技术领域
[0001] 本
发明一种草甘膦生产中溶剂甲醇回收装置及方法, 用于甘
氨酸法草甘膦原药生产。
背景技术
[0002] 泰盛公司在草甘膦生产中，溶剂甲醇回收采用脱醇釜升温后，通过脱醇一级
冷凝器、脱醇二级冷凝器、三级冷凝器将含有甲醇、甲缩
醛、氯甲烷的
酸性气体冷凝后进入酸稀甲醇储槽。其中氯甲烷气体在此过程中不能冷凝，而是通过楼顶尾气
风机输送至氯甲烷回收装置。酸稀甲醇通过中和混合器与液
碱中和后混合进入中和后稀甲醇储槽，再进入甲缩醛塔、甲醇塔精馏。精馏后甲缩醛输送至罐区外卖，甲醇进入合成岗位回用。
[0003] 因从脱醇釜出来的混合气体pH值较低，现有一二三级冷凝器全部采用
石墨冷凝器。石墨冷凝器在使用过程中易受
温度波动冲击破裂，石墨
块之间
粘合剂在甲缩醛存在环境下易溶解。导致石墨冷凝器维修频次高影响生产，维修
费用高，目前市场上无其他合适冷凝器进行替代。
[0004]
循环水、冷冻水
泄漏到物料中影响产品
质量，甲醇回收系统因泄漏水量过多无法满足草甘膦正常生产。物料泄漏至循环水和冷冻水中影响水质，导致循环水和冷冻水系统COD含量偏高，其中冷冻水因长时间循环使用，有机物富集严重，安全风险较大。
[0005] 草甘膦脱醇工序属于间歇性生产，原装置因自动化程度低，一二三级冷凝器需求的循环水、冷冻水均处于满开状态，对公用工程需求大，
能源浪费较大。
发明内容
[0006] 本发明的目的在于提供一种草甘膦生产中溶剂甲醇回收装置及方法，规避原有装置中石墨冷凝器的使用，减少因冷凝器易破损泄漏需要经常维修对生产的影响，降低维修费用，提高产品质量，节约能源，有效降低0℃水系统的安全风险。该方法装置在草甘膦生产中控制稳定，反应及时，基本不需停车减产维修，有效确保生产正常运行。
[0007] 本发明采取的技术方案为：一种草甘膦生产中溶剂甲醇回收装置，脱醇釜经管道与中和塔连接，液碱罐经管道与加热器连接，加热器经稀碱
循环泵与中和塔连接；
中和塔经中和塔出口风机与一级冷凝器连接，一级冷凝器与二级冷凝器连接，二级冷凝器与三级冷凝器连接；三级冷凝器与稀甲醇储罐连接。
[0008] 脱醇釜至中和塔的管道上还经管道与稀碱溢流槽连接，加热器还与稀碱溢流槽连接，稀碱溢流槽与稀甲醇储罐连接。
[0009] 加热器经稀碱
循环泵与稀甲醇储罐连接。
[0010] 中和塔经中和塔出口风机还与脱水塔进气冷凝接收罐连接，脱水塔进气冷凝接收罐与稀甲醇储罐连接。
[0011] 所述加热器上设置有甲醇塔
废水进入管道，加热器分别经管道连接至污水站及清水沟。
[0012] 采用所述的草甘膦生产中溶剂甲醇回收装置回收溶剂甲醇的方法，包括如下步骤：（1）草甘膦脱醇工序后，脱醇釜内的温度升温至55- 115℃，气相包括甲醇、甲缩醛、氯甲烷、水
蒸汽（体积比30-40: 3-6 :5-9: 45-50，优选为39: 5: 7.5: 48.5）的酸性混合气体经气相管道进入中和塔，酸性混合气体pH值为0.8-1.5，优选为1，酸性成分为
盐酸。液碱自加热器通过稀碱循环泵向中和塔内打循环，使中和塔内
温度控制在75-90℃之间。酸性混合气体流量在4000-8000m³/h之间，液碱循环流量在13-18m³/h之间。酸性混合气体在中和塔内与液碱 中和后从塔顶出，塔顶出来混合气体pH值在8-12之间，若pH值偏低，通过液碱罐向加热器补充32%液碱。
[0013] 加热器加热后的蒸汽冷凝水进入清水沟，经甲醇废水预热后的冷水进入污
水处理站。
