《甲醇生產(chǎn)全收率增產(chǎn)節(jié)氣節(jié)能新技術(shù)與裝置》

1、甲醇生產(chǎn)全收率增產(chǎn)節(jié)氣節(jié)能新技術(shù)與裝置李彩琴（西北大學）摘要：本文以事例分析說明甲醇生產(chǎn)與甲醇分離間定性定量關(guān)系、認識程度，總結(jié)我國甲醇工業(yè)分離技術(shù)與裝置現(xiàn)狀，提出相應解決方法，指出全收率低成本甲醇增產(chǎn)模式將是未來我國甲醇裝置設(shè)計、改造必選之路，也是分離技術(shù)與新型裝備發(fā)展方向。各位朋友：大家好！受培訓中心邀請，占用大家時間，就甲醇生產(chǎn)與甲醇分離的關(guān)系及高端甲醇分離技術(shù)與裝置與各位一起，交流心得。本文分四部分：兩個事例、兩個結(jié)論、一個現(xiàn)狀、未來趨勢。第一部分：兩個事例：事例1種莊稼如果將甲醇生產(chǎn)比作“糧食生產(chǎn)”，則甲醇分離就如同“收割莊稼”：不管種養(yǎng)規(guī)模與水平如何，至少應將長成熟的莊稼悉數(shù)收回；

2、如果因收割工具與方法不當（即技術(shù)與裝置），稻田到處散落著麥穗，也不一一撿起（即收回），最后這些糧食必然又變?yōu)閺U物，不僅降低產(chǎn)量，而且增大成本。甲醇分離同此道里：傳統(tǒng)生產(chǎn)中因分離技術(shù)與裝備水平低，約有占裝置總量1020的甲醇在系統(tǒng)中反復耗電耗氣耗媒轉(zhuǎn)空圈圈或被放掉；即使有方法，由于不知道或認識的問題或精力財力的問題，可能也不采用，任憑產(chǎn)品默默浪費。事例2增精甲醇4.48萬噸地點與場景：2005年初，中原地區(qū)某12萬噸年甲醇專業(yè)生產(chǎn)廠甲醇合成工段，原機械分離器后氣體總流量19萬Nm3/h(40，5.0MPa)，通入新增LC型潔凈塔底部，另加軟化水3噸h，獲得塔頂產(chǎn)物氣體（甲醇含量0.05%)，塔底

3、產(chǎn)物稀甲醇液體（甲醇重量濃度：6870%）?？傮w結(jié)果：新分離裝置獲得約10噸h(240噸天、80000噸年）濃度高達70的粗甲醇（折合凈甲醇5.6萬噸年），按精餾有效回收率80組略計算，年新增精甲醇4.48萬噸；分離前入塔氣體甲醇摩爾含量高達1.92.3%（參見附件1：檢驗報告）。這5.6萬噸凈甲醇因不消耗合成工段循環(huán)機電費、換熱費、冷卻費，催化劑費、裝置折舊費、人工管理費，只消耗低于原生產(chǎn)標準的原料氣成本費、新增分離裝置（可用15年）的折舊費和3噸h水電費，噸成本低于正常生產(chǎn)成本190220元，屬低成本低消耗甲醇第二部分：兩個結(jié)論1、發(fā)展并采用甲醇高性價比分離技術(shù)與新型裝備是甲醇產(chǎn)業(yè)市場需求

4、與發(fā)展方向，是未來中國甲醇生產(chǎn)必備與最直接了當增產(chǎn)方法。在節(jié)約社會建設(shè)的時代，無論您的裝置規(guī)模大小、先進程度、資金多少、精力夠否、問題有否，浪費或高成本都是沒有出路的，現(xiàn)在大家搶市場，這個問題不突出，未來市場格局一旦形成穩(wěn)定下來，靠的就是低價格。分離增產(chǎn)的甲醇成本比正常生產(chǎn)低100300元噸，屬低成本甲醇，符合科學發(fā)展規(guī)律。因此從上級主管到廠長、叢中曾到基層，應提高認識，先抓住這一環(huán)節(jié)，無理由的優(yōu)先采用低成本先進技術(shù)與裝置，將合成的甲醇從系統(tǒng)中盡可能分離回收出來。手和技術(shù)與工具如因發(fā)展水平問題導致浪費，尚可接受，不能強人所難；但如因認識問題，能解決不解決，置之不理，就是扔掉自己的錢，實在可惜，

