甲醇系统节能减排经验谈
本文由 马后炮化工论坛 转载自互联网季文普 陈海英(兖矿鲁南化肥厂) 2008-06-17
兖矿鲁南化肥厂始建于1967年，是兖矿集团下属一家专门从事化工生产与科研开发、具有**法人资格的化工企业。现拥有资产总额19亿元，员工4000余人。主导产品年生产能力为合成氨25万吨、尿素40万吨、甲醇17万吨，其中尿素、甲醇均为山东省名牌产品，尿素为国家免检产品。
多年来，企业一直把节能减排、清污分流作为将本增效工作的一项要务。本着“源头控制、合理用能、减少排放、污水回用”的节能减排策略，通过多项技术改造，实现了甲醇气相全回收、放空气回用，机泵冷却水回用、净化系统二氧化碳气回用、甲醇废水回用。
一、工艺流程技术先进、节能
1、采用三塔精馏流程。目前甲醇精馏常用的方法有三塔工艺流程与双塔精馏工艺流程，相对双塔工艺流程而言，三塔工艺流程有如下优点：
(1)能耗低。三塔精馏工艺的节能的核心是将加压塔塔顶气(130℃左右)的冷凝潜热作为常压塔塔底的热源。一方面节约了再沸器蒸汽用量，另一方面节约了冷却水用量。
(2)产品质量高。三塔精馏对提高产品质量有明显效果，可生产符合GB338-2004要求的优等品，有利于市场竞争。
2、充分利用来自各再沸器的蒸汽冷凝热。因为蒸汽冷凝液中含有10％左右的蒸汽，其气化潜热和冷凝液的显热可利用于粗醇预热器的热源。
3、常压塔和气提塔的放空气经过不凝气冷却器进一步回收甲醇后放空，即降低了消耗，又可减少了污染。
4、甲醇净化脱硫的酸性气一部分经克劳斯硫回收装置制备固体硫磺，作为副产品出售，一部分送我厂自主研发、成功应用的硫化氢提浓装置提浓后生产高附加值的精细化工产品二甲基亚砜。
二、采用节能新技术，加大节能技改力度，回收各种工艺气
1、甲醇弛放气中有效气约70％，传统做法是作为燃料气烧掉，转换成热能在生产系统中回用，我厂把它作为原料气回用于合成氨生产装置，并入合成氨净化系统生产合成氨，年可增产合成氨6300吨。
2、投用薪型全收率甲醇分离器，可减少甲醇放空量，提高甲醇分离效果，减少甲醇入塔量，提高甲醇单程转化率，降低动力消耗。
在5. 0MPa，35℃工况下，大约只有80％左右的甲醇变为液态甲醇，全收率甲醇分离器用少量水吸收气态甲醇，使其液化后再分离出来，分离较彻底，分离器出口气相中甲醇含量小于0.1％，出塔液甲醇浓度大于60％，提高了甲醇合成催化剂的转化率，甲醇放空量降低20％，每小时可降低放空量500m3／h，每小时增产0.2吨甲醇，则每年增产1584吨精甲醇。吨甲醇降煤耗12kg。
新增加全收率分离器每小时需要增加2m3／h脱盐水用量，可以省去水洗塔用水量0.5m3／h，预塔每小时补水2m3／h，所以每小时节约用水量0.5m3／h，则每年可节约用水量3960 m3。
3.两台φ2800甲醇合成塔并联运行，合成塔设计能力提高，降低了合成运行压力，节约电耗，柔性调节醇氨产量，以求效益最大化。
该厂甲醇原始设计为10万吨／a的生产能力，甲醇合成塔为φ2800的合成塔，现再上一φ2800的合成塔，两台φ2800甲醇合成塔并联运行，甲醇转化率提高，系统压力降低，放空量减少，将达到20万吨／a的甲醇生产能力，而我们只要求增产2万吨／a，所以可有效降低合成系统运行压力约0.2～0.3MPa，降低联合机的电耗，吨甲醇降低电耗20KWh。达到节能增产的效果。同时，在尿素价格低，没有效益时，可以将气量向甲醇系统倾斜，甲醇系统产能达20万吨，实现生产效益最大化。
4.新上一精甲醇水冷器，降低精甲醇温度，减少精甲醇的挥发量，降低损耗。
现精馏系统只有一台精甲醇水冷器，精甲醇采出温度较高，可达40～50℃，而甲醇沸点较低为64.5℃，在此温度下，大量的甲醇蒸汽随着保护氮气进入大气。新上一精甲醇水冷器，不但可以降低甲醇损耗，也给周围的环境减少了污染指数。
5.精馏新上一粗甲醇预热分离器，提高粗甲醇入预塔的温度，充分回收蒸汽冷凝液的热能，降低预塔蒸汽用量。
据天津大学精馏技术国家工程研究中心和北洋国家精馏技术工程发展有限公司试算，预精馏塔在不更换填料的情况下已达操作上限，长期运转时抗波动能力较差，在预塔前加一粗甲醇预热分离器，直接用蒸汽冷凝液将出E5501的粗甲醇温度由55℃加热至110℃，可以充分回收蒸汽冷凝液中的热能1.24×10 8，还能减少预塔的蒸汽用量，降低消耗。
6.充分利旧盘活大量资产、减少固定资产投资
