刘岭峰，吴春华
（安阳九天精细化工有限责任公司，河南 安阳455000）
［摘 要］安阳九天精细化工有限责任公司有30 kt/a和60 kt/a甲胺装置各一套，生产运行中，由于甲胺合成催化剂已至使用寿命后期及甲醇回收塔（精馏Ⅴ塔）精馏效率不高等方面的原因，造成精馏Ⅴ塔排向450循环水系统的排水有异味，极大地影响厂区及周边居民区的生活环境，且450循环水水质逐渐变差。为此，九天公司结合生产系统的实际情况，拓展思路，大胆创新，通过工艺流程优化，利用现有装置及管线实现两套甲胺装置精馏Ⅴ塔的联运，从而提高了两套甲胺装置精馏Ⅴ塔的精馏效率和甲胺合成系统的甲醇转化率，延长了催化剂的使用寿命，减轻了企业的环保压力。
［关键词］甲胺装置；精馏Ⅴ塔；排水异味；工艺流程优化；联运；风险应对；精馏效率；甲醇转化率
［中图分类号］TQ226.31 ［文献标志码］B ［文章编号］ 1004-9932（2020）03-0044-03
0 引 言
甲胺是一种重要的基本有机化工原料，广泛应用于国民经济各领域。安阳九天精细化工有限责任公司（简称九天公司）有30 kt/a和60 kt/a甲胺装置各一套，生产运行中，甲胺装置所用催化剂一般2 a更换1次，催化剂使用寿命后期副反应增多时会造成工艺废水中氨氮含量、COD值升高，加之甲醇回收塔（精馏Ⅴ塔）精馏效率不高，造成甲胺装置精馏Ⅴ塔排向450循环水系统的排水有异味，极大地影响了厂区及周边居民区的生活环境，且450循环水水质逐渐变差。因此，提高精馏Ⅴ塔精馏效率成为亟需解决的问题。
1 甲胺合成反应原理
九天公司甲胺装置以甲醇和液氨为原料，在一定的压力、温度和催化剂的作用下，采用甲醇与氨气相催化胺化法合成混甲胺粗品（混甲胺粗品中含有一甲胺、二甲胺、三甲胺、水及微量甲醇，还有不少未反应的氨），混甲胺粗品经脱氨、萃取、脱水和分离四塔连续精馏分离后得到一甲胺、二甲胺、三甲胺纯品，并对生产过程中的尾气和废水进行回收与处理。
九天公司甲胺生产采用甲醇连续气相催化胺化法，甲醇和液氨在加压、高温及催化剂作用下发生一系列主、副反应，主反应实际上为催化脱水反应，可看作是NH3分子中的H原子分别被1~3个甲基（CH3—）所取代，使甲醇和液氨经气相催化反应得到一甲胺、二甲胺、三甲胺。
2 生产现状
九天公司有30 kt/a和60 kt/a甲胺装置各一套，两套甲胺装置产生工艺废水约18 t/h，分别经甲醇回收塔（精馏Ⅴ塔）顶回收甲胺、甲醇等轻组分后，精馏Ⅴ塔釜液（主要成分为水）送至450循环水系统循环利用。
原始设计精馏Ⅴ塔工艺流程：精馏Ⅲ塔釜液经塔釜冷却器冷却、流量计计量后进入甲醇回收塔（精馏Ⅴ塔）进一步回收甲醇（精馏Ⅴ塔塔顶操作压力为0.1 MPa，其压力通过塔顶冷凝器冷却水量进行自动调控，并通过放空量进行辅助调控），以降低原料消耗、改善废水水质；精馏Ⅴ塔回收的甲醇由塔顶采出，经精馏Ⅴ塔塔顶冷凝器冷凝后进入回流槽，然后经过滤器过滤后进入回流泵；回流泵出口物料一部分经计量后返回精馏Ⅴ塔塔顶作为回流液（回流量据负荷大小手动调节），另一部分采出至尾气吸收塔（采出量据回流槽液位手动调节）；出精馏Ⅴ塔的釜液进入釜液冷却器、废水冷却器冷却，一部分作为萃取塔（精馏Ⅱ塔）萃取水使用，另一部分经精馏Ⅴ塔釜液泵、污水泵送往450循环水系统。
甲胺装置所用催化剂一般2 a更换1次，催化剂使用寿命后期，副反应增多会造成进入精馏Ⅴ塔的工艺废水中氨氮含量、COD值升高。工艺流程优化前，第一套甲胺装置精馏Ⅴ塔塔釜温度控制在103 ℃以上，塔顶温度控制在80 ℃以下；第二套甲胺装置精馏Ⅴ塔塔釜温度控制在105 ℃以上，为保证塔釜釜液合格排放，塔顶温度控制在90 ℃以下。精馏Ⅴ塔在上述塔釜操作温度下，精馏效率不高，塔顶回流液中水分波动较大，一般在20%～35%之间，后为了保证精馏Ⅴ塔排至450循环水系统的釜液无异味，提高塔釜的操作温度，但精馏Ⅴ塔塔顶回流液中水分仍极少达到15%以下。精馏Ⅴ塔塔顶回流液水含量高，水分进入甲胺合成系统会直接影响甲醇的转化率；另外，精馏Ⅴ塔釜液CODCr值在4 016 mg/L、氨氮含量在127 mg/L，塔釜液送至450循环水系统排水有异味，极大地影响了厂区及周边居民区的生活环境，且使450循环水水质逐渐变差。
3 工艺流程优化方案
（1）将第二套甲胺装置精馏Ⅴ塔塔顶采出液利用原有φ32 mm不锈钢采出管线采至第一套甲胺装置精馏Ⅴ塔进料管线，同时逐步提高第二套甲胺装置精馏Ⅴ塔塔顶的操作温度，以保证第二套甲胺装置精馏Ⅴ塔排至450循环水系统的釜液指标合格。
（2）将第一套甲胺装置精馏Ⅴ塔釜液通过原污水管线排至第二套甲胺装置精馏Ⅴ塔进料管线，第一套甲胺装置精馏Ⅴ塔釜液不再排向450循环水系统。
（3）将第一套甲胺装置精馏Ⅴ塔塔顶采出液水分控制在15%以下，将采出液通过原两套甲胺装置置换互返甲醇管线返至第二套甲胺装置尾气吸收塔（精馏Ⅵ塔）进料管线，通过精馏Ⅵ塔进行残余甲醇的回收利用。
4 风险分析及应对措施
4.1 操作人员方面的风险及应对
4.1.1 存在的风险
工艺流程优化改进后，由于操作人员对新管线不熟悉，可能出现阀门开关错误等误操作；此外，因工艺流程优化改进后两套甲胺装置精馏Ⅴ塔联运，可能出现因沟通不及时而影响精馏Ⅴ塔工艺指标控制的情况。
4.1.2 应对措施
更多内容详见《中氮肥》2020年第3期