2013. NO.08可南科技工業(yè)工程與技術(shù)Joumal of Henan Science and Technology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(中國平煤神馬集團藍(lán)天化工股份有限公司中原甲醇廠 ,河南駐馬店463000)摘要:對甲醇生產(chǎn)企業(yè)進(jìn)行工藝優(yōu)化,將補碳技術(shù)應(yīng)用到生產(chǎn)過程中,有效的解決了 甲醇生產(chǎn)過程中“氫多碳少”的問題，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);補碳技術(shù);企業(yè)效益中圖分類號:TQ21文獻(xiàn)標(biāo)識碼:A 文章編號 :1003 - 5168(2013)15 -0027 -01天然氣制甲醇生產(chǎn)工藝優(yōu)化主要是運用補碳技術(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題,還能在一定程度上提升甲醇濃度,降低生產(chǎn)過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)線每小時可富余CO,氣體1000m’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6000m'/h,仍有約4000m2/h的CO2氣體化和絕熱部分氧化。目前國內(nèi)主要采用一-段轉(zhuǎn)化,僅有極少對天排放。數(shù)裝置采用純氧兩段轉(zhuǎn)化(如大慶甲醇廠)”。其中純氧換熱2.2 原因分析轉(zhuǎn)化工藝對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為:CO,輸然氣與電的價格比較低的地方,并沒有什么優(yōu)越性。同時該送管線阻力過大 、遂平化工廠及中原甲醇廠CO2壓縮機打氣量技術(shù)開工難度比較大,所以并沒有推廣普及。而甲烷部分氧偏小;遂平化工廠造氣用高硫焦以后CO2中有機硫含量較高，化在沒有催化劑的條件下,需要很高反應(yīng)溫度,對器材要求苛中原甲醇廠的CO2精脫硫系統(tǒng)無法將其中的硫脫除;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)水泵等無法滿足裝置高負(fù)的放熱量很大,容易產(chǎn)生熱點和飛溫[2]。所以本文重點對一荷要求。段轉(zhuǎn)化進(jìn)行研究。2.3 優(yōu)化方案1 -段轉(zhuǎn)化缺碳原理針對以上的分析探討,得出了制甲醇系統(tǒng)的優(yōu)化方案:對一段甲烷蒸汽轉(zhuǎn)化制甲醇合成氣其反應(yīng)式如下:CO2長輸管線進(jìn)行改造,在原輸送管道末端3000m處再并聯(lián)一(A)轉(zhuǎn)化反應(yīng)條DN400的PE管線，以滿足了管道1000m’/h的輸送能力;CH, +H20-→C0+H2 +Q(1)對遂平化工廠CO2壓縮機進(jìn)行改造,使其打氣量增大至CH, +2H20-→+CO2 +3H2 +Q(2)1000m/h;對中原甲醇廠CO2壓縮機進(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1000m2/h;對中原甲醇廠CO2脫硫CO +2H2-→CH,0H-Q(3)系統(tǒng)進(jìn)行改造及甲醇分離器內(nèi)件、合成壓縮機循環(huán)段進(jìn)口分CO, +3H2-→CH,OH + H20-Q(4)離器進(jìn)行改造和更換,以滿足CO2量增大及有機硫成分增大后由于在甲醇合成過程中CO的轉(zhuǎn)化率要比CO2大很多,可對硫的脫除要求及負(fù)荷增大及產(chǎn)量增加的要求。將反應(yīng)式寫成如下形式:3結(jié)果與討論CH. + H20- +CH,OH+H2(5)本文通過對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It甲醇就副產(chǎn)1/16t( 合通過在一- 段轉(zhuǎn)化過程中,補加CO2 ,減少氫氣富余量的措施,對700m3 )的氫氣。導(dǎo)致H的利用率低，未反應(yīng)的氫氣通過放空甲醇的擴產(chǎn)得到了改善:氫碳比平衡改造完成后,中原甲醇廠排出,同時帶出co使碳利用率下降。可以通過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4080萬元。同CO2來調(diào)節(jié)氫碳比,提高氫氣的利用率)]。本文針對中國平煤時,遂平化工廠每年可多回收CO3200萬m' ,相當(dāng)于減排CO2神馬集團藍(lán)天化工股份有限公司“氫多碳少”的局面進(jìn)行了分5. 44萬噸;通過上述技術(shù)優(yōu)化、改造后,生產(chǎn)裝置運行平穩(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)計思路基本都保持在2. 10左右,實現(xiàn)了中原甲醇廠建廠以來氫碳比對甲醇生產(chǎn)工藝進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計,必須解決合成過程中氫的最優(yōu)化，全年可增加甲醇產(chǎn)量將近10%。氣過量的問題。在具體操作時可以分為兩個方面進(jìn)行:一是4結(jié)論分離過量氫氣,對氫氣產(chǎn)品進(jìn)行提純,然后用于制作相關(guān)工業(yè)將補碳技術(shù)運用到生產(chǎn)過程中,有效的解決了甲醇制取產(chǎn)品或者作為燃料使用;二是補碳,在生產(chǎn)過程中補碳的方法過程中氫氣量大、甲醇濃度不足的問題,降低了天然氣等生產(chǎn)有:(1)對化工廠排放的CO2進(jìn)行有效利用，將廢氣補人生產(chǎn)能源的損耗,提升企業(yè)經(jīng)濟效益的同時,通過對化工廠廢氣的流程。(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,降低了對大氣環(huán)境的污補人天然氣,一同參與轉(zhuǎn)化反應(yīng)。(3)利用兩段轉(zhuǎn)化法,將:二染,在實現(xiàn)低碳經(jīng)濟的基礎(chǔ)上改善了社會生態(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。補碳方式的應(yīng)用要結(jié)合企業(yè)生產(chǎn)實際判斷(4)。本文以平煤神馬集團藍(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):[1]曾紀(jì)龍.天然氣制甲醇補碳的探討[J].化工設(shè)計,2.1背景介紹及問題的提出2004,14(4):42 -48.中國平煤神馬集團藍(lán)天化工股份有限公司中原甲醇廠現(xiàn)[2]劉一靜,劉瑾.天然氣制甲醇合成氣工藝及進(jìn)展[J].有30萬噸/年天然氣制甲醇裝置-套, 主要工藝特點是干法化工時刊,2009(24) :64 -67.脫硫前補碳,一段轉(zhuǎn)化等,按照合成甲醇的反應(yīng)原理,合成甲27