醇醛聯產技術在化工生產中的應用

徐 賀 葉盛勇

(浙江晉巨化工有限公司浙江衢州324004)

醇醛聯產技術在化工生產中的應用

徐 賀 葉盛勇

(浙江晉巨化工有限公司浙江衢州324004)

浙江晉巨化工有限公司(以下簡稱晉巨公司)甲醇精餾裝置設計產能為80 kt/a，經近幾年對裝置進行技術改造、優化調節后，現產能已達到120 kt/a。由于市場行情的影響，對低壓甲醇裝置和合成氨聯醇裝置進行生產配置調整，裝置滿負荷運行后，粗甲醇的產量要高于精餾裝置的最大生產負荷，存在粗甲醇產能過剩、庫存過高及精甲醇產能不足等問題。為進一步提高甲醇精餾裝置產能、降低粗甲醇庫存，決定對甲醇精餾裝置和甲醛裝置進行工藝技術改造，開創了醇醛聯產的生產工藝，改造工作于2014年6月完成并投入運行，經過6個月的運行發現，新生產模式下甲醇精餾裝置產能得到進一步提升，產品質量大幅度提升，節能效益明顯。

1 改造前工藝狀況

1.1 工藝流程

晉巨公司甲醇精餾裝置是由預精餾塔、加壓精餾塔、常壓精餾塔組成的三塔雙效工藝流程，其預精餾塔由45塊塔板組成，加壓精餾塔和常壓精餾塔均由85塊塔板組成。

含有甲醇、水、乙醇等大量雜質的粗甲醇由預精餾塔進料板進入精餾裝置，利用各塔底部再沸器間接加熱產生甲醇蒸氣、各塔頂部冷凝器冷凝產生回流液，通過氣液兩相在各塔內部充分接觸，氣液兩相進行多次熱質交換，進而實現甲醇與其他組分的分離，以達到精餾效果。由加壓精餾塔、常壓精餾塔分離提純的精甲醇進入產品罐區后，部分精甲醇由泵輸送至晉巨公司20 kt/a甲醛(質量分數37%)裝置作為生產原料，在結晶銀的催化作用下發生氧化、脫氫反應，生成甲醛氣，最終通過吸收裝置生成甲醛溶液。

1.2 存在的問題

(1)甲醇精餾裝置產能達到瓶頸，粗甲醇產能過剩、庫存過高。

(2)經分析檢測發現，加壓精餾塔第57塊塔板、常壓精餾塔第49塊塔板附近存在乙醇富集區，致使精甲醇中乙醇含量難以下調。

(3)為進一步控制精甲醇中乙醇含量，增加塔內回流量，造成產品采出量減少。

2 改造措施

為了進一步平衡粗甲醇產能、降低粗甲醇庫存，晉巨公司決定在甲醇精餾裝置上增加高乙醇含量的精甲醇采出口，采出的產品利用壓差直接輸送至甲醛裝置，作為生產甲醛的原料，進而實現精餾裝置產能的提高，以達到精甲醇產品純度提升的目的。

2.1 生產測試

2014年1月，在甲醛裝置催化劑使用后期階段，嘗試性在加壓精餾塔第60塊取樣管處、常壓精餾塔第45塊取樣管處采出部分高乙醇含量的精甲醇，利用壓差將其直接輸送至甲醛裝置，作為生產甲醛的原料。其中，常壓精餾塔第45塊塔板采出量控制在400～500 L/h、加壓精餾塔第60塊塔板采出量控制在800～900 L/h，并將常壓精餾塔第45塊塔板與加壓精餾塔第60塊塔板采出量的比值控制在1∶2。

經生產測試發現：精餾裝置中僅常壓精餾塔的靈敏板溫度由74.7 ℃上升至75.5 ℃，其他溫度變化較小；而甲醛裝置隨著生產的進行，其蒸發器溫度開始緩慢上升，由47.7 ℃上升至52.7 ℃，隨后趨于穩定，系統阻力未發生變化。對產品甲醛溶液進行分析，甲醛溶液中醇含量無變化，酸度從0.021%上升至0.025%，產品仍屬于優等品。由此證明，加壓精餾塔第60塊塔板、常壓精餾塔第45塊塔板采出的混合醇直接作為甲醛裝置的生產原料，甲醛裝置可穩定運行，同時精餾裝置操作也趨于穩定，產品采出量增加。

