總第162期山西化工Total 1622016年第2期SHANXI CHEMICAL INDUSTRYNo.2,2016專題討論DOI:10.16525/. cnki. cn14-1109/tq.2016.02.20煤制甲醇裝置改造與優(yōu)化連雅(山西潞安煤基清潔能源有限責任公司,山西長治046200摘要:以煤制甲醇裝置的改造優(yōu)化為對象展開探究,結(jié)合具體的工程項目,分析了煤制甲醇裝置運行中存在的不足及其原因,針對性提出相應(yīng)的改造措施,并對措施實施后的效果進行分析,希望能夠為同類項目的建設(shè)提供一定借鑒與參考,關(guān)鍵詞:煤制甲醇;裝置改造;效果分析中圖分類號:TQ53文獻標識碼:A文章編號:1004-7050(2016)020067-03裝置進行改造優(yōu)化,項目技術(shù)人員經(jīng)過不斷地摸索引言實踐,采取了一系列有效措施解決了制約高效生產(chǎn)甲醇作為常見的化工原料不僅能夠用于生產(chǎn)醛的瓶頸問題,消除潛在安全隱患。截止目前,煤制甲類、醚類等重要化合物,更是一種可直接利用的清潔醇裝置運行狀態(tài)良好,各組成部件均維持在90%以能源2。就當前我國能源結(jié)構(gòu)特點及能源需求現(xiàn)上的高負荷運動,各指標亦滿足設(shè)計需求狀而言,發(fā)展甲醇制造產(chǎn)業(yè),將其作為一種新興清潔蒸汽蒸汽能源,降低社會對石油的依賴已成為能源行業(yè)的必汽包排汽包排污然趨勢。而我國作為一個多煤少氣缺油的國家,大鍋爐給水爐給水力推動煤化工產(chǎn)業(yè),促進煤制甲醇工藝的不斷進步,馳放氣成為我國現(xiàn)代多元化能源戰(zhàn)略的必由之路36閃蒸氣項目概述新鮮氣粗甲醇至精餾某在建煤制醇項目設(shè)計產(chǎn)能為180萬t/a,項目1,7一汽包;2-1合成塔;3一水冷器;4—循環(huán)氣壓縮機于2014年10月正式投料試車,12月產(chǎn)出合格甲醇5一空冷器;6—2#合成塔制品。整個煤制甲醇裝置主要包括氣化裝置、凈化圖1甲醇項目合成流程示意圖裝置、甲醇合成裝置及硫回收裝置4個裝置。甲醇2煤制甲醇裝置改造與運行情況生產(chǎn)流程示意圖如圖1所示。整個煤制甲醇裝置其工藝流程的設(shè)計、各生產(chǎn)2.1氣化爐預(yù)熱水系統(tǒng)改造設(shè)備的選型、機電控制方案的制定等雖均經(jīng)歷了嚴1)問題分析格的檢驗但投入運行一年多以來,也暴露出諸多設(shè)在系統(tǒng)初始設(shè)計中,氣化爐烘爐時期,預(yù)熱水泵計不足、潛在不安全因素以及制約高負荷生產(chǎn)的影自渣池渣倉取水并將其送入激冷水管線,經(jīng)過濾器響要素。針對這些問題與不足,為更好地對煤制醇后進人氣化爐激冷環(huán),最后,再經(jīng)由鎖斗流回渣池渣倉內(nèi)。但渣倉內(nèi)留存有大量灰塵雜質(zhì),這些雜質(zhì)會隨著水循環(huán)進入激冷水過濾器中并逐漸集聚,最終收稿日期:201602-21作者簡介:連雅,男,1980年出生,2005年畢業(yè)于中國石油大學(北引起過濾器堵塞,導(dǎo)致氣化爐運行時的激冷水量不京)石油工程專業(yè),助理工程師,主要從事煤化工方面工竹足,限制裝置魚并減少氣化怕的運行時間中國煤化工CNMHGsxhxgy@163.com第36卷2)改造措施量的調(diào)控滿足合成氣時氫碳比的需求。由于整個變?nèi)鐖D2所示,放棄通過原預(yù)熱流程進行烘爐水換過程復(fù)雜且漫長,在開車時應(yīng)當先開啟導(dǎo)氣暖管,循環(huán),鑒于渣池泵泵送能力不足,在渣池泵出口管線但由于變換爐電動閥上游管線加熱時間較長,粗煤處增加預(yù)熱水泵。在烘爐時通過預(yù)熱水泵將渣池渣氣流經(jīng)該段區(qū)域時會產(chǎn)生熱凝液,從而對管線造成倉內(nèi)的水通過預(yù)熱水泵送至新增的沉降槽中進行固定的腐蝕,同時冷凝液還會隨著變換爐的導(dǎo)氣作液的沉降分離,沉降槽中固含量相對較小的上層灰業(yè)進入變換爐內(nèi)部,從而對催化劑造成損害。