煤制甲醇加碱工艺的技术改进_蒋保林
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第 42 卷，第 4 期 2016 年 8 月
安徽化工 ＡＮＨＵＩ ＣＨＥＭＩＣＡＬ ＩＮＤＵＳＴＲＹ
Vol．42，No．4 Aug.2016
71
煤制甲醇加碱工艺的技术改进
蒋保林 （江苏威拉里新材料科技有限公司，江苏 徐州 ２２１００６）
摘要：阐述了一种煤制甲醇加碱工艺的技术改进，解决了国内现有工艺技术弊端，降低了设备投资，缩小了占地面积，减少了操作人员劳
Βιβλιοθήκη Baidu
3 改进后工艺技术运用效果
（４）新工艺减少了环境污染。原加碱系统装置分
２０１３ 年 ５ 月投产，经过三年运行验证，该技术具有 散，导淋排放和冲洗口较多，各排放和泄漏点难以回收
以下特点：
处理。在装置检修、冲洗和拆装过程中排出的废碱液极
（１）新工艺减少了设备投资，原煤制甲醇厂需要建 易对环境造成污染。改造后设备集中，开停车和检修过
图 ２ 改造后的工艺流程示意图
3 技改后运行效果及经济效益
3.1 运行效果 改造完成后，通过近一个月的试运行，一塔各项工
艺指标基本能达到预期效果，馏出液指标基本能维持温 度，如表 １ 所示。一塔馏出液与二塔馏出液相比较，甲醇 含量稍高，对催化塔醋酸甲酯的分解没有太大的影响。 一塔釜出液醋酸甲酯含量均小于 ０．０８％，与改造前相 比，没有变化，均能达标。
2 改进后加碱工艺技术
流程简述：按比例分别加入固碱（氢氧化钠粉末）和 脱盐水至配碱槽，通过搅拌使固碱充分溶解于脱盐水， 混合均匀后，经泵输送至低温甲醇洗装置和甲醇精馏装 置，见图 １。
图 １ 改进后的加碱装置工艺流程图
收稿日期：２０１６－０４－１３ 作者简介：蒋保林（１９８４－），男，毕业于中国矿业大学，工程师，从事化工技术管理工作，１５１６２１６８８１１，１５７７５２３６１＠ｑｑ．ｃｏｍ。
动强度，减轻了环境污染，并通过了三年多的生产运行验证。
关键词：煤制甲醇；加碱工艺；技术改进
doi：１０．３９６９／ｊ．ｉｓｓｎ．１００８－５５３Ｘ．２０１６．０４．０２４
中图分类号：ＴＱ２１４
文献标识码：Ｂ
文章编号：１００８－５５３Ｘ（２０１６）０４－００７１－０２
煤制甲醇厂加碱装置是一个十分重要的调节 ｐＨ 的系统，加碱目的是为了防止 ｐＨ 值过低时介质对设 备、管道腐蚀，防止设备及管道的堵塞而影响整个甲醇 系统的运行安全。规模较大的煤制甲醇厂均会采用低温 甲醇洗煤气净化及甲醇精馏生产工艺，生产过程中需要 向洗煤气净化系统和精馏系统加入一定量 ２％～５％浓 度的氢氧化钠溶液，控制系统甲醇的 ｐＨ 在 ８～９ 之间。稀 碱液在配碱槽中用固体氢氧化钠、脱盐水经搅拌混合均 匀后送至碱液槽，通过碱液泵输送到煤气净化系统及甲 醇精馏系统。
参考文献 ［１］ 李升基，冯宝胜（译）． 维尼纶［Ｍ］． 北京：纺织工业出版社，１９８５：６． ［２］ 崔鹏，魏凤玉．化工原理［Ｍ］．安徽：合肥工业大学出版社，２００３：
８．□
!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!
