第32卷第4期化工設(shè)計(jì)通訊Vol 32 No. 42006年12月Chemical engineering design Communications甲醇系統(tǒng)擴(kuò)能改造總結(jié)周廣梅孫西英孫巖1.兗礦國泰化工有限公司山東滕州2775272.兗礦魯南化肥廠山東滕州27527)摘要論述了兗礦魯南化肥廠以原有裝置為依托利用壓縮機(jī)、循環(huán)機(jī)和甲醇精餾的富余能力在甲醇合成系統(tǒng)增加部分設(shè)備實(shí)現(xiàn)從100k/a增產(chǎn)到130k/a的目的投資少經(jīng)濟(jì)效益好關(guān)鍵詞甲醇擴(kuò)能改造中圖分類號TQ223.121文獻(xiàn)標(biāo)識碼:文章編號1003-6490(200604-0018-03醇精餾的富余能力在甲醇合成系統(tǒng)增加部分設(shè)備實(shí)工程概況現(xiàn)增產(chǎn)的目的。兗礦魯南化肥廠的80ka甲醇裝置是我國以德2工藝流程士古煤氣為原料氣自行設(shè)計(jì)和建造的第一套大型甲醇裝置,該裝置由西南化工研究院提供低壓甲醇合2.1凈化部分氣體流程成及甲醇精餾工藝技術(shù)"基礎(chǔ)設(shè)計(jì)原化工部第一設(shè)水煤漿加壓氣化制得德士古水煤氣經(jīng)過氨凈化計(jì)院承擔(dān)施工設(shè)計(jì)。該裝置以德士古煤氣為原料經(jīng)變換、NHD脫硫脫碳制得脫碳?xì)馄渲蠬,98.18%,中溫變換NHD脫硫脫碳、精脫硫后使總硫質(zhì)量分CO:0.7%、CO2:0.2%取10000-20∞00m°/h輸數(shù)<0.1×10-°送往甲醇合成工段采用5.0MPa低送至甲醇凈化系統(tǒng)脫碳后與甲醇凈化氣經(jīng)部分變壓法合成粗甲醇合成塔為絕熱一管殼型″反應(yīng)器,換、有杋硫水解、NH脫硫脫碳后的氣體混合經(jīng)精于2000年6月建成實(shí)現(xiàn)了化工投料試車的一次成脫硫后制得(H2-CO2)(CO+CO2)=2.05~2.15功且在投產(chǎn)后4個多月內(nèi)達(dá)到了設(shè)計(jì)能力,產(chǎn)品質(zhì)的精制氣即新鮮合成氣。氫碳比采用變換系統(tǒng)加設(shè)量達(dá)到了美國AA級標(biāo)準(zhǔn)。經(jīng)過工程技術(shù)人員的努副線的方法控制變換系統(tǒng)CO的含量。工藝流程如力該系統(tǒng)2002年實(shí)際生產(chǎn)能力已達(dá)100kt/a圖1所示。為了適應(yīng)市場的需要實(shí)現(xiàn)合成氨裝置與甲醇裝2.2合成部分流程置的柔性操作與效益最大化我廠決定擴(kuò)大生產(chǎn)規(guī)凈化來的新鏈合成氣,經(jīng)壓縮機(jī)加壓至模使甲醇的生產(chǎn)能力達(dá)到130kt/a。本次系統(tǒng)增產(chǎn)5.15M中國煤化工成塔內(nèi)進(jìn)行反應(yīng)出改造的原則是原流程不做大的變動基于從合成氨凈CNMHG化脫碳后調(diào)來一部分氫氣利用壓縮機(jī)、循環(huán)機(jī)和甲收稿日期2006-05-31作者簡介凋廣梅1980-)女山東泰安人2003年畢業(yè)于江蘇省廣播電視大學(xué)環(huán)境工程系助理工程師主要從事化工安全和環(huán)境技術(shù)管第4期周廣梅孫西英孫巖押醇系統(tǒng)擴(kuò)能改造總結(jié)氣化來水煤氣氨凈化變換工序脫硫工序甲烷化去氨合成去甲醇合成醇凈化變換工序悅硫工序脫碳工序精脫硫圖1凈化部分氣體示意圖塔氣體經(jīng)冷凝后分離的粗甲醇最后經(jīng)三塔精餾得到的方式(新增主要設(shè)備見表1)氣體以自然分配的方≥99.85%的精甲醇。