和常壓塔組成（流程見圖1），在預塔中除去溶解性氣體和低沸點雜質(zhì)，在加壓塔和常壓塔中除去水和高沸點雜質(zhì)，得到符合GB338-2011標準的精甲醇。

二、乙醇超標原因分析

1.精餾系統(tǒng)高負荷運行時，精餾系統(tǒng)的處理能力有限，目前操作彈性很小，系統(tǒng)的些許波動均易造成產(chǎn)品中乙醇含量超標;

2.加壓塔的中上部熱量過高，使乙醇等高沸點的物質(zhì)在加壓塔的上部塔板積累，從而導致采出產(chǎn)品中乙醇超標;在原設計中，加壓塔中上部和下部熱量調(diào)節(jié)的手段有限，并且會對后續(xù)工序造成影響;

3.由于常壓塔回流液實際運行時的溫度較設計值高5℃，常壓塔需要比設計值更大的回流量，這樣就造成塔盤液層過厚，塔壓不穩(wěn)定，靈敏板溫度波動大，加上常壓塔的進料負荷高于設計負荷，造成處理能力不夠，導致產(chǎn)品中乙醇的含量超標;

4.常壓塔頂冷卻器為空冷器，受外部環(huán)境影響較大（例如刮風、下雨等天氣變化），風機的自動轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)不能及時跟蹤，手動調(diào)節(jié)難度大，加劇了常壓塔采出產(chǎn)品的乙醇超標;

三、解決乙醇招標的措施

精餾系統(tǒng)經(jīng)專業(yè)精餾塔制造公司模擬計算，原設計處理能力偏小，造成乙醇含量超標，如果從設備方面考慮，需要增加塔板或者更換更高效的塔板，勢必需要增加大量的投資成本。本著節(jié)約成本方面考慮，優(yōu)先進行工藝調(diào)整和小的技改，來實現(xiàn)產(chǎn)品甲醇中乙醇不超標。下面分別對加壓塔和常壓塔的調(diào)整進行說明。

加壓塔：

1.對加壓塔下部轉(zhuǎn)化氣再沸器增加副線，對預塔轉(zhuǎn)化氣再沸器增加副線，通過技改，減少加壓塔中部的熱量后，加壓塔和預塔的轉(zhuǎn)化氣熱量能夠進行有效分配;

2.降低加壓塔中部轉(zhuǎn)化氣再沸器的液位，減少加壓塔中部的熱量，減少乙醇等重組分到達加壓塔的上部塔板，保證乙醇不超標;

常壓塔：

1.對雜醇油采出的各塔板取樣分析，雜醇油采出改為乙醇含量高的塔板，預塔二級雜醇油閥門全開，并提高雜醇油的總采出量;

2.適當提高常壓塔塔底水的排放，降低常壓塔中乙醇的濃度;

3.通過技改從常壓塔回流泵出口引一股回流液經(jīng)過換熱器降溫后，返回回流槽，可以使回流液的甲醇溫度由70℃至設計溫度65℃;從而可以適當減小常壓塔的回流量，利于系統(tǒng)的穩(wěn)定

4.調(diào)整常壓塔空冷器調(diào)節(jié)的PID參數(shù)，使風機轉(zhuǎn)速及時跟蹤外界變化;加強主控手動干預，一旦發(fā)現(xiàn)波動，立即將風機轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)由自動調(diào)整為手動模式，快速有效調(diào)節(jié)，減小系統(tǒng)波動;

5.在常壓塔熱量能承受的范圍內(nèi)，增加加壓塔蒸汽量，提高加壓塔的回流比來降低加壓塔中乙醇的量，常壓塔回流比由設計的2.4提高至2.8，以上;

6.重新分配兩塔負荷，減少常壓塔的進料量，減小常壓塔的處理量，利于常壓塔的穩(wěn)定運行;

7.優(yōu)化甲醇合成系統(tǒng)的氫碳比，減少副反應的產(chǎn)生，從而減少粗甲醇中乙醇的含量;停車檢修期間將更換合成催化劑，減少副產(chǎn)物的生成。

四、總論

通過以上措施，常壓塔和加壓塔系統(tǒng)波動得到有效控制，