《甲醇生产全收率增产节气节能新技术与装置》

1、甲醇生产全收率增产节气节能新技术与装置李彩琴（西北大学）摘要：本文以事例分析说明甲醇生产与甲醇分离间定性定量关系、认识程度，总结我国甲醇工业分离技术与装置现状，提出相应解决方法，指出全收率低成本甲醇增产模式将是未来我国甲醇装置设计、改造必选之路，也是分离技术与新型装备发展方向。各位朋友：大家好！受培训中心邀请，占用大家时间，就甲醇生产与甲醇分离的关系及高端甲醇分离技术与装置与各位一起，交流心得。本文分四部分：两个事例、两个结论、一个现状、未来趋势。第一部分：两个事例：事例1种庄稼如果将甲醇生产比作“粮食生产”，则甲醇分离就如同“收割庄稼”：不管种养规模与水平如何，至少应将长成熟的庄稼悉数收回；

2、如果因收割工具与方法不当（即技术与装置），稻田到处散落着麦穗，也不一一捡起（即收回），最后这些粮食必然又变为废物，不仅降低产量，而且增大成本。甲醇分离同此道里：传统生产中因分离技术与装备水平低，约有占装置总量1020的甲醇在系统中反复耗电耗气耗媒转空圈圈或被放掉；即使有方法，由于不知道或认识的问题或精力财力的问题，可能也不采用，任凭产品默默浪费。事例2增精甲醇4.48万吨地点与场景：2005年初，中原地区某12万吨年甲醇专业生产厂甲醇合成工段，原机械分离器后气体总流量19万Nm3/h(40，5.0MPa)，通入新增LC型洁净塔底部，另加软化水3吨h，获得塔顶产物气体（甲醇含量0.05%)，塔底

3、产物稀甲醇液体（甲醇重量浓度：6870%）。总体结果：新分离装置获得约10吨h(240吨天、80000吨年）浓度高达70的粗甲醇（折合净甲醇5.6万吨年），按精馏有效回收率80组略计算，年新增精甲醇4.48万吨；分离前入塔气体甲醇摩尔含量高达1.92.3%（参见附件1：检验报告）。这5.6万吨净甲醇因不消耗合成工段循环机电费、换热费、冷却费，催化剂费、装置折旧费、人工管理费，只消耗低于原生产标准的原料气成本费、新增分离装置（可用15年）的折旧费和3吨h水电费，吨成本低于正常生产成本190220元，属低成本低消耗甲醇第二部分：两个结论1、发展并采用甲醇高性价比分离技术与新型装备是甲醇产业市场需求

4、与发展方向，是未来中国甲醇生产必备与最直接了当增产方法。在节约社会建设的时代，无论您的装置规模大小、先进程度、资金多少、精力够否、问题有否，浪费或高成本都是没有出路的，现在大家抢市场，这个问题不突出，未来市场格局一旦形成稳定下来，靠的就是低价格。分离增产的甲醇成本比正常生产低100300元吨，属低成本甲醇，符合科学发展规律。因此从上级主管到厂长、丛中曾到基层，应提高认识，先抓住这一环节，无理由的优先采用低成本先进技术与装置，将合成的甲醇从系统中尽可能分离回收出来。手和技术与工具如因发展水平问题导致浪费，尚可接受，不能强人所难；但如因认识问题，能解决不解决，置之不理，就是扔掉自己的钱，实在可惜，

5、至少应该检讨是否有点官潦。2、全收率低成本甲醇增产模式将是未来我国甲醇装置设计、改造必选之路。传统生产系统甲醇收率低，浪费严重。事例2所指厂家是我国国内目前规模、水平、消耗均处于中等位置的甲醇厂，仅仅12万吨规模的小厂，既不先进也不落后，代表着中国甲醇产业的实际现状。该厂2005年之前，每年浪费低成本净甲醇总量就高达5.6万吨年、折合损失精甲醇4.48万吨；2004年我国甲醇总产量不足400万吨，照此理估算，相当于有400×5.6/12=187万吨甲醇被它们的主人抛弃掉（可能无人相信这个数据，甲醇在系统中默默空转圈圈，它们不会说话提意见），除非循环机发生液击、合成反应率下降、管道积存