新合成部分采取與老系統(tǒng)并聯(lián)式進(jìn)入兩合成塔工藝流程如圖2所示氣包預(yù)熱器合成塔水冷器壓縮機(jī)分離器新分離器新預(yù)熱器新合成塔新水冷器新氣包圖2甲醇合成部分示意圖表1甲醇擴(kuò)產(chǎn)改造新增設(shè)備表廢鍋的換熱面積一定的情況下副產(chǎn)蒸汽的壓力越低設(shè)備名稱數(shù)量/臺規(guī)格及尺寸/mm備注材料則水氣比越低,但受到0.4MPa蒸汽管網(wǎng)壓力的影甲醇合成塔dl800×10600×36筒簡體13 MnNiMol響水氣比已到調(diào)節(jié)低限?，F(xiàn)提高一氧化碳的方法是封頭15 ArMoR筒體15 ArMoR通過配一變換爐副線使部分氣體不經(jīng)變換爐。為了入塔氣預(yù)熱器1d850×15370×22封頭15 ArMoR保證爐溫在變換爐上層新加2mQCS-01催化劑。筒體16MnR包1d1200×3880×25以上改造保證了生產(chǎn)甲醇所需的一氧化碳。封頭16MnR3.2提高精脫硫劑硫容甲醇水冷器1470×8180×8(上下兩組)封頭235-13內(nèi)襯Crl8N9精脫硫槽是保證精制氣總硫含量的最后一道工甲醇分離器161800×8830×(34+5)筒體16MnR/321封頭6MnR/321序兩臺精脫硫槽內(nèi)裝有EF-2型精脫硫劑各1.2t噴射器噴射管20R其中有效成分為Fe2O3·H2O。只有在停車狀態(tài)下才甲醇水洗塔1d325×8200×12筒體Crl8N9能進(jìn)行常規(guī)再生操作采用加入空氣法還原出活性鐵封頭組分。精脫硫劑的硫容設(shè)計(jì)值為15%,但在生產(chǎn)中發(fā)現(xiàn)其使用硫容遠(yuǎn)達(dá)不到設(shè)計(jì)值3改進(jìn)措施為了提高精脫硫劑的硫容降低精制氣中總硫含量我們在常溫水解槽前加配2.5MPa的飽和蒸汽管3.1提高變換部分CO含量線中國煤化工另一方面也可以為精水煤漿氣化制取的水煤氣含有大量的水蒸氣水脫硫相CNMH的濕度;另外新上1臺氣比在1.1~1.4時經(jīng)部分變換將水煤氣中的水蒸空氣壓縮機(jī)其出口管線配接在精脫硫槽的入口管線氣冷凝副產(chǎn)蒸汽后進(jìn)入變換爐通過調(diào)節(jié)入變換爐上空氣隨著原料氣進(jìn)入2臺精脫硫槽。通過改造提的水氣比來調(diào)整變換后的一氧化碳含量λ變換爐水高了硫容使單位精脫硫劑的脫硫量大大增加延長氣比低則變換爐出口一氧化碳含量高。而在變換氣其使用壽命?；ぴO(shè)計(jì)通訊第32卷3.3并入新合成塔高由于精餾系統(tǒng)能力所限甲醇廢水甲醇含量仍有甲醇合成塔采用華東理工大學(xué)、西南化工研究超標(biāo)現(xiàn)象,下一步準(zhǔn)備對精餾兩主塔進(jìn)行填料改造,院、北京化工大學(xué)共同研究開發(fā)的絕熱-管殼式反應(yīng)以提高處理能力器管內(nèi)裝填催化劑管板上部為絕熱層管間為沸騰3.6兩塔氣量分配問題水利用反應(yīng)熱副產(chǎn)中壓蒸汽通過調(diào)節(jié)飽和蒸汽的兩塔并聯(lián)運(yùn)行后由于觸媒使用處于不同時期老塔為中期新塔剛開始使用觸媒層溫度分布老塔壓力來控制催化劑床層溫度,甲醇合成壓力在偏高情況基本正常。但從兩塔氣量分布來看在正5.0WPa,反應(yīng)溫度在220~260℃。新合成塔為常生產(chǎn)和新觸媒升溫還原時新塔空速是老塔的1.7dl800mm絕熱-管殼式反應(yīng)器與原d2800m合倍~2倍表現(xiàn)出氣量分布不均的現(xiàn)象。在兩塔同時成塔并聯(lián)配套新增汽包、水冷器和分離器等設(shè)備。