[0014] （2）中和塔顶部出来的混合气体主要成分有甲醇、甲缩醛、氯甲烷（水蒸气已冷凝成水进入稀碱槽，冷凝水流量在1.4-2m³/h之间）三种混合气体体积比约为70-80:8-11:10-16，优选为 76: 9.6: 14.4，温度在75-90℃之间。经中和塔风机提供动
力依次输送至一级冷凝器、二级冷凝器、三级冷凝器，经三级冷凝后的冷凝液溢流至稀甲醇储槽，风机进口压力控制为-0.5-0.4KPa，同时控制中和塔的塔顶压力为-0.4-0.5KPa。中和塔风机内冷凝液溢流至脱水塔进气冷凝接收罐后，再次溢流至稀甲醇储槽，稀碱槽内主要成分为NaOH、含少量NaCl、极少量甲醇、甲缩醛的混合溶液，pH值在8-12之间稀甲醇储槽中主要成分为液相甲醇、甲缩醛、水，混合溶液质量比45-55:10-18: 30-38，经三级冷凝后的不凝尾气氯甲烷输送至氯甲烷回收系统；
（3）中和后稀甲醇储槽内稀甲醇经过甲缩醛塔蒸馏后，塔底液输送至甲醇塔蒸馏后分别得到副产品甲缩醛和溶剂甲醇，副产品甲缩醛输送至罐区，甲醇输送至合成岗位回用。
[0015] 步骤（1）中脱醇釜出来的混合气体输送至中和塔时，管道中部分气体在输送过程中温度下降冷凝，冷凝液溢流至稀碱槽；加热器内液位上升后，溢流至稀碱槽，稀碱槽内主要成分为NaOH、含少量NaCl、极少量甲醇、甲缩醛的混合溶液，pH值在8-12之间；稀碱槽内液体泵送至稀甲醇储罐。
[0016] 本发明一种草甘膦生产中溶剂甲醇回收装置及方法，有效规避使用原有装置中石墨冷凝器装置，减少因石墨冷凝器易破损泄漏需要经常维修对生产的影响，降低维修费用，提高产品质量，节约能源，明显降低0℃水系统的安全风险。该方法在草甘膦生产中控制稳定，反应及时，基本不需停车减产维修，确保生产正常运行。
附图说明
[0017] 图1为草甘膦生产中溶剂甲醇回收装置的结构示意图，1. 脱醇釜，2. 液碱罐，3. 加热器，3-1. 稀碱循环泵，4. 中和塔，5. 中和塔出口风机，6. 一级冷凝器，7. 二级冷凝器，8. 三级冷凝器，9. 稀甲醇储罐，10. 稀碱溢流槽，11. 脱水塔进气冷凝接收罐，12. 甲醇塔废水进入管道，13.污水站，14.清水沟。
具体实施方式
[0018]
实施例1一种草甘膦生产中溶剂甲醇回收装置，脱醇釜1经管道与中和塔4连接，液碱罐2经管道与加热器3连接，加热器3经稀碱循环泵3-1与中和塔4连接；
中和塔4经中和塔出口风机5与一级冷凝器6连接，一级冷凝器6与二级冷凝器7连接，二级冷凝器7与三级冷凝器8连接；三级冷凝器8与稀甲醇储罐9连接。
[0019] 脱醇釜1至中和塔4的管道上还经管道与稀碱溢流槽10连接，加热器3还与稀碱溢流槽10连接，稀碱溢流槽10与稀甲醇储罐9连接。
[0020] 加热器3经稀碱循环泵3-1与稀甲醇储罐9连接。
[0021] 中和塔4经中和塔出口风机5还与脱水塔进气冷凝接收罐11连接，脱水塔进气冷凝接收罐11与稀甲醇储罐9连接。
[0022] 所述加热器3上设置有甲醇塔废水进入管道12，加热器3分别经管道连接至污水站及清水沟。
[0023] 实施例2如图1所示，一种草甘膦生产中溶剂甲醇回收方法，下面以一条生产线说明。单条生产线共12只脱醇釜，其中每3只为1组同步操作。选其中一组脱醇釜升温至60℃左右时，开启脱醇釜出口DN150的PP球
阀。通过脱醇釜不断升温（末温至115℃），混合气体进入气相管（气相管道采用DN600
钢衬PO管道），混合气体pH值在1左右，温度在80-85℃之间，后续有脱醇釜升温至60℃左右时打开脱醇釜气相管道阀
