甲醇合成精馏装置的节能降耗措施及运行总结

甲醇合成精馏装置的节能降耗措施及运

行总结

陕西精益化工有限公司陕西省榆林市神木市 719300

摘要：本文主要介绍了甲醇合成精馏装置的生产工艺，以及装置在生产过程

中存在的一些问题及解决措施，以达到节能降耗，降低生产成本，提高经济效益

的目的。通过对甲醇合成精馏装置进行节能降耗改造，可以降低生产过程中蒸汽

消耗，减少尾气排放，提高甲醇品质，降低甲醇消耗，达到节能降耗目的。同时

本文还分析了甲醇合成精馏装置在运行过程中存在的问题和不足之处，并提出了

相应的解决措施。最后通过对甲醇合成精馏装置进行运行总结可以看出这些措施

是有效的、可行的，对于甲醇合成精馏装置今后的安全、平稳、长周期运行具有

重要意义。

关键词：甲醛；节能；生产工艺

1.前言

甲醇合成精馏装置是指用甲醇生产过程中的废液和废气经净化处理后作为原料进行合成，在一定温度下甲醇和水被分离，形成合格的成品。精馏装置是甲醇生产过程中必不可少的部分，它是生产中主要的单元操作之一。精馏装置主要包括汽提塔和精馏塔，其基本组成为甲

醇和水。合成气经变换单元后，生成高纯度的工业气体即甲醇。合成气经过塔后与塔顶和塔

釜进行混合，最后进入精馏塔进行分离和精馏。该装置可生产出质量分数为90%以上的工业

级甲醇产品，满足国家规定的标准要求。它是工业生产中不可缺少的单元操作之一，同时也

是工业生产中主要能耗之一，在实际生产过程中应尽可能采取有效措施来降低能耗。

1.工艺流程简介

甲醇合成精馏装置所用工艺路线为：甲醇压缩机将粗甲醇加压（压力为1.6 MPa）至

180~210℃，并送入粗甲醇精馏塔和精馏塔。粗醇经过塔顶汽提后进入精馏塔，由于压力较低，从塔顶排出的尾气被送到火炬燃烧；精馏塔由低压蒸汽加热，使蒸汽量达到100t/h。粗

醇经过精馏塔后的尾气和蒸汽进入火炬燃烧系统，然后将剩余的尾气送至天然气储罐。

1.装置生产中存在的问题及采取的措施

塔盘腐蚀问题。针对塔盘腐蚀问题，对塔盘喷淋装置进行改造，新安装了喷淋管，对塔

盘和整个甲醇合成塔进行喷淋，防止塔盘内壁腐蚀。针对反映精馏塔填料腐蚀问题，通过采

取将进料管更换为不锈钢管或给进料管加装支撑等措施来防止填料的腐蚀。在反应精馏塔进

料管和反应器之间增加支撑，避免原料从进料管直接进入反应器，避免进料管内的水汽汽化，防止反应精馏塔填料腐蚀。反应精馏塔填料腐蚀问题得到了有效控制。塔顶冷氢管线、反应

精馏塔填料腐蚀问题。甲醇合成塔顶冷氢管线在运行过程中出现泄漏的情况，这主要是因为

反应精馏塔的塔顶冷凝器出口温度较高，冷氢液温差较大，气体通过甲醇合成塔顶冷凝器时，气体中的水蒸气冷凝后，形成液体进入甲醇合成塔。随着冷氢管线泄漏，就会使甲醇合成塔

顶冷凝器内的冷氢液温差增大，导致甲醇合成塔的压力升高。当反应精馏塔填料严重腐蚀时，塔顶冷凝水会渗入反应精馏塔的底部，从而造成反应精馏塔填料严重腐蚀。冷却甲醇系统不

能满足需要。针对甲醇合成装置的生产规模比较小、甲醇合成温度较低的情况，对冷却甲醇

系统进行改造，将现有的冷却器全部更换为蒸汽冷却器，以保证甲醇合成系统的生产平稳、

安全、连续进行。

吸收塔换热网络不完善。针对吸收塔换热网络不完善的情况，对现有的换热网络进行优

化改造，使吸收塔换热量能够满足生产需要。将甲醇合成塔入口的尾气温度提高到130℃左右，将尾气从甲醇合成塔底部排出，进入吸收塔，使吸收塔的出口温度提高到120℃左右，