6、液体甲醇并被人们检查出来，否则人们也不会正视自己的浪费！它们一小部分被放掉，一大部分反反复复地在整个合成系统的装置、管道内流动、压缩、升温、合成、降温、再压缩、再升温不仅加高生产电、气、水、催化剂、人工、装置折旧消耗，而且占据位置、限制着生产能力的正常发挥，数量之巨，浪费之大，难以想象（下面会在进一步论证）。在全世界能源危机、各国各地大讲节约经济大大环境之中，全收率低成本甲醇生产模式因其良好的经济效益性、可实现行与广泛适应性，将成为中国与世界范围内甲醇生产发展的未来必然结果。第三部分：一个现状甲醇分离作用技术种类单一、重视不足，投资舍不得无论各省各地、装置规模大小、消耗高低、工艺水平，但甲醇分

7、离水平与装置整体水平低，可选方法与装置少；新技术与装置宣传力度不够，应用面小，最主要是主观认识不足，重生产轻收获，这一点在投资与理想是尤为突出；技术开发单位良芳不齐，商业信誉低，素质有待提高，缺乏行业标准或共识。1技术种类与认知度(1）机械分离（常温法、低温法）是行业50年来通用的方法，采用重力、离心或丝网拦截原理设计分离器，如事例2。常温法与低温法的区别在于后者通过消耗冷量降低气体温度，降低气液相平衡值，将气相甲醇进一步变成液态甲醇。但因气液分离原理一样，受其技术极限限制，都只能分离出粒径大的甲醇，气相甲醇过饱和含量高于相平衡理论值60160%（如事例2，应为0.7%，实际值为1.9%）。目

8、前中国已建、再建装置中有90以上仍是如此。(2）聚结分离1999年由笔者开发、西安海祥洁净技术工程公司实施在陕西城固2万吨联醇装置、20万吨上海焦化单醇装置上实施成功，成为第二类分离技术，采用“机械分离聚结分离”将甲醇分离精度由机械法的510微米提高至0.01微米，出口气体甲醇含量基本等于相平衡理论值。因聚结技术是采用微米级超细纤维丝折叠材料对细小甲醇雾沫的拦截、表面选择亲和与液体表面张力缩合原理来分离气体中夹带的少量液雾，很容易因杂质与幅产物石蜡堵塞失效，因此普通聚结器本身不能单独用于甲醇实际生产，一定要与机械分离器串联使用。这就是用户在应用时要购买两台设备、打两个基础、配三个管路切换阀、两

9、套液位控制系统才可以安全生产，投资时传统机械分离器的24倍，用户常因价格问题放弃使用，除非生产出现严重带液或追求更高效益方可采用。普及面小。(3）最新技术双高效甲醇聚分器全收率双零洁净塔，开发单位西安海祥洁净技术工程有限公司。前者适用于新建10万吨年以上大型超大型甲醇装置；后者适用于已建、新建、中型大型超大型甲醇装置。这将是引领中国未来甲醇分离技术和装置领域的生力军，尤其是大型装置是发展的必然趋势。目前几乎不被人们所知，须大力宣传。·双高效甲醇聚分器：2004年7月开发完成明显技术性能出口气体甲醇含量等于相平衡值，达到气液分离技术的极限水平明显外观特征独特的自旁路专利技术，将设备中部

10、与顶部出气口之间用一条带切换阀的自旁路连通，自设备中部将其分为上下两部分：下部设置机械分离单元，上部为聚结分离单元。开停车或遇事故，打开自旁路切换阀，成为高效机械分离器；正常生产关闭此阀，成为高效聚结分离器。一机两用。投资性能特点投资一台设备、一个设备基础、一套管路代替前面所述的传统聚结分离工艺，整体投资节省一半，分离指标等同，有良好性价比。·全收率双零洁净塔：2004年11月开发完成明显技术特征出口气体甲醇含量为零，生产收率等于合成反应转化率；粗甲醇浓度高达70以上（传统浓度为1525%)；不液泛、不干板、操作弹性士50%;明显结构特征中下部：零醇吸收单元，多级LG型高效塔板顶部：

11、零水聚分单元，混合器：零距离气水混合核心单元投资性能特点全收率甲醇分离技术，固定投资时传统水洗塔1.53倍，操作费精馏费低于传统技术50左右。2、甲醇损失与认知程度各地各厂甲醇损失普遍存在且数量惊人，认识开始产生，但动手行动乃至彻底改变远远不够自整条生产线起点的第一台设备直到甲醇合成塔出口，全部资本与精力投入的目的就是合成出甲醇，可偏偏到了获得产品的甲醇分离，就一下子松劲了：只要有一个分离器，就万事大吉，无人在出口气体管道上设一个监测点，看看还残留多少甲醇，人们习惯上认为不带液、可以生产就表示分离好了。联醇装置由于后续合成工段的严格净化要求，采用机械分离器串联水洗塔的工艺分离甲醇（为净化，不是