门，将混合气体导入至气相总管（气相总管需进行保温，保温层厚度90mm）。脱醇釜升温结束后关闭脱醇釜出口气相PP
球阀。气相总管在输送过程中因温度下降部分气体冷凝（冷凝液），冷凝液溢流至稀碱溢流槽，溢流槽液位达到上限1.5m后泵送至中和后稀甲醇储槽。脱醇釜在升温结束后关闭脱醇釜上的PP球阀。
[0024] 脱醇工序开车前通过液碱罐向加热器（稀碱槽）加入32%液碱至加热器液位计1m处，稀碱温度通过加热器升温，热量来源通过蒸汽或者甲醇塔废水中的废热。加热器通过稀碱循环泵向中和塔内打液碱循环，循环流量控制在15m³/h左右。使液碱与混合气体中的盐酸充分中和。控制中和塔内温度在84-88℃左右。当加热器液位较高溢流不及时，稀碱循环泵一组支管与加热器内液位连
锁，液位较高时将稀碱输送至中和后稀甲醇储罐，避免漫料。运行过程中通过监测加热器的pH值，确保pH值在10-11.5之间，当pH值下降后，液碱罐自动向加热器补充液碱，运行过程中补加液碱量在60L/h左右。
[0025] 加热器内加热后的蒸汽冷凝水进入清水沟，经甲醇废水预热后的冷水进入污处站。
[0026] 脱醇釜出来的混合气体经过中和塔中和后，pH值在8.5-9.5 之间，混合气主要成分有甲醇、甲缩醛、氯甲烷（水蒸汽已冷凝成水进入稀碱槽，冷凝水流量在1.4-1.6m³/h之间），三种混合气体体积比约为75-77: 9-10: 14-15 ，流量在4500-5400m³/h之间，温度在80-86℃之间。从中和塔顶部出进入中和塔风机，混合气体输送过程中均由中和塔风机提供动力，风机选用风量为10920m³/h，出口静压40KPa，
电机功率220KW（风机1开1备），风机运行负荷在40-50%之间。风机确保进口压力在-0.3KPa，并与中和塔顶压力连锁，采用自动控制（运行负荷由
变频器自动控制）。中和塔顶压力控制在-0.4KPa，塔顶压力越高风机负荷增加,风机出口压力在8-13KPa之间。经风机后气体依次通过中和后一、二、三级冷凝器。其中一级冷凝器换热面积400㎡采用循环水冷凝，循环水供水管道Φ325，下料管Φ159。二级冷凝器换热面积300㎡采用0℃水冷凝，0℃水供水管道Φ150，下料管Φ133。三级冷凝器换热面积200㎡采用-10℃水冷凝，下料管Φ108。汇总至下料总管Φ219溢流至中和后稀甲醇储槽。最后不凝尾气氯甲烷输送至氯甲烷回收系统。
[0027] 风机在输送中的冷凝液通过管道溢流至冷凝液接收槽，再溢流至中和后稀甲醇储罐。稀甲醇储槽内混合溶液甲醇、甲缩醛、水质量比在48-50:14-17:33-38之间，ph值在8.5左右。为减少甲醇甲缩醛挥发损失，在中和后稀甲醇储槽上方安装一台20㎡列管式放空冷凝器，储罐上方放空管道为Φ76，冷凝器采用-10℃水冷却，冷凝器液相管道Φ57溢流至稀甲醇储槽。
[0028] DN600气相总管上部安装4组DN150的PP放空管道，每组PP放空管道安装1台
气动阀门，
气动阀门开与气相总管上压力连锁控制，当风机发生故障时，气相总管压力大于20KPa时自动开启放空阀门泄压。
[0029] 中和后稀甲醇储槽内稀甲醇经过甲缩醛塔蒸馏后，塔底液输送至甲醇塔蒸馏后分别得到副产品甲缩醛和溶剂甲醇。副产品甲缩醛输送至罐区，甲醇输送至合成岗位回用。
[0030] 实施效果：该回收方法运行正常，操作自动化程度高，开车正常后，基本不需手动调整，员工劳动强度明显下降。甲醇、甲缩醛、氯甲烷回收正常。因泄漏量减少，全车间甲醇单耗较改造前下降0.005吨/吨（甲醇单耗按照全月甲醇实际消耗量除以草甘膦总产量），甲缩醛回收率由49%上升至50%（甲缩醛回收率按照甲缩醛回收产量/草甘膦总产量*100%）。氯甲烷回收率较之前持平。
