2013.No河南科技工業(yè)工程與技術(shù)Joumal of Henan Science and Technolog天然氣制甲醇生產(chǎn)系統(tǒng)的優(yōu)化周俊輝王志鋒劉小蕊中國(guó)平煤神馬集團(tuán)藍(lán)天化工股份有限公司中原甲醇廠,河南駐馬店463000)摘要:對(duì)甲醇生產(chǎn)企業(yè)進(jìn)行工藝優(yōu)化,將補(bǔ)碳技術(shù)應(yīng)用到生產(chǎn)過(guò)程中,有效的解決了甲醇生產(chǎn)過(guò)程中“氬多碳少”的問(wèn)題,在增加企業(yè)效益的前提下,又減少了溫室氣體的排放。關(guān)鍵詞:甲醇生產(chǎn);補(bǔ)碳技術(shù);企業(yè)效益中圖分類號(hào):TQ21文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A文章編號(hào):1003-5168(2013)15-0027-01天然氣制甲醇生產(chǎn)工藝優(yōu)化主要是運(yùn)用補(bǔ)碳技術(shù),該優(yōu)醇的合成新鮮氣氫碳比n(H2-CO2)/n(CO+CO2)=2.05化技術(shù)能夠有效解決天然氣制甲醇過(guò)程中附加產(chǎn)出的氫氣處2.10,才能使原料氣得到合理有效的利用,然而由于受部分裝理問(wèn)題,還能在一定程度上提升甲醇濃度降低生產(chǎn)過(guò)程的能置限制的原因,中原甲醇廠一直面臨著“氫多碳少”的困局。源消耗。遂平化工廠生產(chǎn)線每小時(shí)可富余CO2氣體1000n°左右,其中天然氣制甲醇的典型工藝有3種:一段轉(zhuǎn)化、純氧兩段轉(zhuǎn)向中原甲醇廠輸送約600m3/h,仍有約400m3/h的CO2氣體化和絕熱部分氧化。目前國(guó)內(nèi)主要采用一段轉(zhuǎn)化,僅有極少對(duì)天排放數(shù)裝置采用純氧兩段轉(zhuǎn)化(如大慶甲醇廠)1。其中純氧換熱2.2原因分析轉(zhuǎn)化工藝對(duì)于需要燒天然氣副產(chǎn)高壓蒸氣的大型甲醇廠或天根據(jù)該公司的情況,得出氫碳比不平衡的原因?yàn)?CO2輸然氣與電的價(jià)格比較低的地方,并沒(méi)有什么優(yōu)越性。同時(shí)該送管線阻力過(guò)大遂平化工廠及中原甲醇廠CO2壓縮機(jī)打氣量技術(shù)開(kāi)工難度比較大,所以并沒(méi)有推廣普及。而甲烷部分氧偏小;遂平化工廠造氣用高硫焦以后,CO2中有機(jī)硫含量較高,化在沒(méi)有催化劑的條件下,需要很高反應(yīng)溫度,對(duì)器材要求苛中原甲醇廠的CO2精脫硫系統(tǒng)無(wú)法將其中的硫脫除;中原甲醇刻在有催化劑的條件下,反應(yīng)的空速很高,單位催化劑表面廠部分設(shè)備如轉(zhuǎn)化爐、分離器循環(huán)水泵等無(wú)法滿足裝置高負(fù)的放熱量很大,容易產(chǎn)生熱點(diǎn)和飛溫2)。所以本文重點(diǎn)對(duì)一荷要求段轉(zhuǎn)化進(jìn)行研究。2.3優(yōu)化方案1一段轉(zhuǎn)化缺碳原理針對(duì)以上的分析探討,得出了制甲醇系統(tǒng)的優(yōu)化方案:對(duì)段甲烷蒸汽轉(zhuǎn)化制甲醇合成氣其反應(yīng)式如下CO2長(zhǎng)輸管線進(jìn)行改造在原輸送管道末端3000m處再并聯(lián)(A)轉(zhuǎn)化反應(yīng)條DN400的PE管線,以滿足了管道1000m3/h的輸送能力;CH4+H2O→C0+H2+Q(1)對(duì)遂平化工廠CO2壓縮機(jī)進(jìn)行改造,使其打氣量增大至CH4+2H2O→CO2+3H2+Q(2)100m0h;對(duì)中原甲醇廠CO2壓縮機(jī)進(jìn)行改造將流道及葉輪(B)甲醇合成反應(yīng)增大使其打氣量增大至1000m/h;對(duì)中原甲醇廠CO2脫硫CO+2H2→CH3OH-Q系統(tǒng)進(jìn)行改造及甲醇分離器內(nèi)件、合成壓縮機(jī)循環(huán)段進(jìn)口分CO2+3H2→CH3OH+H2O-Q離器進(jìn)行改造和更換,以滿足CO2量增大及有機(jī)硫成分增大后由于在甲醇合成過(guò)程中CO的轉(zhuǎn)化率要比C0大很多對(duì)硫的脫除要求及負(fù)荷增大及產(chǎn)量增加的要求。