当甲醇合成塔的加热负荷较大时，将吸收塔顶蒸汽通过换热网络外供使用，有效降低甲醇合

成塔的加热负荷。甲醇合成塔入口流量不稳定。由于甲醇合成塔的设计压力较低，流量小，

甲醇在进入合成塔过程中存在一定的夹带现象，导致合成塔进料流量波动。针对这一问题，

在甲醇合成塔入口安装流量计，采用流量计控制甲醇含量，降低甲醇夹带量；通过对吸收塔

进料管段进行改造，提高吸收塔塔顶蒸汽的回流比，改善吸收塔进料条件。变换工段低温低

压蒸汽回收利用效率不高。针对变换工段低温低压蒸汽回收利用效率不高的情况，对变换工

段低温低压蒸汽回收利用进行改造，采用分馏形式使冷箱内的低温低压蒸汽再次得到利用，

达到节能减排的目的。

1.装置运行存在的问题和解决措施

改造前，精馏塔底回流比较大，常压塔底回流比在3~4左右，正常运行时常压塔底回流

比在1.5以上。由于高压塔顶甲醇的比重较大，致使高压塔底部排出的甲醇和二氧化碳、硫

化氢等杂质没有经过高压塔底的甲醇分离，通过增加一段脱重塔底回流比，可以达到分离目的。装置改造前，精馏塔塔顶、底、侧线及各塔填料层均为盘管式填料，塔顶甲醇与水不经

过精馏塔底分离，经精馏后的甲醇随尾气排放到大气中。由于塔顶蒸汽温度较高，在塔顶形

成蒸汽泡沫层后严重影响甲醇分离。因此在改造前为了避免塔顶蒸汽泡沫层的形成，需要增

加一段脱重塔底回流比和一段脱轻塔顶回流比。为加强精馏塔的气液分离能力，提高精馏效率，装置改造前采用了两台透平机对精馏塔进行提压。将低压汽从高压汽提后通过一段脱重

塔底回流泵送到低压汽提塔的一段脱重塔底。

1.装置运行情况总结及运行数据分析

装置设计生产能力为500t/h，实际生产能力为402t/h。生产运行数据如下：

蒸汽消耗：装置一段炉、二段炉蒸汽消耗均在15t/h，远高于设计值20t/h。尾气排放：甲醇塔出口甲醇含量稳定，波动范围较小，说明该工艺下甲醇产品质量稳定。合成气的纯度：在运行期间，合成气中甲烷含量较高，为67.43%，远高于设计值。甲醇回收率：装置一段炉、二段炉的甲醇回收率分别为84.4%、86.3%。

通过对以上数据分析可以看出，经过优化改造后装置达到了节能降耗的目的，提高了原

料气中甲烷的含量，减少了尾气排放，提高了甲醇产品的质量。通过对装置生产数据的分析

可以看出该装置生产运行稳定可靠，在以后的生产过程中还需要做好装置的日常巡检和维护

工作。并且进一步加强与操作工之间的沟通，促进生产运行稳定、平稳运行。

1.存在的不足之处及解决办法

通过对甲醇合成精馏装置的生产工艺进行改进，以及对操作条件进行合理优化，从而使

其达到了节能降耗的目的，但还有不足之处需进一步提高。在实际生产中，由于工艺改进后，仍有部分塔底甲醇的压力过高，甚至高达2.8 MPa以上，将会对装置的安全稳定生产带来隐患，因此在今后的操作过程中应加强对甲醇合成精馏装置的操作条件进行优化。

随着装置的运行，甲醇合成精馏装置的精馏塔由于汽提塔板磨损严重，导致塔压不断升高，蒸汽消耗增加。由于这一原因使装置的投资成本增加。并且由于塔顶出甲醇量增多，容

易使塔内甲醇分层。在生产过程中，当进料量变化时，精馏塔内的甲醇含量也会随之变化。

若甲醇含量过高，会导致塔压升高、蒸汽消耗增加，同时塔内的甲醇可能会析出结晶，堵塞

精馏塔喷嘴。因此在今后的生产过程中应加强对精馏塔的运行监控。

结束语

通过对甲醇合成精馏装置的生产工艺、甲醇合成精馏装置在运行过程中存在的问题和不

足进行分析，并提出了相应的解决措施，提高了甲醇合成精馏装置生产运行过程中的经济效益，达到了节能降耗的目的。同时本文也得出了以下结论：通过对甲醇合成精馏装置进行技

术改造可以提高装置的运行效率，提高甲醇质量，降低蒸汽消耗；还可以降低尾气中含尘浓