[0031] 实施例3根据实施例2所述方法：合成二车间草甘膦总产能33000吨/年，合100吨/天。单条生产线12只脱醇釜，本车间共3条生产线，共安装有3套中和塔回收系统。自2018年投入使用2年来，装置运行稳定，经济效益显著。
[0032] 实施效果：改造后无需石墨冷凝器设备，维修费用下降420万元/年。车间全年草甘膦产量按计划完成，产量较实施前增产520吨/年，新增利润104万元。公用工程消耗下降，电及蒸汽节约39.5。甲醇单耗下降5kg/吨，节约成本45.375万元。甲缩醛回收率由上升1%，合330吨，新增效益99万元。
[0033] 合计每年新增效益705.875万元。员工无需每班对石墨冷凝器进行查漏，装置运行自动化程度高，劳动强度大幅度下降。公共工程0℃水及-10℃水系统COD在100ppm以内，已无安全风险。
[0034] 经济效益分析：1、改造前，原一级、二级、三级冷凝器均为石墨冷凝器。一台石墨冷凝器维修后仅能使用1年，厂家维修费用约70000元/台，人工及吊车费用3000元/台，合计7.3万元/台。合成二车间共有石墨冷凝器63台，全年维修费用459.9万元。改造后装置基本不需维修，节约维修费用约420万元/年。
[0035] 2、单台冷凝器维修造成草甘膦生产减产约8吨，全年造成减产约500吨，减少利润约100万元。改造后生产运行正常，产量饱和。
[0036] 3、改造前因冷凝器泄漏造成稀甲醇水分上升，每天泄漏约6吨水。甲醇塔塔底温度控制90℃，需消耗蒸汽650kg。全年按330天计算，需消耗蒸汽210吨，蒸汽价格166元/吨，合计3.5万元。全年减少废水产生约2200吨。（蒸汽
焓值2762KJ/Kg）4、公用工程因循环水系统中泄漏有机物，造成COD含量偏高，导致循环水系统中
微生物粘泥增加附着在换热器上。降低循环水换热效率，并增加
水质处理剂费用，改造后基本杜绝。0℃水和-10℃水系统因甲醇甲缩醛泄漏至系统中，导致0℃水、-10℃水系统COD富集，有较大安全风险。本技术改造后，0℃水及-10℃水系统内COD在100ppm以内，已无安全风险。
[0037] 5、改造后因公用工程系统减少空耗，循环水泵流量下降500m³/h，扬程44m，合电功率102KW，0℃水泵流量下降280m³/h，扬程44m，合电功率57KW，-10℃水流量下降50m³/h，扬程50m，合电功率11KW。水泵效率按70%计算。0℃水机组用电功率下降90KW，-10℃机组用电功率下降70KW。总计370KW。因新增加6台风机（3开3备），单台电功率220KW，运行负荷在30-50%之间，折算新增电功率消耗264KW,冲抵后实际节约电功率66KW/h。全年节约52.27万度（按330天计算），电单价0.69元/度，合计36万元。
[0038] 6、甲醇消耗下降5Kg/吨，全年按33000吨产量计算，节约甲醇165吨，价格按2750元/吨计算，节约成本45.375万元。甲缩醛回收率由49%上升至50%，新增甲缩醛副产品330吨，价格按3000元/吨计算，新增效益99万元。
[0039] 改造后直接经济效益约705.875万元/年，效益显著。员工无需每班对石墨冷凝器进行查漏，装置运行自动化程度高，劳动强度大幅度下降，公共工程0℃水及-10℃水系统COD在100ppm以内，已无安全风险。
