摘要：傳統使用的列管式甲醇精餾冷凝器耗水量大、循環水泵及涼水塔風機電耗大；換熱效果差導致放空溫度高、醇耗增加。經過對幾種換熱器各方面的比較和計算，選用具有傳熱效率高、抗結垢能力強、耐蝕性好、節電節水等性能的高效甲醇冷凝器。
關鍵詞：高效甲醇冷凝器，列管式冷凝器，節能，回流
列管式冷凝器耗水量大，循環水泵及涼水塔風機電耗大，且在水質較差或水處理不好的條件下易結垢，堵塞，并導致換熱效率下降從而導致放空溫度高，醇耗增加。因此，我公司在對多種換熱器全方位比較的基礎上，經過周密的計算，設計制造了高效甲醇冷凝器。該設備在石家莊金石化肥有限公司甲醇精餾工段試運行，效果良好，達到了設計要求。
1.高效甲醇冷凝器運行原理     TRCL系列高效甲醇冷凝器的工作原理是將需要冷凝的高溫甲醇蒸汽，送入換熱管內冷卻，從而使高溫蒸汽冷凝為液體。熱交換的過程是用反復使用的冷卻水源，不斷地淋濕換熱管表面，使部分冷卻水吸收管內被冷凝介質的熱量后蒸發；由性能穩定、工作可靠的風機將熱量散發至大氣。沒有蒸發的冷卻水通過高效散熱裝置繼續散熱，冷卻后的水流回集水槽，由循環水泵再次送至噴淋系統，反復使用，是一種將水冷與空冷，傳熱與傳質過程融為一體，且兼有兩者之長的新型、高效冷凝設備。
2.在精甲醇系統冷凝中試用高效甲醇冷凝器
2.1 換熱設備的設計選型：
①名稱：TRCL-3.0型高效甲醇冷凝器
②裝置能力：與年產三萬噸甲醇裝置配套
③換熱管類型及材質：波紋管     0Cr18Ni9
④設計參數：主塔回流比：2.5  預塔回流比：0.8
⑤運轉設備總裝機容量：28千瓦
2.2 設備管道施工安裝
該高效冷凝器安裝于金石公司精醇工段循環水泵房原高位涼水塔位置。并將原有一臺舊涼水塔拆除，其與回流槽的位差與原列管式冷凝器基本相同，流程的改造除增加回流管線外，對原有的放空管線進行了改造，并相應增加了氣液相平衡管。
在改造的過程中，我們對冷凝系統進行了工藝計算，對系統的阻力進行了核定，在核定的基礎上，對高效冷凝器的進氣總管，冷凝排管，冷凝回流總管，放空管及相應的平衡管的管徑，流向坡度，均進行了調整。并對冷卻風機及循環水泵的工藝參數進行了確定。
2.3試驗過程
石家莊金石化肥有限責任公司現有兩套精甲醇裝置，單套設計能力為      4萬噸/年精甲醇，采取雙塔精餾工藝，塔結構為浮閥塔，單塔實際最大能力可達2.5萬噸精甲醇，(為了今后的甲醇擴產，本試驗甲醇冷凝器能力有所放大)本次試驗利用其中一套裝置，停用原有的主預塔列管式冷凝器，改用主預塔合一的高效冷凝器，由于試驗時間為初春，為了防止冷凝量過大或冷凝回流不暢產生水擊或氣阻，采用了分步導入的方法進行了試驗，其步驟如下：
①        高效甲醇冷凝器箱體注水。
②        高效甲醇冷凝器循環水泵投運。
③        從精餾塔向該冷凝器導氣。
④        產生回流后，開啟冷卻風機。
⑤        切斷原列管式冷凝器氣及水源，精餾塔塔頂完全用高效甲醇冷凝器冷凝。
⑥        控制采出量及采出成品進行全分析。
⑦        以同樣的方法啟用預塔冷凝，并停用預塔原列管式冷凝器。
⑧        進行停水冷僅用風冷試驗，冷凝溫度上長較快，又恢復開啟水泵。
⑨        在小負荷情況下進行全停風僅用水噴淋試驗，試驗結果是負荷下降較多。恢復一臺風機運行。試驗結果表明，停水比停風引起的負荷波動小
⑩        進行負荷彈性試驗，當采出量下降為3.2-3.5方精甲醇時，裝置仍正常運行。產品質量不受影響。

2.4試驗數據：
主塔回流比：2.4-2.5
   預塔回流比：0.7-0.8
   精醇采出量：4.2-4.4方
主塔冷凝溫度：42℃
   預塔冷凝溫度：42℃
   試驗時環境溫度：約15℃左右
   試驗時空氣相對濕度：50%
   冷卻風機開啟：一臺（共三臺）
   冷卻風機電流測定：16.5A（不超標）
2.5產品質量分析：
外觀:無色透明
水溶性:清
色度:5-10
視密度:0.7870
密度:0.7915
蒸餾時干點:64.8
蒸餾量:98.6ml
高錳酸鉀試驗:平均45min
水份:0.01
游離堿:0.0005
以上為試驗數據，在轉入正常運行時，產品質量高錳酸鉀試驗已全部超過50min，色度全部為5，達到優級品標準。

3.試驗結論：
①該臺高效甲醇冷凝器試驗過程相當順利，主預塔與原列管式冷凝器切換時間均可在一小時內完成，由于外部管路改造比較完善，在試驗過程中并未出現產生氣阻而回流不暢的現象，且操作控制比原有老系統更為簡便。
②從采出的精醇產品質量可以看出，該裝置的投運對產品質量未產生任何影響，有些指標還優于使用原有列管式冷凝器器。
③該裝置節電節水明顯，從節電效果看，該裝置裝機全部容量僅為28千瓦，從試驗用電量核定，相對于原循環水泵系統，節電效果可達50%以上。相對于原循環水系統的補水，節水效果也可達50%以上。以此計算，經濟效益十分明顯，據初步計算，年可節電48萬度，節水12.8萬噸，以石家莊地區的化肥行業的水電價核定，僅以上兩項，年節能降耗效益就達35萬元（未包括列管式冷凝器停車清理及生產減負荷損失費用以及由于放空溫度高引起的甲醇損耗損失）以上。
④該裝置完全適用于甲醇高效冷凝，因此，在經過120小時的試驗運轉后，金石化肥有限責任公司已將該裝置轉入正常生產，該裝置自2006,3，6日開始試驗并于3,11日轉入正常生產后，運行一直穩定，現已停一臺155KW的循環水泵，現該套精醇裝置（原設計為年產2.5萬噸精醇）每天的采出量為120方左右，產品質量全部為優級品。
⑤高效甲醇冷凝器的應用可以給甲醇精餾裝置的設計及現有裝置的擴產帶來一場革命，在新設計及原有甲醇精餾擴建過程中，可以不再建或擴建循環水泵房，直接選用高效甲醇冷凝器，由于設備維修工作量小，所以可以將該設備布置于控制室房頂上（對于原有已建廠房，需核定廠房是否可以承重），從而可以減少甲醇精餾裝置的占地及工程投資。總之，此裝置的應用使甲醇精餾冷凝器又上一個新臺階。