5、至少應該檢討是否有點官潦。2、全收率低成本甲醇增產(chǎn)模式將是未來我國甲醇裝置設(shè)計、改造必選之路。傳統(tǒng)生產(chǎn)系統(tǒng)甲醇收率低，浪費嚴重。事例2所指廠家是我國國內(nèi)目前規(guī)模、水平、消耗均處于中等位置的甲醇廠，僅僅12萬噸規(guī)模的小廠，既不先進也不落后，代表著中國甲醇產(chǎn)業(yè)的實際現(xiàn)狀。該廠2005年之前，每年浪費低成本凈甲醇總量就高達5.6萬噸年、折合損失精甲醇4.48萬噸；2004年我國甲醇總產(chǎn)量不足400萬噸，照此理估算，相當于有400×5.6/12=187萬噸甲醇被它們的主人拋棄掉（可能無人相信這個數(shù)據(jù)，甲醇在系統(tǒng)中默默空轉(zhuǎn)圈圈，它們不會說話提意見），除非循環(huán)機發(fā)生液擊、合成反應率下降、管道積存

6、液體甲醇并被人們檢查出來，否則人們也不會正視自己的浪費！它們一小部分被放掉，一大部分反反復復地在整個合成系統(tǒng)的裝置、管道內(nèi)流動、壓縮、升溫、合成、降溫、再壓縮、再升溫不僅加高生產(chǎn)電、氣、水、催化劑、人工、裝置折舊消耗，而且占據(jù)位置、限制著生產(chǎn)能力的正常發(fā)揮，數(shù)量之巨，浪費之大，難以想象（下面會在進一步論證）。在全世界能源危機、各國各地大講節(jié)約經(jīng)濟大大環(huán)境之中，全收率低成本甲醇生產(chǎn)模式因其良好的經(jīng)濟效益性、可實現(xiàn)行與廣泛適應性，將成為中國與世界范圍內(nèi)甲醇生產(chǎn)發(fā)展的未來必然結(jié)果。第三部分：一個現(xiàn)狀甲醇分離作用技術(shù)種類單一、重視不足，投資舍不得無論各省各地、裝置規(guī)模大小、消耗高低、工藝水平，但甲醇分

7、離水平與裝置整體水平低，可選方法與裝置少；新技術(shù)與裝置宣傳力度不夠，應用面小，最主要是主觀認識不足，重生產(chǎn)輕收獲，這一點在投資與理想是尤為突出；技術(shù)開發(fā)單位良芳不齊，商業(yè)信譽低，素質(zhì)有待提高，缺乏行業(yè)標準或共識。1技術(shù)種類與認知度(1）機械分離（常溫法、低溫法）是行業(yè)50年來通用的方法，采用重力、離心或絲網(wǎng)攔截原理設(shè)計分離器，如事例2。常溫法與低溫法的區(qū)別在于后者通過消耗冷量降低氣體溫度，降低氣液相平衡值，將氣相甲醇進一步變成液態(tài)甲醇。但因氣液分離原理一樣，受其技術(shù)極限限制，都只能分離出粒徑大的甲醇，氣相甲醇過飽和含量高于相平衡理論值60160%（如事例2，應為0.7%，實際值為1.9%）。目

8、前中國已建、再建裝置中有90以上仍是如此。(2）聚結(jié)分離1999年由筆者開發(fā)、西安海祥潔凈技術(shù)工程公司實施在陜西城固2萬噸聯(lián)醇裝置、20萬噸上海焦化單醇裝置上實施成功，成為第二類分離技術(shù)，采用“機械分離聚結(jié)分離”將甲醇分離精度由機械法的510微米提高至0.01微米，出口氣體甲醇含量基本等于相平衡理論值。因聚結(jié)技術(shù)是采用微米級超細纖維絲折疊材料對細小甲醇霧沫的攔截、表面選擇親和與液體表面張力縮合原理來分離氣體中夾帶的少量液霧，很容易因雜質(zhì)與幅產(chǎn)物石蠟堵塞失效，因此普通聚結(jié)器本身不能單獨用于甲醇實際生產(chǎn)，一定要與機械分離器串聯(lián)使用。這就是用戶在應用時要購買兩臺設(shè)備、打兩個基礎(chǔ)、配三個管路切換閥、兩

