甲醇裝置精餾熱源改造探討與應用

高峰 潘振

摘要：文章主要介紹我公司精餾塔熱源利用問題，目前甲醇裝置精餾工段預塔再沸器和加壓塔再沸器的熱源為低壓蒸汽，存在能源消耗浪費問題，為了降低甲醇的能耗，優化工藝，提高甲醇的盈利能力，公司決定對甲醇精餾熱源進行改造，用轉化氣替代低壓蒸汽作為精餾熱源。

關鍵詞：甲醇精餾;熱源;再沸器;低壓蒸汽;轉化氣

中圖分類號：X57 文獻標識碼：A 文章編號：2095-672X（2020）10-0-03

DOI：10.16647/j.cnki.cn15-1369/X.2020.10.076

Abstract：This paper mainly introduces the heat source utilization problem of our companys distillation column.At present，the heat source of the pre-tower reboiler and pressurized tower reboiler of methanol distillation plant is low-pressure steam， which has the problem of energy consumption and waste， in order to reduce the energy consumption of methanol，optimize the process and improve the profitability of methanol，our company decided to reform the heat source of methanol distillation and replace low-pressure steam with conversion gas as the heat source of distillation.

Key words：Methanol distillation;Heat source;Reboiler;Low-pressure steam;Reforming gas

本公司甲醇裝置由化二院設計，設計生產規模10萬t/a，其中精餾工段預塔再沸器和加壓塔再沸器的熱源為低壓蒸汽，兩個再沸器共計消耗低壓蒸汽約15t/h，存在能耗大的問題。而同行業中也有利用轉化氣作為精餾再沸器熱源的設計，既能將轉化氣溫度降下來，同時也為精餾裝置提供了充足的熱源，從而保證達到工藝需求。

1 兩種熱源具體分析

（1）天一院設計：轉化后的部分工藝介紹。（見圖1）

（2）化二院設計：轉化后的部分工藝介紹。（見圖2）

通過以上兩種工藝的對比，發現化二院的設計中，自鍋爐給水預熱器至脫鹽水預熱器，轉化氣采用空冷器進行降溫，存在大量的熱量浪費和電能消耗。為合理利用能源、降低電力消耗，公司決定對此部分工藝進行優化改造。

經調研，集團分公司的另一套甲醇裝置也是由化二院設計，精餾熱源同為低壓蒸汽，分公司對精餾熱源進行了改造，將加壓塔再沸器蒸汽冷凝液引到預塔再沸器作為熱源，每小時節約低壓蒸汽3噸。但是運行過程中經常出現液擊現象，為保證設備安全，該方案已經不再使用。

河北某公司甲醇裝置也為10萬t/a，與我公司工藝相同。公司先對一期甲醇進行了改造，將鍋爐給水預熱器出口轉化氣引到精餾再沸器（新增兩臺再沸器）作為熱源，改造后設備運行良好，每小時節約低壓蒸汽15t。一期改造完成后，又對二期甲醇進行了同樣的改造，每小時節約蒸汽8.5t。圖3為該公司二期技改后工藝流程簡圖。

二期甲醇裝置技改在鍋爐給水換熱器出口（143℃）將轉化氣引到加壓塔再沸器（新增轉化氣再沸器）作為熱源，換熱后溫度141℃，經水分離后到預塔再沸器（新增轉化氣再沸器），溫度降到116℃，再經水分離器后到脫鹽水換熱器，后系統不變。

基于以上所述，為優化能源利用，降低生產成本，公司決定對甲醇精餾熱源進行改造，將轉化氣引到精餾替代低壓蒸汽作為熱源。

2 改造方案

2.1 改造工藝（見圖4）

2.2 改造方案

（1）加壓精餾塔和預精餾塔各增加一臺再沸器，型式為立式列管再沸器。在兩臺新增再沸器后分別串聯一臺新的氣液分離器。（2）將鍋爐給水預熱器出口（140℃）轉化氣引入新增加壓塔再沸器的殼程、加壓塔氣液分離器、預精餾塔再沸器殼程、預精餾塔氣液分離器后，返回脫鹽水換熱器進口，后系統不變。（3）在新增加壓塔再沸器轉化氣進出口管線上和預精餾塔再沸器轉化氣進出口管線上各增加一條副線和自調閥，調節加壓塔熱量。（4）氣液分離器分離出來的冷凝水依靠自身壓力送到轉化汽提塔，汽提后通過水泵輸送至循環水系統回用。（5）在鍋爐給水預熱器后轉化氣管線上，增加一接口，從轉化汽包出口引出一部分蒸汽，配入轉化氣系統，用于轉化氣熱量不足時的熱量補充。

3 實施預期效果

3.1 低壓蒸汽能源平衡

脫鹽水預熱器轉化氣溫度由110℃降到70℃，造成除氧器增加低壓蒸汽消耗（冬季和夏季3t/h，春秋季2t/h）。公司冬季和夏季蒸汽消耗大，改造后節省低壓蒸汽，可節約蒸汽消耗11t/h，同時減少空冷用電60kwh。春秋季低壓蒸汽消耗量減少，考慮到蒸汽平衡問題，將轉化原來空冷與精餾再沸器并聯運行，精餾加壓塔再沸器用低壓蒸汽和轉化氣同時作為熱源使用，預塔再沸器仍用轉化氣為熱源，保證低壓蒸汽不放空。春秋季節可減少低壓蒸汽消耗6t/h，減少空冷用電40kwh。

3.2 經濟效益

每年的折舊費用226.2÷20=11.31萬元

3.3 回收期 ?226.2÷732.87×12=3.7個月

3.4 對制造費用的影響 ?年降低制造費用451.03萬元，噸醇制造費用降低45.103元

4 總結

由上述可見，精餾熱源改造，有成功案例，技術可靠，投資回報率高，項目可論證實施。

參考文獻

[1]郭榮華，羅瑞源，陳志海，楊明芳.利用轉化氣冷凝液余熱加熱粗甲醇的精餾裝置[P].云南：CN204051035U，2014-12-31.

[2]張權應.焦爐氣轉化氣作為甲醇精餾熱源的應用總結[J].中氮肥，2012（001）：17-19.

[3]劉保柱，章淵昶，陳平，等.節能型甲醇精餾工藝研究[J].化工進展，2007（05）：138-141.

[4]張教.淺析甲醇精餾節能技術的研究進展[J].工業C，2016（3）：136-137.

[5]何向杰.甲醇精餾節能技術[J].中氮肥，2001（05）：24.

收稿日期：2020-08-22