總第152期山西化工Total 152014年第4期SHANXI CHEMICAL INDUSTRY2014生產(chǎn)與疲煤制甲醇合成回路技改夏江賓(河南省中原大化集團(tuán)有限責(zé)任公司,河南渫陽457000摘要;簡(jiǎn)迷煤制甲醇合成回路工藝原理和工藝流程,分析原回路不能達(dá)到設(shè)計(jì)指標(biāo),而無法滿足氣化爐滿負(fù)荷狀態(tài)運(yùn)行的原因,提出改造方案。改造后,運(yùn)行效果良好,達(dá)到了預(yù)期目標(biāo)關(guān)鍵詞:甲醇合成;技術(shù)改造;煤化工中圖分類號(hào):TQ52文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A文章編號(hào):10047050(2014)040048-03河南省中原大化集團(tuán)有限責(zé)任公司煤化工項(xiàng)目是年產(chǎn)50萬t甲醇裝置合成裝置采用丹麥托普索2工藝流程34設(shè)計(jì)整套工藝包。其特點(diǎn)是流程簡(jiǎn)潔、轉(zhuǎn)化率高、催從低溫甲醇洗送來的新鮮原料氣(3.1MPa、化劑裝填量小、使用壽命長(zhǎng)、投資少,設(shè)計(jì)產(chǎn)能是日30C、168209m3/h)在兩段合成氣體壓縮機(jī)07K001產(chǎn)甲醇1500t。但實(shí)際生產(chǎn)過程中熱負(fù)荷大催化中被壓縮至7.8MPa,在進(jìn)人第一進(jìn)氣/出氣換熱器劑抗中毒能力差,隨后提出改造。08E001前,與來自鍋爐給水(壓力11.8MPa、溫度1生產(chǎn)工藝原理150℃、流量669kg/h)的鍋爐水混合。加入水是為了確保下游硫保護(hù)器08R002中甲醇合成反應(yīng)以反應(yīng)式(1)、(2)在合成塔中COS的水解。通過與甲醇反應(yīng)器08R001中出口氣進(jìn)行體換熱,合成氣在第一進(jìn)氣/出氣換熱器08E001中CO+2H2→CH3OH+Q(1)被預(yù)熱。預(yù)熱后的合成氣被送至硫保護(hù)器08R002CO2+3H2→CH3OH+H2O+Q(2)中,COS和H2S在此按反應(yīng)式(3)、(4)被去除。甲醇合成反應(yīng)是體積縮小、可逆的放熱反應(yīng)。COS+H2O-CO2+H2S(3)由化學(xué)平衡理論可知,低溫、高壓有利于甲醇合成反H2 S+ZnO=H2O+Zns(4)應(yīng)向正反應(yīng)方向進(jìn)行。經(jīng)過08E001加熱到210℃進(jìn)入精脫硫08R002甲醇合成單程轉(zhuǎn)化率低,是部分生成的反應(yīng)。進(jìn)一步脫硫后,與來自循環(huán)氣壓縮機(jī)07K002出口為得到所需的甲醇產(chǎn)品,并使未反應(yīng)的原料氣循環(huán)的循環(huán)氣(7.8MPa46.8℃、235717m3/h)在第三利用,在合成反應(yīng)后采取一系列的降溫過程,使生成進(jìn)氣/出氣換熱器08E003和第二進(jìn)氣/換氣換熱器的甲醇冷凝后以液態(tài)的形式分離出來,作為合成工08E002中被預(yù)熱210℃后混合,被送至甲醇合成塔段的粗甲醇送出,未反應(yīng)的原料氣經(jīng)循環(huán)氣壓縮機(jī)08R001轉(zhuǎn)化為甲醇。在甲醇合成反應(yīng)后采取一系加壓后循環(huán)利用2。列的降溫過程,生成的甲醇冷凝后以液態(tài)的形式分離出來,成為合成工段最終產(chǎn)品粗甲醇。甲醇合成塔為水浴列管式反應(yīng)器,列管數(shù)量3323根。催化劑采用托普索MK-121,裝填體積29.4m3。甲醇合成催化劑分別裝填在各管子中,管收稿日期:201405-13作者簡(jiǎn)介:夏江賓,男,1986年出生,2011年畢業(yè)于中國石油大學(xué)(北子殼側(cè)被沸中國煤化工由甲醇合成產(chǎn)京),現(xiàn)主要從事化工生產(chǎn)技術(shù)工作。生的反應(yīng)熱CNMHG汽混合物的壓2014年第4期夏江賓:煤制甲醇合成回路技改·49·力很容易地控制床層熱點(diǎn)溫度341。同時(shí),也嚴(yán)重制約著氣化激冷氣壓縮機(jī)改造后的滿3生產(chǎn)過程中出現(xiàn)的問題負(fù)荷生產(chǎn)。這與滿負(fù)荷生產(chǎn)降低生產(chǎn)成本、提高經(jīng)濟(jì)效益的發(fā)展方向是背道而馳的,所以,公司決定對(duì)在投用初期,無論是第一爐還是第二爐催化劑,托普索合成回路進(jìn)行改造。