甲醛生產(chǎn)裝置運行總結(jié)

甲醛生產(chǎn)裝置運行總結(jié)

史保峰

(晉煤天源化工有限公司

山西高平048400)

晉煤天源化工有限公司(以下簡稱天源公司)現(xiàn)已形成年產(chǎn)420 kt合成氨、100 kt甲醇和720 kt大顆粒尿素的生產(chǎn)規(guī)模，以山西晉城高平地區(qū)無煙煤為原料。近年來，天源公司堅持用清潔生產(chǎn)的理念來改造和擴建現(xiàn)有的合成氨及尿素等生產(chǎn)裝置，走節(jié)能、降耗、減虧、增效的可持續(xù)發(fā)展之路。經(jīng)對市場供需量的周密分析和對甲醛產(chǎn)品發(fā)展前景的考察，決定利用公司甲醇為原料，新增1套25 kt/a甲醛(質(zhì)量分數(shù)37%)裝置，產(chǎn)品部分作為尿素裝置使用外，部分外銷并為甲醛的下游產(chǎn)品提供原料。采用結(jié)晶銀為催化劑，裝填量為108 kg，裝置操作彈性為50%～110%。

1 應用背景

天源公司生產(chǎn)的尿素產(chǎn)品為大顆粒，為了提高尿素顆粒的強度，解決尿素在儲存和運輸過程中結(jié)塊和粉化現(xiàn)象，保證尿素顆粒外觀和內(nèi)在質(zhì)量，故采取了添加甲醛技術(shù)。目前，天源公司年消耗的甲醛量達9 kt，采取由天源公司提供甲醇給甲醛廠家進行深加工而天源公司支付加工費及運輸費用的模式，僅此項費用每天在11 000元(不包括甲醇費用)。

該甲醛項目實施后，其原料甲醇產(chǎn)能充足，就近用管道輸送至甲醛裝置，產(chǎn)出的甲醛產(chǎn)品除公司內(nèi)部消化外，還可向周圍山西晉豐、晉城大化、河南晉開化工等公司供應甲醛，既能保證以上公司及時供應，又降低了運輸費用。另外，隨著甲醛下游產(chǎn)品聚甲醛樹脂、多聚甲醛和多元醇類的需求量增加，甲醛行業(yè)的發(fā)展將會有良好的發(fā)展機會。

2 工藝流程

原料空氣經(jīng)空氣過濾器后，由羅茨鼓風機加壓后進入甲醇蒸發(fā)器。來自甲醇槽的精甲醇進入甲醇蒸發(fā)器的液位槽中，與來自羅茨鼓風機的空氣在甲醇蒸發(fā)器底部鼓泡混合，混合后的甲醇溶液與來自1#吸收塔的循環(huán)甲醛溶液在甲醇加熱器間接加熱，再通過甲醇蒸發(fā)器底部蒸汽盤管進一步加熱，產(chǎn)生的甲醇和空氣混合物進入甲醇蒸發(fā)器的上部，與適量加入的配料蒸汽再次混合，混合后的氣體經(jīng)甲醇蒸發(fā)器頂部的過熱段加熱，再由過濾器過濾后送至混合氣阻火器，從氧化器頂部進入在銀催化劑上進行反應，此時甲醇氣轉(zhuǎn)化為甲醛氣。經(jīng)氧化器下部廢熱鍋爐急冷后，依次進入1#吸收塔、2#吸收塔、3#吸收塔，用脫鹽水進行逆流接觸吸收，在1#吸收塔底部制成合格的成品甲醛水溶液，未被吸收的氣體在3#吸收塔頂部經(jīng)終端高效捕集器分離后，尾氣送至尾氣鍋爐作為燃料。

甲醛水溶液由1#吸收塔循環(huán)泵送至甲醇加熱器，然后返回1#吸收塔換熱器冷卻，一部分作為采出送至甲醛中間槽或成品大槽，大部分作為1#吸收塔自身循環(huán)之用，其補液由2#吸收塔底部的管道溢流過來。