（上接第 ７１ 页）
率降低，总体降低了维修成本，确保装置的平稳运行。
体系的分离也变得容易［１］。
2.2 改造方案
原有工艺是一塔釜液到塔 ＴＱ５０４ 加料，塔 ＴＱ５０４
馏出为大于 ９９．５％的甲醇，送罐区。ＴＱ５０４ 釜液为 ３０％
醋酸钠水溶液，送 ＣＣ－５０７ 中间槽，作为回收反应加料
或其它用途。现将 ＴＱ５０４ 釜液送至 ＣＣ－５０７ 静置后，经
过滤器除去固含量，通过调节系统部分作为盐溶液萃取
剂，与一塔 Ａ 回流液汇合，从一塔顶部加入。
主要改造措施有：
（１）ＣＣ－５０７ 出口再增加一台过滤器，避免过多树
脂等固体物进入一塔 Ａ，导致塔板堵塞。
（２）ＣＣ－５０７ 液至一塔 Ａ 回流安装流量调节系统一
套，控制盐溶液的加入量。
（３）盐溶液管线安装冷凝器一台，控制盐溶液温度。
2.3 改造后的工艺流程（图 2）
（下转第 ７３ 页）
陈喜成：聚乙烯醇生产回收系统的技术改造
73
ｌｏｇ
αｓ α
≈０．７７ｘｉ
式中：αｓ— 在醋酸钠存在时，醋酸甲酯对甲醇的相
对挥发度；α—醋酸甲酯对甲醇的相对挥发度；ｘｉ— 溶
液中的醋酸钠含量（克分子数）。
从这一公式可以看出，当醋酸钠添加到醋酸甲酯—
甲醇体系时，随其含量的增加，相对挥发度也增大，这个
设两套加碱系统，设备重复投资；改进后节省设备投资 程中的排放物易于集中收集处理，大大减少对环境的污
３０％，具有良好的经济效益。
染。
（２）新工艺可减少一个操作岗位，同时也减少了操
该工艺技术先进，可操作性强，投资省，运行稳定，
作人员配制碱液的工作量。
且费用低，可为企业创造较好的经济效益，对于同类煤
（３）新工艺设备数量相对少，工艺简单，设备故障 化工项目具有借鉴意义。□
（１）节水效益。从以上数据看：每小时节约萃取水 １０ｔ，一年以 ８０００ 小时计，年节水 １０×８０００＝８００００ｔ。
（２）节约蒸汽效益。一塔回流液降至 ５ｍ３／ｈ，每小时 节省蒸汽约 １ｔ，馏出液至二塔加料，每小时节省蒸汽
０．８ｔ，二塔每小时少加萃取水 １０ｔ，最终到三塔釜，温度高 达 １３０℃，每小时节省蒸汽 １．８ｔ，每小时共节约蒸汽 ３．６ｔ， 年节约蒸汽 ３．６×８０００＝２８８００ｔ［２］。
1 传统加碱装置存在的问题
目前，国内年产甲醇 ２０ 万吨以上规模的煤制甲醇 工厂均由煤气化技术、煤气低温甲醇净化技术、甲醇合 成技术、甲醇精馏技术组成，每项技术都由不同的技术 专利商提供工艺包，每个工艺包技术相对独立，其中煤
气净化低温甲醇洗专利技术中设置了一套 ＮａＯＨ 加碱 装置，甲醇精馏专利技术中也设置了一套 ＮａＯＨ 加碱装 置。我公司 ６０ 万吨 ／ 年甲醇项目也设置了两套 ＮａＯＨ 加碱装置，因而存在重复投资、占地面积大、日常运行及 维护费用高、操作劳动强度大、环境影响相对大、化学用 品不便于管理等弊端。针对这些弊端，公司进行了技术攻 关，通过反复研究、科学计算，自行设计改进了一套科学 合理、安全、投资小、操作简单的新工艺。该工艺技术２０１２ 年 ６ 月获得国家专利（专利号：ＺＬ ２０１１ ２ ０４１７４６９．７），为 煤 化工领域设计了一套全新的加碱工艺。
表 １ 一塔 Ａ 馏出液含量
