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摘 要：近年来，随着科学技术的发展和能源结构的改变，甲醇开 辟了许多新的用途，甲醇化工已成为化学工业中一个重要的领域。随着产量的增加，对精甲醇产品的质量也有了更高的要求，部分新上甲醇项目要求甲醇质量符合美国联邦AA级（O-M—232E）标准。开车以来，针对精馏装置开车后暴露的缺陷及常压塔频繁出现负压等问题，及时进行分析，并结合一些初始设计数据和改造以及其他厂家甲醇生产系统，分析出了一些原因和处理方法。
关键词：精馏 流程 加压塔 常压塔 负压
1.甲醇精馏工艺流程简介
我厂10万t/a甲醇装置采用焦炉煤气脱硫脱碳、精脱硫制得精制气，5.0MPa低压法合成甲醇。甲醇精馏装置采用国内先进的节能型三塔精馏流程。在三塔精馏流程中，预塔的主要作用是脱除甲酸甲酯二甲醚、丙酮等轻组分杂质。这类物质沸点较低常温下为气态，因此不凝气温度的高低决定着轻组分的脱除效果，继而影响到精甲醇质量。加压塔和常压塔的作用为脱除重组分，如水分和乙醇等杂质，并生产出精甲醇。精馏系统是控制精甲醇质量的关键环节，直接决定产品质量和消耗。开车以来，针对精馏装置开车后暴露的缺陷及常压塔频繁出现负压等问题，及时进行分析，并结合一些初始设计数据和改造以及其他厂家甲醇生产系统，分析出了一些原因和处理方法。
2.常压塔出现负压的原因
2.1设备方面的原因
这是从各种途径查到的甲醇生产初期的一些原因，在后面的设计中都得到了优化和改造，因此我公司基本没有这些原因，总结有以下几点：
（1）常压塔塔顶甲醇蒸汽管道有漏点或未保温，在冬季尤为容易出现常压塔负压现象;
（2）常压塔压力调节阀安装位置不合理，不能实现压力调节之目的;
（3）常压塔再沸器配管不合理，造成换热面积不够，从而导致常压塔热负荷过小;
（4）预塔不凝气的放空配管不合理，使甲醇合成的放空气影响预塔的压力，造成整个系统的不稳定。
2.2工艺方面
（1）加压塔塔底热负荷不够，造成常压塔热负荷不够，即热量平衡控制不好;
（2）加压塔的采出量过大，回流量过小，造成加压塔塔底组分甲醇含量低，即物料平衡控制不好;
（3）常压塔的采出量过大，回流量过小，导致常压塔塔板的气液平衡遭到破坏而形成负压。
常压塔气液平衡遭到破坏的标志就是常压塔几个灵敏温度点的迅速升高，第10、14块塔板升至100℃以上常压塔的进料板位置有一个在第10块塔板，这标志着重组分开始上移，一旦时间过长，处理不及时，往往造成塔顶采出精甲醇不合格。
3.处理措施及优化操作
3.1设备方面采取的措施
（1）常压塔再沸配管不合理，使再沸器出口的甲醇形成的液封，降低了再沸器出口的换热面积，整改完，消除了出口封液，增加了换热面积，常压塔塔底温度提高了。
（2）把常压塔调节阀由一楼移至二楼7米平台，取消了液封，实现了压力调节之目的，取得了较好的效果。
（3）预塔不凝气管道改为排放槽之后，解决了预塔压力不稳的问题，为整个精馏系统的稳定运行奠定了基础。
3.2工艺方面采取的措施
（1）提高加压塔底甲醇浓度，增加加压塔回流量，减少加压塔采出量，使常压塔有东西可采，这是造成常压塔负压主要原因之一。这就要求加压塔和常压塔的采出分配应控制合理，基本按4：6原则来采出精甲醇。
（2）提高常压塔回流液温度，由设计的40℃提高至50℃，尽可能利用回流液的显热来加快甲醇液体的蒸发，从这一点说常压塔顶的出口管道应保温，从而暂时达到提高常压塔塔顶压力的目。
（3）通过提高加压塔塔底温度来提高常压塔塔底温度，以保证常压塔精馏所需热量，以解决常压塔热负荷不足的问题。
（4）稳定常压塔的压力，操作人员应根据常压塔第10块塔板灵敏点温度及时调整回流量，应使温度控制≤90℃，减少常压塔采出量，适当增加回流量，以保证塔的气液平衡。
