兖矿国宏化工有限公司50万t/a甲醇合成装置中,甲醇从甲醇分离器减压至甲醇闪蒸槽是一个从高压(我公司为7.0 MPa)减至低压(一般操作压力为0.4 MPa)的物理过程,减压后,气体溶解度下降,会有大量的气体闪蒸出来,主要成分是CO2(18%)、H2(29%)、N2(21%)、CH3OH(7%)。根据计算:在压力0.4 MPa、 温度40 ℃情况下,吨粗甲醇一般可产生闪蒸气40 m3,闪蒸气中甲醇含量为6.95%(体积分数)。随着生产周期的加长,甲醇水冷器出口温度高出设计值许多,闪蒸出来的甲醇会更多,会造成更大的浪费。而且闪蒸气甲醇排到火炬,既浪费又存在很大的安全隐患。为此,我公司与河南广德绿色创新研究所联合开发的闪蒸气甲醇回收技术将闪蒸气中的甲醇进行回收。
出甲醇闪蒸槽的甲醇闪蒸气(4000 m3/h、0.4 MPa、40 ℃)进入闪蒸气回收塔下部,在该塔中用脱盐水洗涤(0.65 MPa、40 ℃)闪蒸气,以降低闪蒸气中的甲醇含量;洗涤后的闪蒸气经回收塔顶高效除沫器分离后进入闪蒸气管线,经压力调节阀PV2006控制后去燃料或火炬管网。
洗涤用的脱盐水来自界区,自回收塔上部进入,设有流量控制,在塔内塔板与闪蒸气充分接触后,变为含水甲醇(甲醇的浓度≥65%),经液位控制阀后并入甲醇闪蒸槽甲醇管线去精馏系统。
闪蒸气甲醇回收技术的关键设备是高效复合塔板,板效率≥85%,设备的上部是高效除雾装置,保证出口气中不带水和醇。
闪蒸气甲醇回收系统操作简单,只需要控制洗涤脱盐水量(约1 m3/h)及保证闪蒸气洗涤塔的压力(约0.4 MPa)和液位(10%~80%),就可以实现系统的稳定运行。
我公司自2011年5月份系统建成投用后,运行至今取得了较好的效果:闪蒸气中夹带的甲醇量明显减少,日增加甲醇产量约9 t,50万t/a甲醇装置生产粗甲醇86.5 t/h,产生闪蒸气量约3460 m3/h;根据目前的实际运行情况(闪蒸槽压力0.4 MPa、温度42 ℃)和流量指示,闪蒸气量在3000~5000 m3/h。通过取样分析,测定闪蒸气中的甲醇含量大约占7%(体积分数),取闪蒸气平均值4000 m3/h,在42 ℃时,闪蒸气夹带的甲醇为 400 kg/h,每年损失甲醇约3200 t,甲醇按2400元/t计,年可增加经济收入76.8万元。
由此可见,我公司50万t/a甲醇合成装置中闪蒸气甲醇回收工艺技术具有良好的环保效益和经济效益,值得在甲醇生产行业推广。