加料量（ｍ３／ｈ） 盐溶液加量（ｍ３／ｈ） 回流量（ｍ３／ｈ） 馏出醋酸甲酯含量（％） 馏出甲醇含量（％） 水含量（％）
２５
３
１５
９２
３
５
3.2 经济效益 此项改造所用设备为原扩能改造换下来的旧设备，
投资费用很低，而循环水则利用我公司相对充裕的公用 工程循环水，没有增加公用工程费用。
安徽化工 ＡＮＨＵＩ ＣＨＥＭＩＣＡＬ ＩＮＤＵＳＴＲＹ
Vol．42，No．4 Aug.2016
71
煤制甲醇加碱工艺的技术改进
蒋保林 （江苏威拉里新材料科技有限公司，江苏 徐州 ２２１００６）
摘要：阐述了一种煤制甲醇加碱工艺的技术改进，解决了国内现有工艺技术弊端，降低了设备投资，缩小了占地面积，减少了操作人员劳
Βιβλιοθήκη Baidu
3 改进后工艺技术运用效果
（４）新工艺减少了环境污染。原加碱系统装置分
２０１３ 年 ５ 月投产，经过三年运行验证，该技术具有 散，导淋排放和冲洗口较多，各排放和泄漏点难以回收
以下特点：
处理。在装置检修、冲洗和拆装过程中排出的废碱液极
（１）新工艺减少了设备投资，原煤制甲醇厂需要建 易对环境造成污染。改造后设备集中，开停车和检修过
图 ２ 改造后的工艺流程示意图
3 技改后运行效果及经济效益
3.1 运行效果 改造完成后，通过近一个月的试运行，一塔各项工
艺指标基本能达到预期效果，馏出液指标基本能维持温 度，如表 １ 所示。一塔馏出液与二塔馏出液相比较，甲醇 含量稍高，对催化塔醋酸甲酯的分解没有太大的影响。 一塔釜出液醋酸甲酯含量均小于 ０．０８％，与改造前相 比，没有变化，均能达标。
2 改进后加碱工艺技术
流程简述：按比例分别加入固碱（氢氧化钠粉末）和 脱盐水至配碱槽，通过搅拌使固碱充分溶解于脱盐水， 混合均匀后，经泵输送至低温甲醇洗装置和甲醇精馏装 置，见图 １。
图 １ 改进后的加碱装置工艺流程图
收稿日期：２０１６－０４－１３ 作者简介：蒋保林（１９８４－），男，毕业于中国矿业大学，工程师，从事化工技术管理工作，１５１６２１６８８１１，１５７７５２３６１＠ｑｑ．ｃｏｍ。
动强度，减轻了环境污染，并通过了三年多的生产运行验证。
关键词：煤制甲醇；加碱工艺；技术改进
doi：１０．３９６９／ｊ．ｉｓｓｎ．１００８－５５３Ｘ．２０１６．０４．０２４
中图分类号：ＴＱ２１４
文献标识码：Ｂ
文章编号：１００８－５５３Ｘ（２０１６）０４－００７１－０２
煤制甲醇厂加碱装置是一个十分重要的调节 ｐＨ 的系统，加碱目的是为了防止 ｐＨ 值过低时介质对设 备、管道腐蚀，防止设备及管道的堵塞而影响整个甲醇 系统的运行安全。规模较大的煤制甲醇厂均会采用低温 甲醇洗煤气净化及甲醇精馏生产工艺，生产过程中需要 向洗煤气净化系统和精馏系统加入一定量 ２％～５％浓 度的氢氧化钠溶液，控制系统甲醇的 ｐＨ 在 ８～９ 之间。稀 碱液在配碱槽中用固体氢氧化钠、脱盐水经搅拌混合均 匀后送至碱液槽，通过碱液泵输送到煤气净化系统及甲 醇精馏系统。
参考文献 ［１］ 李升基，冯宝胜（译）． 维尼纶［Ｍ］． 北京：纺织工业出版社，１９８５：６． ［２］ 崔鹏，魏凤玉．化工原理［Ｍ］．安徽：合肥工业大学出版社，２００３：
８．□
!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!