①将原低温煤炼油废置净化装置稍加改造可盘活大量资产。原低温煤炼油净化装置试验完毕后，脱硫、脱碳设备一直处于闲置状态，主要有水煤气加热器、循环水冷却器、气气换热器、氨冷器、精脱前加热器、精制气冷却器、水解分离器、脱硫分离器、二次分离器、脱碳分离器、有机硫水解槽、精脱槽、脱硫塔、脱碳塔、脱硫泵、脱碳泵、贫液泵、富液泵、锅炉给泵等20台设备，本次改造将此装置投入少量资金稍加改造，就可盘活以上1430万元的资产，充分体现了节能增产。由于煤炼油净化精脱硫装置能力偏小，再新增一台直径为1.6m的精脱硫槽。对煤炼油脱硫脱碳装置新增部分仪表控制系统。煤炼油净化装置改造后经计算完全可以满足年增产2万吨甲醇产能的净化处理要求。
②利用空分装置投产后的富裕氧气量，完全不需要新上空分装置；气化三炉运行，单炉负荷下降，煤氧比下降，运转设备的满负荷运行，气量增大，产量提高，煤耗、电耗降低，从而降低成本。除去气化炉计划检修和机动检修时间，气化一年开三炉的时间仍能达到半年以上。三台气化炉装置的资产为1.385亿元，这样能够盘活至少4600万元气化装置的资产，足以提供年增产2万吨甲醇产能的原料气需求。
这样利用原低温煤炼油废置净化装置稍加改造，并充分利用原气化装置共盘活资产达到6030万元。
7.新上一废水塔，充分回收甲醇废水中甲醇，降低消耗。
常压塔底排出的废水中甲醇含量一般在1％以上，当采出乙醇含量较低的优质精甲醇时，需要降低常压塔底温度，这时废水中甲醇含量可高达8％之多，改造后甲醇废水中甲醇含量约5％，每小时产生废水(2＋21.5／0.94)÷0.95＝3.6 m3
经过废水塔处理后甲醇含量可降至0.1％以下，每小时可回收甲醇0.1764 m3，即年可回收1397吨甲醇。
三、实施清污分流，废水废气资源化回用
1、甲醇废水主要有文丘里萃取法，微生物处理法，燃烧裂解法等方法，我厂综合利用甲醇废水，送往气化磨制煤浆，做到废水资源化处理，减少了污染和治理耗能。
2、含有H2S、NH3-N的变换冷凝液经热力除氧后送气化系统洗涤煤气，杜绝了排放。
3、甲醇净化浓缩塔放空气CO2回收送至碳酸钾车间作碳源使用。可减少CO2排放量250m3／h。
4、脱碳闪蒸CO2气在我厂新上醋酐项目中设计为CO制备系统做原料气。可减少CO2排放量3000m3／h。
5、气化界区、甲醇净化界区、甲醇合成界区机泵冷却水全部回收，并入循环水系统做循环水补水。小时回收水50m3／h，年回收二次水36万立方。
四、大力推进污水综合治理项目建设，实现可持续发展
结合国家实施“南水北调”工程要求，企业加大循环经济、节能减排工作力度，积极构筑第四条循环经济生态链一一挣化水生态产业链。投资1.17亿元，建成了目前全国化肥行业规模最大、工艺最先进的污水处理工程。
该工程是兖矿集团有限公司重点环保建设项目，也是枣庄市重点治污工程。该项目由华东理工大学工程设计研究院设计，主体处理工艺采用A／O法十反渗透法，主要针对鲁化排放的工业废水和生活污水进行处理。根据工程性质，项目建设内容分为四个部分：01工程，污水处理工程：O2工程，回用水处理工程；O3工程，管道输送工程；O4工程，厂内辅助工程。设计日处理污水2.6万吨，其中2万多吨进行回用，回用率达70％以上，每年减排废水330万吨、COD 2660吨、氨氮1420吨，废水的排放指标优于《山东省南水北调沿线水污染物综合排放标准》要求，对改善区域生态环境、节约水资源和能源具有重要意义，对我国煤化工行业节水和资源综合利用将起到积极示范和带动作用。
为建立减排的长效机制，我厂开展了创建“零排放工序”、“零排放车间”建设活动。各单位严格实施“清污分流”，强化水的重复和综合利用等措施，有效减少了生产用水量和废水产生量。目前甲醇系统实现“零排放”。
此外，自2005年3月以来，与山东大学清洁生产研究中心合作，在全厂范围内推行持续清洁生产审核工作，分步实施清洁生产方案，减少了“三废”排放量，达到了节能、降耗、减污、增效的目的，获得山东省清洁生产审核绩效等级A级证书。
节能减排是衡量一个企业管理水平的重要标志，是企业转变经济增长方式、实现内涵式发展的根本举措。作为列入全国千户节能行动企业之一，我们充分认识到节能减排工作的极端重要性和紧迫性，将节能摆上十分突出的位置，采取有效的节能措施，走节约发展之路。
在下一步工作中，我们将牢固树立科学发展观，将节能减排与结构调整、技术进步和强化管理紧密结合，以建设节约型企业为主线，努力发展循环经济，实施可持续发展战略，为甲醇行业实现能源高效利用和又好又快发展做出我们应有的贡献。
页:
[1]