此外,水溢出至灰水槽后經(jīng)由灰水泵輸送至激冷水過濾,變換爐入口處溫度處于不可控狀態(tài),這使得變換爐再通過過濾裝置后送入氣化爐激冷環(huán),實現(xiàn)烘爐時床層溫度極難做到人為調(diào)控。期的預(yù)熱水循環(huán)2)改造措施在變換爐入口閥前及變換爐出口閥后分別增設(shè)根直徑26mm的管線,將其作為變換爐的副線。3)效果分析增設(shè)變換爐副線后,變換單元的開車導(dǎo)氣操作獲得極大的改善與簡化,不僅開車導(dǎo)氣的耗時縮減近3h,而且也大幅節(jié)約了開車費用。同時,變換爐導(dǎo)氣時有效地避免了冷凝液進入變換爐內(nèi)部破壞催化劑。此外,副線的增設(shè)亦有助于對爐口處的溫度1—氣化爐;2—激冷水過濾器;3一渣池;4—預(yù)熱水泵;5—渣池泵進行調(diào)節(jié),使得變換爐床層溫度變得可控6一洗滌塔;7—沉降槽;8一灰水槽;9—灰水泵2.3甲醇合成塔溫度控制改造圖2氣化爐烘爐流程示意圖1)問題分析3)改造效果甲醇合成裝置自投料使用以來,甲醇合成塔上通過改造后激冷水過濾裝置開車前的堵塞問部催化劑床層存在局部溫度過高的現(xiàn)象最高時床題得到很好改善,并使氣化爐運行周期由原本的不層溫度可達310℃,系統(tǒng)穩(wěn)定裝填后,1#塔上部熱足20d增長至近40d。與此同時,預(yù)熱水泵出口同點溫度始終維持在299C~304℃,一且系統(tǒng)負荷渣池泵出口管相互聯(lián)通后,不僅有助于烘爐中的熱進行調(diào)整,其溫度極易升至310℃以上,使得系統(tǒng)負水排放而且一定程度上增大了渣池泵的備用,使得荷一度無法實現(xiàn)增長。操作控制方法得到了加強。2)原因分析2.2變換爐進、出口改造圖4所示為甲醇合成塔結(jié)構(gòu)圖,其屬于典型的1)問題分析徑向流反應(yīng)器蒸汽上升式合成塔,催化劑處于反應(yīng)變換爐單元流程如圖3所示。自氣化裝置出來器殼側(cè)。合成作業(yè)時,合成氣由反應(yīng)器底部中心管的粗煤氣一部分經(jīng)由廢熱鍋爐降溫、冷凝、分離后(均勻分布有分配孔保障氣體均勻進入)進入合成塔經(jīng)由變換爐變換配氣,并通過對向變換爐的送氣流后沿徑向自內(nèi)向外經(jīng)過反應(yīng)器的催化劑床層;鍋爐水先通至反應(yīng)器底部,然后自下而上運動,并部分氣中的的的化以帶走甲醇合成時產(chǎn)生的熱。由于合成塔上部不具備開孔收集裝置,熱氣體先向下折流經(jīng)過中、下部目15新增副線1—一換熱器1/2;2一廢熱鍋爐2;3—分離器2;4一廢熱鍋爐3;5—廢熱鍋爐4;6—分離器3;7—廢熱鍋爐5;8-分離器4;9—換熱器4/5;10一廢熱鍋爐1;11一分離器1;12—粗煤氣預(yù)熱器;13—換熱器3;14—變換爐;15一洗氨塔中國煤化工圖3變換爐流程示意圖CNMHG2016年第2期連雅:煤制甲醇裝置改造與優(yōu)化催化劑后才能進入收集器并排除塔外。這使得氣體1#塔入口溫度,以增強下部床層反應(yīng)速度,將反應(yīng)在合成塔中、上部的滯留時間較長,加之催化劑周圍主要維持在中、下部進行,減小頂部熱生成未布設(shè)換熱列管,導(dǎo)致反應(yīng)熱的帶出速度相對較慢通過逐項實施措施,合成塔頂部溫度基本維持存在熱量積累超溫的情況。在290℃以下,確保了整個煤制甲醇過程的順利工藝方面的影響因素:①氣體合成過程中引起進行速度過快導(dǎo)致合成氣快速進入,在催化劑表層發(fā)生3總結(jié)合成反應(yīng),進而生成大量熱,且無法及時移出,使得床層超溫;②氣體構(gòu)成成分對合成塔床層溫度的影煤制甲醇作為煤炭深層開發(fā)利用的重要方向之響。