甲醇蒸發(fā)器和尾氣鍋爐的反應熱均采取汽包副產(chǎn)蒸汽的方式，甲醇蒸發(fā)器副產(chǎn)0.25 MPa的蒸汽作為系統(tǒng)自身所需蒸汽使用，尾氣鍋爐副產(chǎn)0.65 MPa的蒸汽送入低壓蒸汽管網(wǎng)，作為全廠蒸汽平衡使用。

3 流程特點

(1) 使用1#吸收塔甲醛溶液熱量作為甲醇蒸發(fā)器的熱源來控制蒸發(fā)溫度，以達到穩(wěn)定生產(chǎn)運行的目的，不僅起到穩(wěn)定控制蒸發(fā)溫度的作用，而且大大減少了蒸汽消耗。

(2) 本裝置較老工藝的不同之處在于集甲醇蒸發(fā)器、過熱器、過濾器于一體，不僅大大減少了蒸汽消耗，而且減少設備費用、減小了設備占地面積。

(3) 3#吸收塔出口尾氣先進入尾氣鍋爐頂部預熱器，與經(jīng)過燃燒的尾氣進行換熱，以提高其入爐溫度，進一步提高副產(chǎn)蒸汽量、降低成本。

4 存在的問題及改進措施

(1) 由于本裝置位于晉城高平市，因北方氣候條件的局限，冬季開車操作受到很大影響，所有管道、設備、儀表均需做防凍、保溫處理，一旦考慮不周，將存在很大的安全隱患，給生產(chǎn)帶來諸多困難。

改進措施：在甲醛采出管線、甲醛出界區(qū)管線、甲醛中間槽補水管線、三塔加水管線及重要儀表全部增加蒸汽伴熱，以確保系統(tǒng)安全運行。

(2) 由于該流程使用1#吸收塔甲醛溶液熱量作為甲醇蒸發(fā)器熱源來控制蒸發(fā)溫度，而吸收塔溫度通過手動調(diào)節(jié)板式換熱器循環(huán)水回水閥來控制，勢必會使吸收塔溫度波動，進而引起蒸發(fā)溫度波動，最終導致氧化器銀層溫度大幅波動。

改進措施：將回水閥由手動閥改為自動閥，實現(xiàn)中控自動調(diào)節(jié)，不僅起到穩(wěn)定操作的作用，而且大大降低了操作人員的勞動強度。

現(xiàn)場取樣閥處無甲醛溶液回收裝置，導致取樣時的置換液無法處理，造成現(xiàn)場環(huán)境惡劣，給環(huán)保工作帶來很大壓力。

改進措施：在取樣閥處做一漏斗回收裝置，回收液通過一定的斜度直接進入甲醛中間槽，杜絕任何浪費及污染。

(4) 由于系統(tǒng)停車后，需將吸附塔內(nèi)甲醛溶液質(zhì)量分數(shù)稀釋至10%以下，故大量甲醛稀溶液排入甲醛中間槽，給下次開車帶來很大麻煩。

改進措施：在甲醛中間泵入口與1#吸收塔循環(huán)泵入口處增加連通管及閥門；在下次開車前，將甲醛中間槽液通過1#吸收塔循環(huán)泵打入1#吸收塔，既避免了開車困難，又大大節(jié)省了吸收液脫鹽水量。

5 結(jié)語

開車前，天源公司采取支付加工費及運輸費用的方式，通過兄弟企業(yè)加工送入公司供生產(chǎn)尿素使用，僅此2項費用每天需11 000元，全年為公司節(jié)約361.5萬元，經(jīng)濟效益相當可觀。通過本裝置的實施，不僅每年消耗自產(chǎn)甲醇11.5 kt，而且能夠外賣15.0 kt甲醛，增強了企業(yè)的抗風險能力。

2015- 12- 15)