甲醛生產(chǎn)裝置運(yùn)行總結(jié)

史保峰

(晉煤天源化工有限公司

山西高平048400)

晉煤天源化工有限公司(以下簡(jiǎn)稱天源公司)現(xiàn)已形成年產(chǎn)420 kt合成氨、100 kt甲醇和720 kt大顆粒尿素的生產(chǎn)規(guī)模，以山西晉城高平地區(qū)無煙煤為原料。近年來，天源公司堅(jiān)持用清潔生產(chǎn)的理念來改造和擴(kuò)建現(xiàn)有的合成氨及尿素等生產(chǎn)裝置，走節(jié)能、降耗、減虧、增效的可持續(xù)發(fā)展之路。經(jīng)對(duì)市場(chǎng)供需量的周密分析和對(duì)甲醛產(chǎn)品發(fā)展前景的考察，決定利用公司甲醇為原料，新增1套25 kt/a甲醛(質(zhì)量分?jǐn)?shù)37%)裝置，產(chǎn)品部分作為尿素裝置使用外，部分外銷并為甲醛的下游產(chǎn)品提供原料。采用結(jié)晶銀為催化劑，裝填量為108 kg，裝置操作彈性為50%～110%。

1 應(yīng)用背景

天源公司生產(chǎn)的尿素產(chǎn)品為大顆粒，為了提高尿素顆粒的強(qiáng)度，解決尿素在儲(chǔ)存和運(yùn)輸過程中結(jié)塊和粉化現(xiàn)象，保證尿素顆粒外觀和內(nèi)在質(zhì)量，故采取了添加甲醛技術(shù)。目前，天源公司年消耗的甲醛量達(dá)9 kt，采取由天源公司提供甲醇給甲醛廠家進(jìn)行深加工而天源公司支付加工費(fèi)及運(yùn)輸費(fèi)用的模式，僅此項(xiàng)費(fèi)用每天在11 000元(不包括甲醇費(fèi)用)。

該甲醛項(xiàng)目實(shí)施后，其原料甲醇產(chǎn)能充足，就近用管道輸送至甲醛裝置，產(chǎn)出的甲醛產(chǎn)品除公司內(nèi)部消化外，還可向周圍山西晉豐、晉城大化、河南晉開化工等公司供應(yīng)甲醛，既能保證以上公司及時(shí)供應(yīng)，又降低了運(yùn)輸費(fèi)用。另外，隨著甲醛下游產(chǎn)品聚甲醛樹脂、多聚甲醛和多元醇類的需求量增加，甲醛行業(yè)的發(fā)展將會(huì)有良好的發(fā)展機(jī)會(huì)。

2 工藝流程

原料空氣經(jīng)空氣過濾器后，由羅茨鼓風(fēng)機(jī)加壓后進(jìn)入甲醇蒸發(fā)器。來自甲醇槽的精甲醇進(jìn)入甲醇蒸發(fā)器的液位槽中，與來自羅茨鼓風(fēng)機(jī)的空氣在甲醇蒸發(fā)器底部鼓泡混合，混合后的甲醇溶液與來自1#吸收塔的循環(huán)甲醛溶液在甲醇加熱器間接加熱，再通過甲醇蒸發(fā)器底部蒸汽盤管進(jìn)一步加熱，產(chǎn)生的甲醇和空氣混合物進(jìn)入甲醇蒸發(fā)器的上部，與適量加入的配料蒸汽再次混合，混合后的氣體經(jīng)甲醇蒸發(fā)器頂部的過熱段加熱，再由過濾器過濾后送至混合氣阻火器，從氧化器頂部進(jìn)入在銀催化劑上進(jìn)行反應(yīng)，此時(shí)甲醇?xì)廪D(zhuǎn)化為甲醛氣。經(jīng)氧化器下部廢熱鍋爐急冷后，依次進(jìn)入1#吸收塔、2#吸收塔、3#吸收塔，用脫鹽水進(jìn)行逆流接觸吸收，在1#吸收塔底部制成合格的成品甲醛水溶液，未被吸收的氣體在3#吸收塔頂部經(jīng)終端高效捕集器分離后，尾氣送至尾氣鍋爐作為燃料。

甲醛水溶液由1#吸收塔循環(huán)泵送至甲醇加熱器，然后返回1#吸收塔換熱器冷卻，一部分作為采出送至甲醛中間槽或成品大槽，大部分作為1#吸收塔自身循環(huán)之用，其補(bǔ)液由2#吸收塔底部的管道溢流過來。

