含油廢甲醇制二甲醚技術

劉建立

(湖北潛江金華潤化肥有限公司 湖北潛江433132)

含油廢甲醇制二甲醚技術

劉建立

(湖北潛江金華潤化肥有限公司 湖北潛江433132)

湖北潛江金華潤化肥有限公司(以下簡稱金華潤公司)現有2套生產裝置，具備650kt總氨、800kt尿素、100kt碳酸氫銨、60kt精甲醇以及150kt二甲醚的年生產能力。金華潤公司在2011年新建了1套400kt/a合成氨裝置，氣體凈化采用低壓聯醇與中壓醇烴化工藝。

1 存在的問題及原因

金華潤公司采用湖南安淳高新技術有限公司的JJD低壓恒溫懸掛水管式低壓甲醇合成工藝，操作壓力為4.3MPa。此工藝優化了先進低壓甲醇合成工藝，其特點:①反應器結構簡單，對材料要求低、造價低，床層阻力小;催化劑的床層溫度可通過調節汽包蒸汽壓力進行控制，準確、靈敏;②可回收高位熱能，能量利用合理;③設備緊湊，開、停車方便;④副反應少，粗甲醇中雜質少。

甲醇分離利用加壓下甲醇易被冷凝的原理，采用冷凝分離方法，加壓下與液相甲醇成平衡狀態的氣相甲醇的含量隨溫度降低和壓力升高而降低，利用水冷卻即可分離甲醇。在水冷凝后，甲醇分離器將冷凝下來的甲醇分離采出，并排放至甲醇貯槽。

反應后物料經蒸發式冷凝器后，進入甲醇分離器、凈醇塔、水分離器分離甲醇，然后送壓縮工段，再由壓縮機加壓至22MPa后送醇烴化裝置。在實際運行中，低壓甲醇裝置甲醇分離不徹底，壓縮機六段出口氣體送至醇烴化裝置，由醇化油分離器脫除油、醇和水的混合物，經取樣分析其中甲醇質量分數為84%～85%、水質量分數為10%～12%、油質量分數為4%～5%。以年產100kt甲醇計，年排放的油、醇和水的混合物達3～4kt。排放的油、醇混合物經油回收裝置簡單分離油后，排入污水處理裝置，年處理費用在400多萬元。經咨詢裝置設計單位及國內甲醇領域的專家，在國內尚無成熟的技術解決方案，其技術難點:①由于低壓甲醇合成工藝壓力低，氣相中夾帶甲醇的分離技術至今沒得到很好解決;②該套生產裝置設計年生產能力是300kt氨醇，現實際年生產能力已達450kt，由于處理氣量大，甲醇合成后分離系統并不能將甲醇徹底分離，未分離的甲醇被送至壓縮工段;③醇、油和水混合物的分離在國內沒有相關的成熟技術。

2 解決措施

2.1 解決方案

根據金華潤公司的實際情況及現有工藝條件，本著投資省、效果好、徹底解決環保問題的原則，獨創了“含油廢甲醇制二甲醚技術”，為解決低壓甲醇合成工藝甲醇分離不徹底提供了一個很好的解決方案。

由于甲醇可以按任意比例與多種有機化合物混合，而且能與其中的一些化合物生成共沸混合物。回收物中的油主要是來自于壓縮機的潤滑油。壓縮機所用潤滑油的理化特性:淡黃色黏稠液體，相對密度為0.9348，閃點溫度≥200℃，可溶于苯、乙醇、乙醚丙酮等多數有機溶劑。

2.2 工藝說明

經分析甲醇和潤滑油的理化性能，最終確定利用1臺廢棄的二甲醚汽提塔改成甲醇汽提塔，將其加工的粗甲醇送入甲醇汽化塔，轉換成甲醇蒸氣后，再送至二甲醚反應器生產二甲醚。

甲醇汽提塔操作指標的確定是解決問題的關鍵。該汽提塔是1臺低壓精餾設備，主要回收甲醇汽化塔甲醇殘液中的甲醇，根據甲醇以及潤滑油的理化性質和設備的使用要求，將甲醇汽提塔操作壓力設定為0.1MPa，塔底溫度設定為78～82℃，在此溫度下既能完成甲醇的汽化，又能遠離潤滑油的閃點溫度，壓力越高，對應的閃點溫度越高，只要溫度低于其閃點溫度20～30℃，潤滑油就不會汽化，從而可完成醇、油的分離。

2.3 工藝流程

廢甲醇回收制二甲醚工藝流程見圖1。

圖1 廢甲醇回收制二甲醚工藝流程

醇化油分離器分離出的醇、油和水混合物排放至緩沖罐，由廢甲醇泵加壓至0.2MPa，然后進入廢甲醇貯槽靜置24h以上，利用油、醇密度差進行初步分離;分離后的廢甲醇經廢甲醇泵加壓至0.3MPa后，從塔底側面進入甲醇汽提塔，在汽提塔再沸器中加熱，廢甲醇走管程，低壓蒸汽走殼程，甲醇汽提塔底部和塔頂溫度分別控制在78～82℃和70℃，甲醇蒸氣從塔頂出來后，進入汽提塔冷凝器殼程，經管程冷卻水降溫至≤35℃，冷凝后的粗甲醇大部分去甲醇中間槽，部分回流至甲醇汽提塔，噴淋在甲醇汽提塔填料上，進行氣液熱量交換;進入甲醇中間槽的粗甲醇用汽化塔給料泵加壓至1.0MPa，然后進入甲醇汽化塔塔底，甲醇汽化塔塔底和塔頂溫度分別控制在169～172℃和135℃，壓力控制在0.7～0.8MPa，汽化后的甲醇蒸氣進入二甲醚反應器合成二甲醚;甲醇汽提塔內的甲醇殘液經廢油冷卻器降溫后排至廢油回收裝置;回收廢油后的污水送至污水處理廠進行生化處理，其中的不凝氣主要是CO，CO2等，經減壓后送至洗滌塔，再經洗滌塔洗滌后送至1000m3小氣柜作為鍋爐燃料。

3 效益分析

該項目于2014年2月一次開車成功，日回收甲醇10～11t(折純)、廢油約0.5t。按甲醇市場售價2800元/t、廢油1000元/t、年有效生產天數330d計，則年增效益1000萬元左右。整個項目所用設備基本為閑置設備或其他裝置在用設備，技改投資約5萬元，裝置投運后在2d內即可收回成本。該項目的更大意義在于:①從源頭解決了金華潤公司外排水中COD含量超標的難題，環保效益顯著;②為國內同工藝低壓甲醇裝置存在的相同問題找到了一條有效的解決途徑。

2014-04-28)