裝填新觸媒升溫還原時受噴射器氣量的影響新塔新塔下部封頭裝d25mm的耐火球1.425dl0mm的升溫速度較快還原時兩塔溫度也不太一致除受噴耐火鋁球1.073t采用南京化工研究院開發(fā)的NC307射器影響外與觸媒本身還原產(chǎn)生的熱量有關(guān)可以催化劑其外觀為兩端是球面的黑色圓柱體,直徑通過調(diào)節(jié)噴射器的大小來控制但還原的進(jìn)程與空速5mm高度4~5mm含有CuO54.54%、ZnO19.6%,有很大的關(guān)系必定一塔先于另一塔完成這可以通另有Al2O3和少量石墨列管裝催化劑12.65t裝填過延長還原時間分析合成塔進(jìn)出口氫氣含量來判斷體積8.43m3絕熱層上表面距管板250mm。是否還原完畢。3.4回收甲醇吹除氣原設(shè)計(jì)甲醇合成水洗塔弛放氣的洗滌液來自精4生產(chǎn)運(yùn)行情況餾排放槽經(jīng)過水洗塔送往精餾汽提塔回收粗甲醇我們將洗滌液改去甲醇合成膨脹槽作為甲醇精餾的擴(kuò)產(chǎn)以后從氨凈化調(diào)過來的氫氣量在12000~補(bǔ)水既便于甲醇精餾的經(jīng)濟(jì)運(yùn)行,又節(jié)省了投資。16000m3/h,為了防止氫氣倒流在配氫管線上安裝同時將從水洗塔岀的甲醇吹除氣CO+H2>86%),兩道止逆閥,并提高氨凈化操作壓力在(2.10±利用水洗塔(4.0MPa)與氨凈化系繚≤2.75MPa)的0.05)MPa將甲醇凈化接氬處壓力控制在(1.95±壓差由直接放空改送合成氨凈化變換系統(tǒng)降低了0.05)MPa操作另設(shè)流量聯(lián)鎖當(dāng)氫氣量低于1500甲醇的消耗m(標(biāo))時自調(diào)閥切斷配氫。為保證合成甲醇所需3.5改造精餾塔CO水煤氣副線中氣量一般控制在3000~4000m3我廠甲醇精餾為國產(chǎn)單系列節(jié)能型三塔精餾流程生產(chǎn)美國AA級精甲醇。其三塔的作用分別為h可通過分析出變換氣中CO含量來調(diào)節(jié)副線開度。預(yù)塔是脫除甲酸甲酯、二甲醚、丙酮等輕組分雜質(zhì)加甲醇合成系統(tǒng)壓力穩(wěn)定在4.5-4.56MPa最大新鮮壓塔采用加壓精餾增加粗甲醇的揮發(fā)度采出部分氣量可達(dá)50km3/h合成塔入塔氣量在290km3h左精甲醇加壓塔和常壓塔的作用是脫除H0、乙醇等右放空氣則維持在1600~200m°h范圍內(nèi)觸媒重組分以獲得高質(zhì)量的甲醇產(chǎn)品。加壓塔和常壓塔溫度分布均勻系統(tǒng)運(yùn)行平穩(wěn),改造前后生產(chǎn)運(yùn)行數(shù)的協(xié)調(diào)操作是控制水含量的關(guān)鍵所在。據(jù)見表2產(chǎn)品質(zhì)量都在國優(yōu)指標(biāo)之內(nèi)μ甲醇的消耗在改造中我們用天大天久的規(guī)整板填料對原塔指標(biāo)(見表3)處于歷史最佳狀態(tài)。板進(jìn)行了改造。通過改造精甲醇的水溶性大大提存刊有供fH中國煤化工CNMHG本刊有自1975年創(chuàng)刊以來的少量過刊及合訂本歡迎有需要者聯(lián)系訂購。聯(lián)系電話們731-560396013974864498E-mailjgsjtx@263.net聯(lián)系人李金陽《化工設(shè)計(jì)通訊》編輯部第4期周廣梅孫西英孫巖押醇系統(tǒng)擴(kuò)能改造總結(jié)表2改造前后生產(chǎn)運(yùn)行數(shù)據(jù)日期負(fù)荷入塔氣量入塔氣成分/%催化劑床層溫度/℃系統(tǒng)壓力合成塔壓差粗甲醇產(chǎn)量T5406T15407189364176387產(chǎn)前擴(kuò)產(chǎn)后1921439.594865944398067498262764288.4l497982738894.55143注擴(kuò)產(chǎn)后的負(fù)荷為總新鮮氣但兩塔床層溫度由于觸媒使用處于不同時期故有偏差,表3產(chǎn)品消耗情況精醇產(chǎn)量粗醇產(chǎn)量/t電耗單耗/kWht循環(huán)水單耗/m3·t-1軟水單耗/t蒸汽單耗/副產(chǎn)蒸汽/擴(kuò)產(chǎn)前330.538.90.860.75擴(kuò)產(chǎn)后506.44541.94172.3543.740.950.750.845結(jié)論此日產(chǎn)量計(jì)算年產(chǎn)甲醇可望達(dá)到160kt電單耗比以前減少20kWh蒸汽單耗比以前減少0.15tt。