甲醇蒸發(fā)器和尾氣鍋爐的反應(yīng)熱均采取汽包副產(chǎn)蒸汽的方式，甲醇蒸發(fā)器副產(chǎn)0.25 MPa的蒸汽作為系統(tǒng)自身所需蒸汽使用，尾氣鍋爐副產(chǎn)0.65 MPa的蒸汽送入低壓蒸汽管網(wǎng)，作為全廠蒸汽平衡使用。

3 流程特點(diǎn)

(1) 使用1#吸收塔甲醛溶液熱量作為甲醇蒸發(fā)器的熱源來控制蒸發(fā)溫度，以達(dá)到穩(wěn)定生產(chǎn)運(yùn)行的目的，不僅起到穩(wěn)定控制蒸發(fā)溫度的作用，而且大大減少了蒸汽消耗。

(2) 本裝置較老工藝的不同之處在于集甲醇蒸發(fā)器、過熱器、過濾器于一體，不僅大大減少了蒸汽消耗，而且減少設(shè)備費(fèi)用、減小了設(shè)備占地面積。

(3) 3#吸收塔出口尾氣先進(jìn)入尾氣鍋爐頂部預(yù)熱器，與經(jīng)過燃燒的尾氣進(jìn)行換熱，以提高其入爐溫度，進(jìn)一步提高副產(chǎn)蒸汽量、降低成本。

4 存在的問題及改進(jìn)措施

(1) 由于本裝置位于晉城高平市，因北方氣候條件的局限，冬季開車操作受到很大影響，所有管道、設(shè)備、儀表均需做防凍、保溫處理，一旦考慮不周，將存在很大的安全隱患，給生產(chǎn)帶來諸多困難。

改進(jìn)措施：在甲醛采出管線、甲醛出界區(qū)管線、甲醛中間槽補(bǔ)水管線、三塔加水管線及重要儀表全部增加蒸汽伴熱，以確保系統(tǒng)安全運(yùn)行。

(2) 由于該流程使用1#吸收塔甲醛溶液熱量作為甲醇蒸發(fā)器熱源來控制蒸發(fā)溫度，而吸收塔溫度通過手動(dòng)調(diào)節(jié)板式換熱器循環(huán)水回水閥來控制，勢(shì)必會(huì)使吸收塔溫度波動(dòng)，進(jìn)而引起蒸發(fā)溫度波動(dòng)，最終導(dǎo)致氧化器銀層溫度大幅波動(dòng)。

改進(jìn)措施：將回水閥由手動(dòng)閥改為自動(dòng)閥，實(shí)現(xiàn)中控自動(dòng)調(diào)節(jié)，不僅起到穩(wěn)定操作的作用，而且大大降低了操作人員的勞動(dòng)強(qiáng)度。

現(xiàn)場(chǎng)取樣閥處無甲醛溶液回收裝置，導(dǎo)致取樣時(shí)的置換液無法處理，造成現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境惡劣，給環(huán)保工作帶來很大壓力。

改進(jìn)措施：在取樣閥處做一漏斗回收裝置，回收液通過一定的斜度直接進(jìn)入甲醛中間槽，杜絕任何浪費(fèi)及污染。

(4) 由于系統(tǒng)停車后，需將吸附塔內(nèi)甲醛溶液質(zhì)量分?jǐn)?shù)稀釋至10%以下，故大量甲醛稀溶液排入甲醛中間槽，給下次開車帶來很大麻煩。

改進(jìn)措施：在甲醛中間泵入口與1#吸收塔循環(huán)泵入口處增加連通管及閥門；在下次開車前，將甲醛中間槽液通過1#吸收塔循環(huán)泵打入1#吸收塔，既避免了開車?yán)щy，又大大節(jié)省了吸收液脫鹽水量。

5 結(jié)語

開車前，天源公司采取支付加工費(fèi)及運(yùn)輸費(fèi)用的方式，通過兄弟企業(yè)加工送入公司供生產(chǎn)尿素使用，僅此2項(xiàng)費(fèi)用每天需11 000元，全年為公司節(jié)約361.5萬元，經(jīng)濟(jì)效益相當(dāng)可觀。通過本裝置的實(shí)施，不僅每年消耗自產(chǎn)甲醇11.5 kt，而且能夠外賣15.0 kt甲醛，增強(qiáng)了企業(yè)的抗風(fēng)險(xiǎn)能力。

2015- 12- 15)