9、套液位控制系統(tǒng)才可以安全生產(chǎn)，投資時傳統(tǒng)機械分離器的24倍，用戶常因價格問題放棄使用，除非生產(chǎn)出現(xiàn)嚴重帶液或追求更高效益方可采用。普及面小。(3）最新技術(shù)雙高效甲醇聚分器全收率雙零潔凈塔，開發(fā)單位西安海祥潔凈技術(shù)工程有限公司。前者適用于新建10萬噸年以上大型超大型甲醇裝置；后者適用于已建、新建、中型大型超大型甲醇裝置。這將是引領(lǐng)中國未來甲醇分離技術(shù)和裝置領(lǐng)域的生力軍，尤其是大型裝置是發(fā)展的必然趨勢。目前幾乎不被人們所知，須大力宣傳。·雙高效甲醇聚分器：2004年7月開發(fā)完成明顯技術(shù)性能出口氣體甲醇含量等于相平衡值，達到氣液分離技術(shù)的極限水平明顯外觀特征獨特的自旁路專利技術(shù)，將設(shè)備中部

10、與頂部出氣口之間用一條帶切換閥的自旁路連通，自設(shè)備中部將其分為上下兩部分：下部設(shè)置機械分離單元，上部為聚結(jié)分離單元。開停車或遇事故，打開自旁路切換閥，成為高效機械分離器；正常生產(chǎn)關(guān)閉此閥，成為高效聚結(jié)分離器。一機兩用。投資性能特點投資一臺設(shè)備、一個設(shè)備基礎(chǔ)、一套管路代替前面所述的傳統(tǒng)聚結(jié)分離工藝，整體投資節(jié)省一半，分離指標等同，有良好性價比。·全收率雙零潔凈塔：2004年11月開發(fā)完成明顯技術(shù)特征出口氣體甲醇含量為零，生產(chǎn)收率等于合成反應轉(zhuǎn)化率；粗甲醇濃度高達70以上（傳統(tǒng)濃度為1525%)；不液泛、不干板、操作彈性士50%;明顯結(jié)構(gòu)特征中下部：零醇吸收單元，多級LG型高效塔板頂部：

11、零水聚分單元，混合器：零距離氣水混合核心單元投資性能特點全收率甲醇分離技術(shù)，固定投資時傳統(tǒng)水洗塔1.53倍，操作費精餾費低于傳統(tǒng)技術(shù)50左右。2、甲醇損失與認知程度各地各廠甲醇損失普遍存在且數(shù)量驚人，認識開始產(chǎn)生，但動手行動乃至徹底改變遠遠不夠自整條生產(chǎn)線起點的第一臺設(shè)備直到甲醇合成塔出口，全部資本與精力投入的目的就是合成出甲醇，可偏偏到了獲得產(chǎn)品的甲醇分離，就一下子松勁了：只要有一個分離器，就萬事大吉，無人在出口氣體管道上設(shè)一個監(jiān)測點，看看還殘留多少甲醇，人們習慣上認為不帶液、可以生產(chǎn)就表示分離好了。聯(lián)醇裝置由于后續(xù)合成工段的嚴格凈化要求，采用機械分離器串聯(lián)水洗塔的工藝分離甲醇（為凈化，不是

12、為增產(chǎn)甲醇）；8萬噸以上的低壓單醇裝置，過去幾乎全部采用到傳統(tǒng)的機械式分離器，筆者作過國內(nèi)多條生產(chǎn)系統(tǒng)分析測定，回收率普遍低。按2005年中國甲醇發(fā)展總體建設(shè)目標4000萬噸（僅陜西省就達2000萬噸），如果再不重視這一問題，按事例2組略統(tǒng)計，甲醇浪費數(shù)量之巨筆者不敢寫出(4000×187/400=1870萬噸年）。近兩年人們已開始關(guān)注甲醇分離，但一涉及投資，90的管理者又會拋棄它，認為它比不上合成塔內(nèi)件、壓縮機、催化劑等重要，又一次將它打入冷宮。本文前面所舉事例就是想算算這筆帳，大家可能會因為數(shù)量之巨而不相信它的真實性（誰愿意說自己浪費呢？！筆者每每想起此種現(xiàn)狀，不由得痛心疾首，自