2.2 改造內容

(1)精餾裝置更換加壓精餾塔入料泵1臺，并提高該泵的性能，其流量由21 m3/h提升至25 m3/h，揚程由77 m增加至85 m，可滿足裝置增產后物料供應的需要。

(2)甲醛裝置更新三元氣過濾器濾芯，提高過濾器的過濾效果，提升原料氣純度，進一步降低甲醛裝置的系統阻力，確保聯產后裝置穩定運行，使產品質量合格。

(3)為確保新生產模式下甲醛裝置長周期穩定運行，經研究決定在常壓精餾塔第49塊塔板和加壓精餾塔第57塊塔板上分別增加新的側線采出口，適當提高混合醇的產品質量，將其采出的混合醇用于甲醛裝置的生產原料。

2.3 投入生產情況

2014年6月裝置改造結束后，醇醛聯產模式正式投入生產，常壓精餾塔第49塊塔板采出量控制在400～500 L/h，加壓精餾塔第57塊塔板采出量控制在800～900 L/h，常壓精餾塔第49塊塔板與加壓精餾塔第57塊塔板采出量的比值控制在1∶2，送甲醛裝置混合醇總量控制在1.2～1.3 t/h。在醇醛聯產模式下，甲醛裝置長周期穩定運行，產品質量合格，精餾裝置產能達到410 t/d，同時產品中乙醇含量得到進一步降低。

2.4 技術特點

(1)通過采出精餾裝置中高乙醇含量的甲醇取代精甲醇作為甲醛裝置的生產原料，可增加精餾裝置的總產量，彌補精餾裝置生產能力的不足，可解決粗甲醇的平衡問題。

(2)采用在甲醇精餾裝置乙醇富集區增加側線采出的方式，降低精甲醇中乙醇含量，產品中乙醇含量得到有效控制，產品質量得到提高。

(3)甲醛裝置原料改為混合醇后，裝置的穩定性及運行周期未發生變化，甲醛溶液產品質量正常。

2.5 生產管理

醇醛聯產技術作為創新型工藝技術，生產管理對該技術在裝置上長周期穩定運行、產品的質量控制起到關鍵作用。精餾裝置需進一步加強對精餾塔塔板溫度的監控，防止醇醛聯產期間產品質量波動；同時，需強化混合醇采出配比的管理，嚴格按照采出量的比例進行控制，防止造成催化劑中毒。甲醛裝置需進一步加強對蒸發器溫度的控制調節，防止三元氣中甲醇氣濃度變化過大，造成裝置生產不穩定，會縮短甲醛裝置的運行周期。

3 改造效果

改造前、后工藝運行數據對比見表1。

表1 改造前、后工藝參數對比表

由表1可以看出：在醇醛聯產的生產模式下，精餾裝置常壓精餾塔靈敏板溫度、甲醛裝置蒸發器溫度略有上升，對裝置的穩定性未產生影響，甲醛產品中酸度上升了0.004%，產品仍屬于優等品；精餾裝置精甲醇產量增加了30 t/d，精甲醇中的乙醇含量降低了150 mg/L，進而提高了甲醇精餾裝置產能，提升了精甲醇產品的純度。在醇醛聯產模式運行下，甲醛裝置運行較穩定，催化劑使用周期不變，精餾裝置產能由原380 t/d增加至410 t/d，按裝置運行330 d計，則年可增加精甲醇量9 900 t。

4 結語

通過此次工藝技術創新，甲醇精餾裝置產能得到進一步提高，產品質量得到提升。目前，該生產模式已實現長周期平穩運行，取得較好的經濟效益，達到了增產、增效的目的，同時為國內化工行業在產能提升方面提供了寶貴的經驗。

2016- 10- 12)