系統(tǒng)進行負荷調(diào)整時,新入氣體中CO2含量不一,不僅是提升煤炭經(jīng)濟價值的重要手段,更是實現(xiàn)穩(wěn),時高時低,當其含量較低時CO與H2反應(yīng)加能源清潔利用、達成環(huán)境保護目標的必要保障。我劇,引起催化劑床層溫度過高。③合成塔內(nèi)惰性氣們應(yīng)當積極總結(jié)以往工程項目經(jīng)驗教訓,通過新技體體積分數(shù)控制過低(低于8%),使得催化劑在初術(shù)新手段的研發(fā),更好地推動煤化工產(chǎn)業(yè)發(fā)展,充期反應(yīng)時活性較大,導(dǎo)致反應(yīng)劇烈,生成大量熱,床分發(fā)揮我國煤炭資源豐富這一優(yōu)勢,為我國經(jīng)濟的層溫度超溫持續(xù)高速發(fā)展和國家現(xiàn)代化建設(shè)提供充足的能源3)改造措施保障。①控制引起速度,逐步提升合成系統(tǒng)壓力,確保參考文獻合成氣體緩速進入合成塔,逐步進行甲醇合成反應(yīng),并逐步加大負荷,確保塔內(nèi)始終處于平穩(wěn)狀態(tài),避免[1]王建輝.煤制甲醇裝置汽系統(tǒng)的優(yōu)化與改進[J,大反應(yīng)熱的快速集聚。氮肥,2015,38(5):305-309②合成系統(tǒng)選用防喘振閥或通過調(diào)控壓縮機轉(zhuǎn)[2]易洪民煤制甲醇合成裝置改造與優(yōu)化[冂].化工設(shè)計速的方式對入口處壓力進行控制,確保系統(tǒng)壓力始通訊,2015,41(1):41-44.終平穩(wěn)同時配合凈化裝置將CO2體積分數(shù)始終[31同晉慧媒制甲醇工藝研究化工管理,214(8):維持在3%左右,避免催化劑溫度過高。[4]程東風,王成,史彥輝.60萬t/a煤制甲醇項目存在的③鑒于催化劑使用初期活性良好,應(yīng)將此時合問題及優(yōu)化[].廣東化工,2014,41(11):145-146,151成系統(tǒng)中惰性氣體的體積分數(shù)維持在10%左右,以[5]韓燕.某廠煤制甲醇工藝中低溫甲醇洗裝置的改造及避免甲醇合成反應(yīng)的過度進行,維持床層的合理優(yōu)化研究[D].大連:大連理工大學,2014溫度[6]李雪冰.180萬ta甲醇裝置運行總結(jié)[冂.化肥設(shè)計④當出現(xiàn)熱點溫度降低的情況,應(yīng)當適時提升2013,51(4):28-31Modification and optimization of coal-tor-methanol plantLIAN Ya( Shanxi Lu'An Coal-Derived Clean Energy Co., Ltd, Changzhi Shanxi 046200, ChinaAbstract: Taking the transformation and optimization of the coal-tormethanol plant as research subject, and combined with thespecific construction project, this paper analyzes the insufficiency existed in the operation of coal-to-methanol plant and its reasons, puts forward corresponding improvement measures, and describes the effect after the implementation of the measuresproviding certain reference for construction of similar projectsKey words: coal-to-methanol; equipment modification: effect analysis中國煤化工CNMHG