（5）我们根据操作实践，将预冷1出口温度由设计的50-55℃控制在45-50℃，既保证了轻组分杂志的去除，又尽量避免甲醇蒸汽的流失。粗甲醇中含有一些酸性物质和胺类物质，在精馏系统中这些酸性物质常会腐蚀塔的内件，降低塔的使用寿命。为了避免酸性腐蚀，我厂是从预塔的进料加入1.4=1.7%稀碱液，以消除甲酸腐蚀。碱液的加入量根据预塔底的PH值来决定，PH值一般控制在9-11，过高会导致产品的碱度超标，过低会导致产品的酸度超标。
（6）为了改善常压塔的操作，我们在常压塔的第44块和第46块采出重组分，但采出量是个关键问题。采出量过大，往往采出物中甲醇含量高达90%以上，杂志和水并不多;采出量过少，重组分杂质又不能完全除去，带人精甲醇，以致影响甲醇产品的质量。重组分的采出应是连续性的，以不影响产品质量为准。
（7）为了达到甲醇产品的设计质量达到美国AA级，我们在现场摸索操作，收集数据，积累经验，终于找到了常压塔产生负压的原因及其解决方法。关键要控制好加压塔和常压塔的物料平衡、热量平衡、气液平衡。由于常压塔塔底温度设计为110℃，而实际为107-109℃，这样在操作上势必要提高加压塔塔底的温度，多在132-135℃，而设计值为129-134℃，从而造成加压塔塔顶超压，然后通过加压塔塔顶压力调节阀去常压塔的冷凝器，冷凝后的甲醇温度设计为40℃，通过回流泵再打回塔顶，更造成常压塔的热负荷不足，冷凝量大于蒸发量。因此常压塔经常出现负压，形成恶性循环。所以控制好两塔的采出比例为稳定操作的前提。
从控制加压塔和常压塔的回流量入手，把回流温度提高至50℃，并以控制加压塔的采出量为突破口，进行技术攻关。首先稳定预塔塔顶的压力，即稳定塔顶温度。加压塔的塔顶温度控制在119-121℃.控制温度过高，甲醇上升蒸汽量大，易把水分带人塔顶，影响产品质量。加压塔主要调节回流量，因为回流量的大小直接决定精馏的产品质量。加压塔、常压塔的回流量分别由12-15m3/h、11-13m3/h增加至20-24m3/h、16-19m3/h，回流比分别在2.2和2左右，工艺调整应根据塔的压力、塔底组分及产品质量综合考虑，以保证产品质量为前提。
4.结语
通过以上措施的实施，从根本上消除了精馏系统工艺、设备存在的缺陷，精馏系统实现了生产的稳定高产，使甲醇产品质量全部为优等品，水分含量也下降到0.02以下。吨精醇消耗蒸汽也由1.2t下降到1t，取得了明显的效果。
关键词：精馏 流程 加压塔 常压塔 负压
1.甲醇精馏工艺流程简介
我厂10万t/a甲醇装置采用焦炉煤气脱硫脱碳、精脱硫制得精制气，5.0MPa低压法合成甲醇。甲醇精馏装置采用国内先进的节能型三塔精馏流程。在三塔精馏流程中，预塔的主要作用是脱除甲酸甲酯二甲醚、丙酮等轻组分杂质。这类物质沸点较低常温下为气态，因此不凝气温度的高低决定着轻组分的脱除效果，继而影响到精甲醇质量。加压塔和常压塔的作用为脱除重组分，如水分和乙醇等杂质，并生产出精甲醇。精馏系统是控制精甲醇质量的关键环节，直接决定产品质量和消耗。开车以来，针对精馏装置开车后暴露的缺陷及常压塔频繁出现负压等问题，及时进行分析，并结合一些初始设计数据和改造以及其他厂家甲醇生产系统，分析出了一些原因和处理方法。
2.常压塔出现负压的原因
2.1设备方面的原因
这是从各种途径查到的甲醇生产初期的一些原因，在后面的设计中都得到了优化和改造，因此我公司基本没有这些原因，总结有以下几点：
（1）常压塔塔顶甲醇蒸汽管道有漏点或未保温，在冬季尤为容易出现常压塔负压现象;
（2）常压塔压力调节阀安装位置不合理，不能实现压力调节之目的;
（3）常压塔再沸器配管不合理，造成换热面积不够，从而导致常压塔热负荷过小;
（4）预塔不凝气的放空配管不合理，使甲醇合成的放空气影响预塔的压力，造成整个系统的不稳定。
2.2工艺方面
（1）加压塔塔底热负荷不够，造成常压塔热负荷不够，即热量平衡控制不好;
（2）加压塔的采出量过大，回流量过小，造成加压塔塔底组分甲醇含量低，即物料平衡控制不好;
（3）常压塔的采出量过大，回流量过小，导致常压塔塔板的气液平衡遭到破坏而形成负压。