合成回路75%的負(fù)荷情況下,合成塔出口溫度在現(xiàn)有合成塔上并聯(lián)1臺(tái)新的合成塔,分擔(dān)233℃,壓差140kPa,運(yùn)行狀態(tài)良好。但隨著生產(chǎn)部分負(fù)荷,降低現(xiàn)有合成塔催化劑使用強(qiáng)度和催化時(shí)間的延長(zhǎng),合成塔出口溫度上升。我公司通過專劑床層熱負(fù)荷,增強(qiáng)催化劑抗中毒能力,延長(zhǎng)其使用題會(huì)討論方案,采取了嚴(yán)格控制工藝指標(biāo),調(diào)整壽命08E003出口旁路、循環(huán)氣量、組分等手段來降低合此時(shí),在安化甲醇項(xiàng)目上正好擱置1臺(tái)合成塔成塔出口溫度,但效果不明顯。隨后,溫度上升到催化劑裝填量為30m23,和我公司合成塔類似,可直255℃,合成塔壓差達(dá)到300kPa,且合成效率低。接運(yùn)來使用。因此,技改方案為2臺(tái)合成塔并聯(lián)運(yùn)經(jīng)過對(duì)運(yùn)行參數(shù)的判斷,認(rèn)定催化劑的使用已進(jìn)入行,新增1個(gè)汽包同時(shí)配備汽包需要的鍋爐給水及中、后期。結(jié)合兩爐催化劑使用情況,運(yùn)行最好也就副產(chǎn)蒸汽調(diào)控閥門,催化劑考慮國產(chǎn)化。年,同時(shí)不能達(dá)到設(shè)計(jì)產(chǎn)能,又增加了運(yùn)行成本,改造工藝流程:合成氣進(jìn)入合成塔前分出2股,給公司造成巨大經(jīng)濟(jì)損失。分別進(jìn)入新、老合成塔。兩塔入口分別加一碟閥用4改造方案于調(diào)整各塔負(fù)荷。在2座合成塔反應(yīng)后匯合,再進(jìn)入到下一工序。新老合成塔溫度分別通過各自汽包通過前、后兩爐催化劑的使用總結(jié),同時(shí)對(duì)國內(nèi)及其壓力控制閥間接控制,2個(gè)汽包上水獨(dú)立進(jìn)行同類型、同規(guī)模的甲醇合成裝置考察對(duì)比認(rèn)為,我公三沖量控制,上水來自同一鍋爐給水管線,副產(chǎn)蒸汽司出現(xiàn)這種情況的原因是合成塔設(shè)計(jì)偏小、熱負(fù)荷大、匯聚到一起進(jìn)入次中壓管網(wǎng),汽包排污共用一根總催化劑抗中毒能力差。催化劑的裝填量為29.4m3,產(chǎn)管進(jìn)入排污罐。床層升溫時(shí),采用各自配置的噴射能為1500t,時(shí)空收率達(dá)到了2.13t/(h·m3)。由器同時(shí)投用進(jìn)行升溫。噴射器和汽包沖壓用蒸汽為于合成塔體積小,催化劑裝填量少,合成塔熱負(fù)荷很來自4.2MPa中壓蒸汽管網(wǎng)。改造后工藝流程如大,反應(yīng)熱不能及時(shí)移走,催化劑抗中毒能力有限,圖1大大縮短了其運(yùn)行壽命,嚴(yán)重制約裝置產(chǎn)能的實(shí)現(xiàn)。鍋爐給水P08012次中放空閥壓管網(wǎng)兵P0801泡包壓力控制閥泡包上水閥08D003新汽包合成塔1艷刨負(fù)荷蝶閥進(jìn)氣控制負(fù)荷蝶08J001新噴射器新合成塔O8ROO1新增合成塔及配套設(shè)備流程圖H中國煤化工中壓蒸汽去排污罐合成塔出氣CNMHG圖1改造后工藝流程圖50·sxhxgy@163.com第34卷需要600萬元,運(yùn)行1a;國產(chǎn)催化劑一爐大約5技改后運(yùn)行效果400萬元,兩爐800萬元,運(yùn)行3a。通過幾個(gè)月的努力,完成新加合成塔及汽包的催化劑維護(hù)費(fèi)用:改造前600萬元/a;改造后公用工程,并在設(shè)備安裝化學(xué)清洗催化劑裝填、儀266萬元/a。每年可直接節(jié)省費(fèi)用334萬元。表調(diào)試,汽包煮爐、催化劑還原完成后,于2012年7結(jié)論9月24日正式投入運(yùn)行。改造前合成回路75%負(fù)荷:合成塔入口溫度經(jīng)過改造后,甲醇產(chǎn)能已不受合成塔催化劑容200℃,合成塔出口溫度233℃,合成塔壓差150kPa,易失活的制約。特別是氣化激冷氣壓縮機(jī)改造后裝粗甲醇產(chǎn)量50t/h。噸甲醇副產(chǎn)次中壓蒸汽比值置滿負(fù)荷運(yùn)行時(shí),助力煤化工裝置實(shí)現(xiàn)達(dá)標(biāo)達(dá)產(chǎn),且1.07。