12、为增产甲醇）；8万吨以上的低压单醇装置，过去几乎全部采用到传统的机械式分离器，笔者作过国内多条生产系统分析测定，回收率普遍低。按2005年中国甲醇发展总体建设目标4000万吨（仅陕西省就达2000万吨），如果再不重视这一问题，按事例2组略统计，甲醇浪费数量之巨笔者不敢写出(4000×187/400=1870万吨年）。近两年人们已开始关注甲醇分离，但一涉及投资，90的管理者又会抛弃它，认为它比不上合成塔内件、压缩机、催化剂等重要，又一次将它打入冷宫。本文前面所举事例就是想算算这笔帐，大家可能会因为数量之巨而不相信它的真实性（谁愿意说自己浪费呢？！笔者每每想起此种现状，不由得痛心疾首，自

13、叹书生无能，无力扭转乾坤）。各位学员主管，前文事例阐述高效分离重要性，要靠大家动手才有意义。3开发单位各自为政，良荞不齐，用户难以判定，多数为一时或几人商业行为：自甲醇生产技术发明以来，国内外无一家科技工程权威单位或财团在“甲醇分离”上投资金做大文章，直到1998年西安海祥洁净技术工程公司成立，才有一家定位于甲醇合成氨高端分离技术与装置的专业开发机构出现，这也是中国聚分技术的发源地，目前列入陕西省与国家科技部聚分技术研究基地建设项目。西安、上海、河南等地陆续出现的单位或个人也以不同方式加入这一行业，按照各自的理解与标准色彩斑斓地挥墨舞袖，名称花样翻新（微震膜、集成膜），主要以价格低廉占领市场，

14、效果难以认真评价。仔细分析，原理与形式不出上面阐述范围整体上缺乏统一衡量标准，需要使用者考察应用效果，选定方案。第四部分：未来趋势1、认识上低成本、全收率、广谱性、大型化是未来甲醇分离技术与装置发展方向。全收率双零洁净塔双高效聚分器是目前与未来十年内中国大型超大型甲醇生产装置必要配置与主流品牌2、舆论上大书特书甲醇生产与甲醇分离的相互关系，通过工业事例，呼吁甲醇产业政府部门、生产管理者、技术工程人员、设计单位分析中是甲醇分离的重要性，理性的计算回收与投资效益，形成不论规模大小、水平高低、有钱与否，要优先提高甲醇技术水平与装置可靠度。产多少就收回多少。不要认为甲醇不回收也在我的系统中循环，没有浪

15、费掉，投资比传统装置多久不划算，这是不科学的观念。3、技术装置上机械分离器、双高效聚分器、全收率双零洁净塔因具有不同的技术档次（甲醇含量分别为过饱和、饱和、零）、投资需求（最低、中等、中上等）与可分可和的组合特点，将分割市场，但大型、超大型装置应以（1）一台双高效聚分器或（2）机械分离器双零洁净塔的工艺路线建设，达到最佳的经济效益投资状态。随着能源紧缺与甲醇供应市场分割结束，追求低成本甲醇生产将成为必然，分离增产是最直接、最简便、也是最有效的途径。4、模式上合同能源管理是指无偿提供技术与装备，收取新技术在特定时间段增创的效益和节约的能源。甲醇分离装置具备结果可准确、单独剂量的特点，除了传统的买

16、卖设备商业模式外，在信誉度良好的用户与技术真切可靠实力充足的技术开发上之间，以合同能源管理模式相互合作，即无需用户投资，将用户风险降至最低，又给开发上一个获得良好收益的机会，同时也是整顿技术开发市场、规范行为、避免信口开河的一种有效措施。结束语：甲醇生产与甲醇分离是唇齿相依关系，目前业内对高效分离重要性认识不足，投资力度更不足，浪费惊人；低成本节气节能增产分离新技术与装置是未来生产发展的必然；依靠分离增产的甲醇总量占传统工艺装置生产总量的1020甚至更多，而且是低成本甲醇，具有良好的市场竞争力；全收率双零洁净塔双高效甲醇聚分器是未来大型超大型甲醇装置的科学配置与主流品种。各级领导与技术工程人员应为提高中国甲醇产业整体分离技术水平与自身效益积极行动，建立无论装置规模大小、整体技术水平高低，都要优先提高甲醇分离装置水平、达到最好的行业共识。*背景资料