常压塔气液平衡遭到破坏的标志就是常压塔几个灵敏温度点的迅速升高，第10、14块塔板升至100℃以上常压塔的进料板位置有一个在第10块塔板，这标志着重组分开始上移，一旦时间过长，处理不及时，往往造成塔顶采出精甲醇不合格。
3.处理措施及优化操作
3.1设备方面采取的措施
（1）常压塔再沸配管不合理，使再沸器出口的甲醇形成的液封，降低了再沸器出口的换热面积，整改完，消除了出口封液，增加了换热面积，常压塔塔底温度提高了。
（2）把常压塔调节阀由一楼移至二楼7米平台，取消了液封，实现了压力调节之目的，取得了较好的效果。
（3）预塔不凝气管道改为排放槽之后，解决了预塔压力不稳的问题，为整个精馏系统的稳定运行奠定了基础。
3.2工艺方面采取的措施
（1）提高加压塔底甲醇浓度，增加加压塔回流量，减少加压塔采出量，使常压塔有东西可采，这是造成常压塔负压主要原因之一。这就要求加压塔和常压塔的采出分配应控制合理，基本按4：6原则来采出精甲醇。
（2）提高常压塔回流液温度，由设计的40℃提高至50℃，尽可能利用回流液的显热来加快甲醇液体的蒸发，从这一点说常压塔顶的出口管道应保温，从而暂时达到提高常压塔塔顶压力的目。
（3）通过提高加压塔塔底温度来提高常压塔塔底温度，以保证常压塔精馏所需热量，以解决常压塔热负荷不足的问题。
（4）稳定常压塔的压力，操作人员应根据常压塔第10块塔板灵敏点温度及时调整回流量，应使温度控制≤90℃，减少常压塔采出量，适当增加回流量，以保证塔的气液平衡。
（5）我们根据操作实践，将预冷1出口温度由设计的50-55℃控制在45-50℃，既保证了轻组分杂志的去除，又尽量避免甲醇蒸汽的流失。粗甲醇中含有一些酸性物质和胺类物质，在精馏系统中这些酸性物质常会腐蚀塔的内件，降低塔的使用寿命。为了避免酸性腐蚀，我厂是从预塔的进料加入1.4=1.7%稀碱液，以消除甲酸腐蚀。碱液的加入量根据预塔底的PH值来决定，PH值一般控制在9-11，过高会导致产品的碱度超标，过低会导致产品的酸度超标。
（6）为了改善常压塔的操作，我们在常压塔的第44块和第46块采出重组分，但采出量是个关键问题。采出量过大，往往采出物中甲醇含量高达90%以上，杂志和水并不多;采出量过少，重组分杂质又不能完全除去，带人精甲醇，以致影响甲醇产品的质量。重组分的采出应是连续性的，以不影响产品质量为准。
（7）为了达到甲醇产品的设计质量达到美国AA级，我们在现场摸索操作，收集数据，积累经验，终于找到了常压塔产生负压的原因及其解决方法。关键要控制好加压塔和常压塔的物料平衡、热量平衡、气液平衡。由于常压塔塔底温度设计为110℃，而实际为107-109℃，这样在操作上势必要提高加压塔塔底的温度，多在132-135℃，而设计值为129-134℃，从而造成加压塔塔顶超压，然后通过加压塔塔顶压力调节阀去常压塔的冷凝器，冷凝后的甲醇温度设计为40℃，通过回流泵再打回塔顶，更造成常压塔的热负荷不足，冷凝量大于蒸发量。因此常压塔经常出现负压，形成恶性循环。所以控制好两塔的采出比例为稳定操作的前提。
从控制加压塔和常压塔的回流量入手，把回流温度提高至50℃，并以控制加压塔的采出量为突破口，进行技术攻关。首先稳定预塔塔顶的压力，即稳定塔顶温度。加压塔的塔顶温度控制在119-121℃.控制温度过高，甲醇上升蒸汽量大，易把水分带人塔顶，影响产品质量。加压塔主要调节回流量，因为回流量的大小直接决定精馏的产品质量。加压塔、常压塔的回流量分别由12-15m3/h、11-13m3/h增加至20-24m3/h、16-19m3/h，回流比分别在2.2和2左右，工艺调整应根据塔的压力、塔底组分及产品质量综合考虑，以保证产品质量为前提。
4.结语
通过以上措施的实施，从根本上消除了精馏系统工艺、设备存在的缺陷，精馏系统实现了生产的稳定高产，使甲醇产品质量全部为优等品，水分含量也下降到0.02以下。吨精醇消耗蒸汽也由1.2t下降到1t，取得了明显的效果。