創(chuàng)造50萬t/a煤制甲醇項(xiàng)目A級(jí)長(zhǎng)周期運(yùn)行改造后合成回路75%負(fù)荷:合成塔入口溫度158d,降低生產(chǎn)成本37.7%,實(shí)現(xiàn)扭虧目標(biāo)。另190℃,合成塔出口溫度220℃C,合成塔壓差70kPa,外,催化劑裝填量增大以后,生產(chǎn)強(qiáng)度減小,大大延粗甲醇產(chǎn)量53t/h。噸甲醇副產(chǎn)次中壓蒸汽比值長(zhǎng)了催化劑的壽命;改造后催化劑實(shí)現(xiàn)國產(chǎn)化,裝填量大,抗失活能力強(qiáng),大約能運(yùn)行3a前、后數(shù)據(jù)對(duì)比足以說明,2臺(tái)合成塔并聯(lián)運(yùn)行可以分擔(dān)負(fù)荷,既保持了催化劑的低溫活性,又降低參考文獻(xiàn):了單位催化劑生產(chǎn)強(qiáng)度,從而大大延長(zhǎng)其使用壽命。[1]馮元琦.甲醇生產(chǎn)操作問答[M北京:化學(xué)工業(yè)出版社,206效益分析[2]謝克昌,房鼎業(yè).甲醇工藝學(xué)[M].北京:化學(xué)工業(yè)出版第1爐催化劑2008年5月投運(yùn),累計(jì)運(yùn)行300d;社,2010第2爐催化劑于2011年2月投入運(yùn)行,累計(jì)運(yùn)行[3]彭建喜煤氣化制甲醇技術(shù)[M]北京:化學(xué)工業(yè)出版350d。改造結(jié)束后,雙塔使用的是國產(chǎn)催化劑社,2010RK5,已經(jīng)運(yùn)行420d累計(jì)生產(chǎn)甲醇60萬t,生產(chǎn)[4]趙建軍甲醇生產(chǎn)工藝[M]北京:化學(xué)工業(yè)出版社狀況良好。托普索MK-121催化劑(包括運(yùn)輸費(fèi))一爐大約Technological transformation of coal methanol synthesis loopXIA Jiangbin(Henan Zhongyuan Dahua Group Co, Ltd., Puyang Henan 457000, ChinsAbstract: This paper gives a brief introduction to process principles, process, and analyzes the reasons why the original circuitcan not meet design index so as to run at full capacity to meet the gasifier. the retrofit scheme is put forword. After the trans-formation, the operation effer is good. To achiene, the desined target.Key words: methanol synthesis; technological transformation; coal chemical industry(上接第37頁)in ethanol development and applicationLIU Qiao-xia, ZHANG Shuqin, ZHANG Juanli, ZHANG J(Research Institute of Yanchang Petroleum(group) Co., Ltd, Xi'an Shaanxi 710075, China)Abstract: Non-grain Ethanol fuel has become a global focus with rapid development of global economy and increasingly seriousenergy crisis. This paper reviews domestic energy situation, and introduces prcoal-based ethanol and biomass ethanol, which are analyzed and contrasted. thecation on fuel ethanol are proposed, as well as reasonable comments and suggesLH中國煤化工latest progress ofhe practical appliCNMHGal; ethanol; biom