將反應(yīng)式寫(xiě)成如下形式:3結(jié)果與討論CH4+H2O→CH13OH+H2本文通過(guò)對(duì)中原甲醇廠制甲醇系統(tǒng)的優(yōu)化改進(jìn),得出了由此可知采用一段蒸汽轉(zhuǎn)化制1t甲醇就副產(chǎn)16合通過(guò)在一段轉(zhuǎn)化過(guò)程中,補(bǔ)加CO2,減少氫氣富余量的措施對(duì)700m3)的氫氣。導(dǎo)致H2的利用率低,未反應(yīng)的氫氣通過(guò)放空甲醇的擴(kuò)產(chǎn)得到了改善:氫碳比平衡改造完成后,中原甲醇廠排出同時(shí)帶出CO使碳利用率下降?？梢酝ㄟ^(guò)天然氣中添加每天增加甲醇產(chǎn)量85噸每年可增加效益約4080萬(wàn)元。同CO2來(lái)調(diào)節(jié)氫碳比,提高氫氣的利用率。本文針對(duì)中國(guó)平煤時(shí),遂平化工廠每年可多回收C023200萬(wàn)m,相當(dāng)于減排CO2神馬集團(tuán)藍(lán)天化工股份有限公司“氫多碳少”的局面進(jìn)行了分544萬(wàn)噸;通過(guò)上述技術(shù)優(yōu)化改造后,生產(chǎn)裝置運(yùn)行平穩(wěn),節(jié)析,其采用的是天然氣一段轉(zhuǎn)化制取合成氣。能減排效果明顯。合成新鮮氣的氫碳比(H2-CO2/CO+CO2)2甲醇生產(chǎn)工藝優(yōu)化設(shè)計(jì)思路對(duì)甲醇生產(chǎn)工藝進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì),必須解決合成過(guò)程中氫的最優(yōu)化全年可增加甲醇產(chǎn)量將近/B廠建廠以來(lái)氫碳比基本都保持在2.10左右,實(shí)現(xiàn)了中原甲醇?xì)膺^(guò)量的問(wèn)題。在具體操作時(shí)可以分為兩個(gè)方面進(jìn)行:一是4結(jié)論分離過(guò)量氫氣,對(duì)氫氣產(chǎn)品進(jìn)行提純,然后用于制作相關(guān)工業(yè)將補(bǔ)碳技術(shù)運(yùn)用到生產(chǎn)過(guò)程中,有效的解決了甲醇制取產(chǎn)品或者作為燃料使用;二是補(bǔ)碳,在生產(chǎn)過(guò)程中補(bǔ)碳的方法過(guò)程中氫氣量大甲醇濃度不足的問(wèn)題,降低了天然氣等生產(chǎn)有:(1)對(duì)化工廠排放的CO2進(jìn)行有效利用將廢氣補(bǔ)入生產(chǎn)能源的損耗提升企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益的同時(shí),通過(guò)對(duì)化工廠廢氣的流程。(2)回收甲醇煙道中的脫碳尾氣,將煙道氣體中的CO2回收利用減少了溫室氣體的排放降低了對(duì)大氣環(huán)境的污補(bǔ)入天然氣,一同參與轉(zhuǎn)化反應(yīng)。(3)利用兩段轉(zhuǎn)化法,將二染,在實(shí)現(xiàn)低碳經(jīng)濟(jì)的基礎(chǔ)上改善了社會(huì)生態(tài)環(huán)境,有利于促段部分產(chǎn)生的CO2全部保留,從而提高碳元素在轉(zhuǎn)化氣中的含進(jìn)人與自然的和諧發(fā)展。量。補(bǔ)碳方式的應(yīng)用要結(jié)合企業(yè)生產(chǎn)實(shí)際判斷。本文以平煤神馬集團(tuán)藍(lán)天化工股份有限公司中原甲醇廠為例進(jìn)行闡參考文獻(xiàn)述1]曾紀(jì)龍[J].化工設(shè)計(jì)2.1背景介紹及問(wèn)題的提出2004,14(4):42中國(guó)煤化工中國(guó)平煤神馬集團(tuán)藍(lán)天化工股份有限公司中原甲醇廠現(xiàn)[2]劉一靜CNMH藝及進(jìn)展[J有30萬(wàn)噸/年天然氣制甲醇裝置一套,主要工藝特點(diǎn)是干法化工時(shí)刊,209(24):64-67脫硫、前補(bǔ)碳、一段轉(zhuǎn)化等,按照合成甲醇的反應(yīng)原理,合成甲