本次擴(kuò)產(chǎn)改造后甲醇的最高產(chǎn)量達(dá)到506.8d,平擴(kuò)產(chǎn)改造建設(shè)周期短投資少收益率高,la即可收均產(chǎn)量為490t/d此比設(shè)計(jì)的450t/d高出了8.9%按回投資并創(chuàng)造可觀的經(jīng)濟(jì)效益《化工設(shè)計(jì)通訊》征稿啟事《化工設(shè)計(jì)通訊》系國內(nèi)外公開發(fā)行的全國性科及上、下角標(biāo)等,易混淆者尤應(yīng)注明。技期刊。主要報道化工產(chǎn)品的設(shè)計(jì)、科研、生產(chǎn)、建設(shè)、6、務(wù)請注意參考文獻(xiàn)著錄格式規(guī)定(注意標(biāo)技改、教學(xué)等方面的新工藝新技術(shù)、新設(shè)備、新材料點(diǎn)符號的規(guī)定使用主要欄目設(shè)計(jì)總計(jì)、氮肥技術(shù)、化肥工業(yè)、化工7、保守國家機(jī)密。凡涉及原化工部《保密范設(shè)備、生產(chǎn)技術(shù)、技改節(jié)能、應(yīng)用探討、學(xué)術(shù)研究、三廢圍》和國家有關(guān)規(guī)定者,作者單位應(yīng)進(jìn)行保密審治理、事故分析、無機(jī)化工、石化技術(shù)、信息報道、產(chǎn)品查,并加蓋單位公章。介紹等。8、請作者詳細(xì)注明通訊地址、郵編、單位名稱主要特色以化肥及無機(jī)產(chǎn)品為主化工工藝為聯(lián)系電話,簡歷(包括姓名、出生年月、性別籍貫、民龍頭兼顧化工設(shè)備、給排水、環(huán)保、自控、電氣、暖通、族、何年畢業(yè)于何學(xué)校及專業(yè)、職務(wù)與職稱所從事的項(xiàng)目信息報道等主要工作和研究方向),并提供近期1寸黑白免冠登來稿要求和注意事項(xiàng)記照片(要求整潔清晰彩照亦可川張,以供刊用。1、文稿要求內(nèi)容充實(shí)、準(zhǔn)確可靠、文字精煉實(shí)用9、請勿一稿兩投;一般情況下會在2個月內(nèi)有性強(qiáng)。每篇以3000~5000字為宜。回復(fù),投稿6個月未收到用稿通知,作者可自行處2、文稿要求打印在A4白紙上,亦可抄寫在16理;未登稿件在作者要求之下可退稿;來稿一經(jīng)發(fā)開單面方格稿紙上字跡清楚,書寫正整本刊恕不受表,當(dāng)按規(guī)定付給稿酬。理復(fù)印件同時請?zhí)峁╇娮影娓寮?。稿件亦可通過電子郵件或傳真發(fā)來3、所有文稿務(wù)請寫出中、英文摘要(50~200字)E-mail:hgsjtx@263.net和關(guān)鍵試3~8個),如不會英文編輯部可翻譯。文560(@cing.com.cn章的引言內(nèi)容宜控制在300~400字。中國煤化工4、文中的單位,務(wù)請使用法定計(jì)量單位。如系CNMHG13974864498非法定計(jì)時單位時,務(wù)請換算為法定計(jì)量單位,并地址:長沙幣韶山甲路398號《化工設(shè)計(jì)通一律使用國際通用符號。對不常使用的量和單位訊》編輯部請用括號注明名稱。郵編:410007聯(lián)系人:李金陽體、大、小寫,黑、白體,英、俄、希臘文種,以