（上接第 ７１ 页）
率降低，总体降低了维修成本，确保装置的平稳运行。
体系的分离也变得容易［１］。
2.2 改造方案
原有工艺是一塔釜液到塔 ＴＱ５０４ 加料，塔 ＴＱ５０４
馏出为大于 ９９．５％的甲醇，送罐区。ＴＱ５０４ 釜液为 ３０％
醋酸钠水溶液，送 ＣＣ－５０７ 中间槽，作为回收反应加料
或其它用途。现将 ＴＱ５０４ 釜液送至 ＣＣ－５０７ 静置后，经
过滤器除去固含量，通过调节系统部分作为盐溶液萃取
剂，与一塔 Ａ 回流液汇合，从一塔顶部加入。
主要改造措施有：
（１）ＣＣ－５０７ 出口再增加一台过滤器，避免过多树
脂等固体物进入一塔 Ａ，导致塔板堵塞。
（２）ＣＣ－５０７ 液至一塔 Ａ 回流安装流量调节系统一
套，控制盐溶液的加入量。
（３）盐溶液管线安装冷凝器一台，控制盐溶液温度。
2.3 改造后的工艺流程（图 2）
（下转第 ７３ 页）
陈喜成：聚乙烯醇生产回收系统的技术改造
73
ｌｏｇ
αｓ α
≈０．７７ｘｉ
式中：αｓ— 在醋酸钠存在时，醋酸甲酯对甲醇的相
对挥发度；α—醋酸甲酯对甲醇的相对挥发度；ｘｉ— 溶
液中的醋酸钠含量（克分子数）。
从这一公式可以看出，当醋酸钠添加到醋酸甲酯—
甲醇体系时，随其含量的增加，相对挥发度也增大，这个
设两套加碱系统，设备重复投资；改进后节省设备投资 程中的排放物易于集中收集处理，大大减少对环境的污
３０％，具有良好的经济效益。
染。
（２）新工艺可减少一个操作岗位，同时也减少了操
该工艺技术先进，可操作性强，投资省，运行稳定，
作人员配制碱液的工作量。
且费用低，可为企业创造较好的经济效益，对于同类煤
（３）新工艺设备数量相对少，工艺简单，设备故障 化工项目具有借鉴意义。□
（１）节水效益。从以上数据看：每小时节约萃取水 １０ｔ，一年以 ８０００ 小时计，年节水 １０×８０００＝８００００ｔ。
（２）节约蒸汽效益。一塔回流液降至 ５ｍ３／ｈ，每小时 节省蒸汽约 １ｔ，馏出液至二塔加料，每小时节省蒸汽
０．８ｔ，二塔每小时少加萃取水 １０ｔ，最终到三塔釜，温度高 达 １３０℃，每小时节省蒸汽 １．８ｔ，每小时共节约蒸汽 ３．６ｔ， 年节约蒸汽 ３．６×８０００＝２８８００ｔ［２］。
1 传统加碱装置存在的问题
目前，国内年产甲醇 ２０ 万吨以上规模的煤制甲醇 工厂均由煤气化技术、煤气低温甲醇净化技术、甲醇合 成技术、甲醇精馏技术组成，每项技术都由不同的技术 专利商提供工艺包，每个工艺包技术相对独立，其中煤
气净化低温甲醇洗专利技术中设置了一套 ＮａＯＨ 加碱 装置，甲醇精馏专利技术中也设置了一套 ＮａＯＨ 加碱装 置。我公司 ６０ 万吨 ／ 年甲醇项目也设置了两套 ＮａＯＨ 加碱装置，因而存在重复投资、占地面积大、日常运行及 维护费用高、操作劳动强度大、环境影响相对大、化学用 品不便于管理等弊端。针对这些弊端，公司进行了技术攻 关，通过反复研究、科学计算，自行设计改进了一套科学 合理、安全、投资小、操作简单的新工艺。该工艺技术２０１２ 年 ６ 月获得国家专利（专利号：ＺＬ ２０１１ ２ ０４１７４６９．７），为 煤 化工领域设计了一套全新的加碱工艺。
表 １ 一塔 Ａ 馏出液含量
加料量（ｍ３／ｈ） 盐溶液加量（ｍ３／ｈ） 回流量（ｍ３／ｈ） 馏出醋酸甲酯含量（％） 馏出甲醇含量（％） 水含量（％）
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９２
３
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3.2 经济效益 此项改造所用设备为原扩能改造换下来的旧设备，
投资费用很低，而循环水则利用我公司相对充裕的公用 工程循环水，没有增加公用工程费用。