甲醇装置运行中存在的问题及解决措施

甲醇装置运行中存在的问题及解决措施

摘要：本文介绍了兖矿鲁化甲醇装置在甲醇联合机、合成及精馏方面存在的问题及相应的解决措施，从流程改造及指标控制方面着手进行优化，保证系统安全低耗长周期运行。

关键词：甲醇联合机合成塔尾气回收再沸器液位常压精馏塔

兖矿鲁南化工有限公司20万吨/年甲醇装置采用大连瑞克RK-05型催化剂低压合成，由闪蒸槽向精馏系统直接进料，经预塔、加压塔、常压塔三塔精馏，在不采预塔初馏分和常压塔杂醇油的情况下，生产符合GB388-2011要求的精甲醇。在实际运行过程中及时记录、分析装置暴露出的问题，通过指标优化及系统改造，维护装置安全效益运行

一、甲醇联合机流程优化

1.存在问题

1）甲醇扩产改造后，实现合成三塔并联生产，共用一个甲醇分离器，分离器出口的循环气分两路：一路去3台4M25式压缩机循环段入口总管；一路直接去4M32式压缩机循环段入口。气流偏流及脉冲缘故，造成压缩机进出口管道振动严重；

2）联合机油冷器为列管式，易堵塞，造成供油温度高，尤其是在夏季油管一直在45℃以上，使得润滑油粘度降低油压低至0.27MPa，指标规定油温超过42℃报警，油压低于0.25 MPa起动辅助油泵，低于0.15MPa跳车；

3）设计中四台机组的曲轴箱放空并总管后高点放空，中间无阀门控制，导致其中一台机组需检修时，机组曲轴箱无法彻底隔绝，现场易出现CO指标超标报警。

2解决措施

1）分离器出口增加一Φ426×22的管道去4M25式压缩机循环段入口总管，以减少气体偏流，在压缩机循环气入口缓冲罐处加限流孔板，使气体均匀流出，减少脉冲来改变管道震动频率；

2）将现有的列管油冷器更换为板式BBR-25油冷器，换热面积增大一倍，甲醇联合机油温降低10℃，油温控制在0.35 MPa

3）机组曲轴箱出口管上各增加截止阀一个，阀后管道并放空总管

二、甲醇合成塔操作优化

2013年4月，合成更换使用RK-05催化剂，升温还原后缓慢导入新鲜气，在较低压力、较低CO、CO2浓度下进行轻负荷运行，5月逐渐调整到滿负荷状况，转入正常生产。分析系统运行情况，发现吨甲醇耗新鲜气高达2600NM3，放空在6000 NM3/h，对使用初期触媒来说消耗偏高，

取样分析新鲜气气体成分符合（H2-CO2）/（CO+CO2）=2.05～2.15指标，而系统操作压力控制在4.0MPa，合成塔出口温度在216±1℃，对照上炉催化剂使用情况，指标控制偏低，甲醇合成是一个体积缩小的反应，加压对甲醇合成反应是有利的。RK-05型催化剂使用温度是205～265℃，尽量维持催化剂床层在较低温度下操作，有利于延长催化剂的使用寿命。综合催化剂产量和使用寿命等因素考虑，合成系统压力控制在4.4MPa，合成塔出口温度控制在224±1℃，最高月产甲醇20.63万吨，吨甲醇耗新鲜气高达2350NM3。

三、甲醇尾气流程优化

净化脱碳闪蒸气800NM3/h（CO：3.86% H2：36.95% CO2：45. 8%）及甲醇闪蒸槽闪蒸气500NM3/h（CO：8% H2：73% CO2：3%）均直接放空至大气中，甲醇驰放气（气量5000～12000 Nm3/h，氢气80.5%）送往氨净化的变换系统，由于驰放气中含有部分甲醇，易造成冷凝液中COD超标；驰放气温度低、波动大，易拉跨变换炉炉温，为避免变换炉炉温低造成氨净化系统的减量停车事故，需维持送氨净化驰放气量稳定，不得不稍开现场放空。

改造时，将净化脱碳闪蒸气和甲醇闪蒸槽闪蒸气送锅炉炉口进行焚烧，副产蒸汽并入系统使用。两尾气管线在入炉前分别设置有阻火器、止回阀及放空管（调节阀控制）。两路尾气的现场放空管仍保留，作为锅炉停车或紧急情况下的备用。

在甲醇水洗塔后新上一套膜分离氢回收装置，回收驰放气中的H2用于甲醇生产。流程如下：驰放气先经预处理系统将其中夹带的液体分离，液体通过甲醇闪蒸槽送往精馏系统；气体进入套管式加热器加热到60℃左右，以保证进膜前的气体远离露点，气体经过加热器加热后，直接从上端侧面进入膜分离器。氢气以较快的速率透过纤维膜丝，在纤维芯侧得到富氢产品，送往甲醇联合机入口多产甲醇；扩散速率较慢的组分N2、CO、CH4等则滞留在原料侧，送往氨净化产合成氨。主要设备：分离器1台内装304材质除雾芯件，套管式加热器1台，膜分离器1套，控制系统兼容浙大中控；主要公用介质：0.4MPa（G）150℃低压蒸汽200 kg/h，0.4MPa（G）仪表空气3 Nm3/h，整套膜装置撬装方式提供，露天放置。装置占地面积为3.0m（宽）×14.0m（长）；最高处不超过5m。两边各留出1m、膜的一端留出3m以供巡查及换膜时用。膜分离装置运行稳定可靠，无须专人照看，H2回收率：≥87%、浓度：≥90%

四、精馏蒸汽冷凝液流程优化

精馏预塔、加压塔再沸器均采用1.3MPa蒸汽加热，通过控制冷凝液流量，即改变换热面积来控制温度，再沸器内冷凝液目前没有液位指示，只能人为判断，

液位过高，换热面积小温度提不起来；液位过低，潜热利用不彻底，蒸汽损失大，同时冷凝液在管内闪蒸出部分蒸汽，在管道内出现了蒸汽冷凝液和蒸汽的两相流，管线弯头、三通、变径处由于局部阻力大，受流动的冲刷影响最为严重，易出现管壁减薄产生泄漏影响安全运行

五、精馏常压塔流程优化

1存在问题

1）常压塔塔底废水只能分两路外送：一路去气化磨煤一路去污水处理厂，在系统开车时常压塔塔底废水醇含量较高，达30%左右；在系统停车检修时，第一遍水洗液废水醇含量更是高达50%左右，直接外送造成甲醇浪费

2）常压塔塔顶负压造成回流量波动，同时损坏泵密封，漏液

3）当回流槽/常压塔塔底液位低时，控制室人员只能手动关小泵出口调节阀，当泵出口流量小于泵的最小连续流量时，会造成泵的振动、噪声、汽蚀，从而使泵的零部件遭到破坏

5.2解决措施

1）在塔底废水泵出口增加一路去粗甲醇槽，当塔底废水中醇含量高时，将废水改送至粗甲醇槽，重新精馏

2）向常压塔回流槽补充N2，保持正压

3）泵出口增加回流管线，确保泵的最小连续流