13、嘆書生無能，無力扭轉(zhuǎn)乾坤）。各位學員主管，前文事例闡述高效分離重要性，要靠大家動手才有意義。3開發(fā)單位各自為政，良蕎不齊，用戶難以判定，多數(shù)為一時或幾人商業(yè)行為：自甲醇生產(chǎn)技術(shù)發(fā)明以來，國內(nèi)外無一家科技工程權(quán)威單位或財團在“甲醇分離”上投資金做大文章，直到1998年西安海祥潔凈技術(shù)工程公司成立，才有一家定位于甲醇合成氨高端分離技術(shù)與裝置的專業(yè)開發(fā)機構(gòu)出現(xiàn)，這也是中國聚分技術(shù)的發(fā)源地，目前列入陜西省與國家科技部聚分技術(shù)研究基地建設(shè)項目。西安、上海、河南等地陸續(xù)出現(xiàn)的單位或個人也以不同方式加入這一行業(yè)，按照各自的理解與標準色彩斑斕地揮墨舞袖，名稱花樣翻新（微震膜、集成膜），主要以價格低廉占領(lǐng)市場，

14、效果難以認真評價。仔細分析，原理與形式不出上面闡述范圍整體上缺乏統(tǒng)一衡量標準，需要使用者考察應用效果，選定方案。第四部分：未來趨勢1、認識上低成本、全收率、廣譜性、大型化是未來甲醇分離技術(shù)與裝置發(fā)展方向。全收率雙零潔凈塔雙高效聚分器是目前與未來十年內(nèi)中國大型超大型甲醇生產(chǎn)裝置必要配置與主流品牌2、輿論上大書特書甲醇生產(chǎn)與甲醇分離的相互關(guān)系，通過工業(yè)事例，呼吁甲醇產(chǎn)業(yè)政府部門、生產(chǎn)管理者、技術(shù)工程人員、設(shè)計單位分析中是甲醇分離的重要性，理性的計算回收與投資效益，形成不論規(guī)模大小、水平高低、有錢與否，要優(yōu)先提高甲醇技術(shù)水平與裝置可靠度。產(chǎn)多少就收回多少。不要認為甲醇不回收也在我的系統(tǒng)中循環(huán)，沒有浪

15、費掉，投資比傳統(tǒng)裝置多久不劃算，這是不科學的觀念。3、技術(shù)裝置上機械分離器、雙高效聚分器、全收率雙零潔凈塔因具有不同的技術(shù)檔次（甲醇含量分別為過飽和、飽和、零）、投資需求（最低、中等、中上等）與可分可和的組合特點，將分割市場，但大型、超大型裝置應以（1）一臺雙高效聚分器或（2）機械分離器雙零潔凈塔的工藝路線建設(shè)，達到最佳的經(jīng)濟效益投資狀態(tài)。隨著能源緊缺與甲醇供應市場分割結(jié)束，追求低成本甲醇生產(chǎn)將成為必然，分離增產(chǎn)是最直接、最簡便、也是最有效的途徑。4、模式上合同能源管理是指無償提供技術(shù)與裝備，收取新技術(shù)在特定時間段增創(chuàng)的效益和節(jié)約的能源。甲醇分離裝置具備結(jié)果可準確、單獨劑量的特點，除了傳統(tǒng)的買

16、賣設(shè)備商業(yè)模式外，在信譽度良好的用戶與技術(shù)真切可靠實力充足的技術(shù)開發(fā)上之間，以合同能源管理模式相互合作，即無需用戶投資，將用戶風險降至最低，又給開發(fā)上一個獲得良好收益的機會，同時也是整頓技術(shù)開發(fā)市場、規(guī)范行為、避免信口開河的一種有效措施。結(jié)束語：甲醇生產(chǎn)與甲醇分離是唇齒相依關(guān)系，目前業(yè)內(nèi)對高效分離重要性認識不足，投資力度更不足，浪費驚人；低成本節(jié)氣節(jié)能增產(chǎn)分離新技術(shù)與裝置是未來生產(chǎn)發(fā)展的必然；依靠分離增產(chǎn)的甲醇總量占傳統(tǒng)工藝裝置生產(chǎn)總量的1020甚至更多，而且是低成本甲醇，具有良好的市場競爭力；全收率雙零潔凈塔雙高效甲醇聚分器是未來大型超大型甲醇裝置的科學配置與主流品種。各級領(lǐng)導與技術(shù)工程人員應為提高中國甲醇產(chǎn)業(yè)整體分離技術(shù)水平與自身效益積極行動，建立無論裝置規(guī)模大小、整體技術(shù)水平高低，都要優(yōu)先提高甲醇分離裝置水平、達到最好的行業(yè)共識。*背景資料