第10期魏聚廣等:優(yōu)化轉(zhuǎn)化操作提高甲醇產(chǎn)量43●優(yōu)化轉(zhuǎn)化操作提高甲醇產(chǎn)量魏聚廣，魏學(xué)新,肖桂紅,閆愛玲(濮陽龍寧化工有限責(zé)任公司,河南濮用457000)摘要:介紹了天然氣制甲醇的基本原理和特點(diǎn),重點(diǎn)介紹了水碳比對天然氣轉(zhuǎn)化的影響,以及調(diào)整水碳比、優(yōu)化操作對轉(zhuǎn)化氣質(zhì)量和甲醇產(chǎn)量的影響程度。關(guān)鍵詞:轉(zhuǎn)化;水碳比;甲烷;精甲醇中圖分類號:TQ223. 121文獻(xiàn)標(biāo)識碼:B文章編號:1003 - 3467(2007)10 -0043 -01此在滿足T藝要求的前提下(不能因過低而析碳)1前言要盡可能減小水碳比。在天然氣組分不變的條件濮陽龍寧化工有限責(zé)任公司前身為濮陽市甲醇下,減小水碳比會使轉(zhuǎn)化反應(yīng)<2)向逆反應(yīng)方向進(jìn)I ,單套天然氣生產(chǎn)裝置為國內(nèi)第四套,設(shè)計(jì)能力為行,從而造成CO濃度增加,CO2濃度降低,新鮮氣3萬Va, 1998年新增原料氣生產(chǎn)單元，天然氣!水中CO2濃度過高會使甲醇合成反應(yīng)氣中因CO2的煤氣混合生產(chǎn)甲醇是國內(nèi)第套。天然氣生產(chǎn)甲醇強(qiáng)吸附性能阻礙合成反應(yīng)的進(jìn)行,導(dǎo)致合成反應(yīng)率是由天然氣與蒸汽轉(zhuǎn)化生成H2、CO、CO2,經(jīng)升樂下降,同時生成的粗甲醇中含水量增J加,從而增加精在催化劑上反應(yīng)生成粗甲醇,經(jīng)過精餾裝置得到精餾負(fù)擔(dān),能耗也相應(yīng)增加。但CO2含量過低，會導(dǎo)甲醇的過程。甲烷的蒸汽轉(zhuǎn)化反應(yīng)是大然氣生產(chǎn)甲致合成催化劑活性和轉(zhuǎn)化率過低,所以控制水碳比醇的第- -道工序,采用一段轉(zhuǎn)化法。天然氣(主要的高低是關(guān)鍵性因素,- -般情況下,CO2的濃度維持成分為CH2)轉(zhuǎn)化反應(yīng)為甲醇的合成反應(yīng)提供必要在3% ~6%即可。反應(yīng)式如下:的原料,轉(zhuǎn)化反應(yīng)的效果直接影響合成反應(yīng)的效果,CH。+ H2O=C0 +3H2-Q .(1)從而影響甲醇的收率。彩響天然氣轉(zhuǎn)化反應(yīng)的主要CO +H20一-CO2 +H, +46. 29 kJ/mol (2)因素有壓力、溫度、水碳比、空速、催化劑的活性等。在一定壓力和儺化劑作用下，氣體中的C0、在甲醇生產(chǎn)過程中,每生產(chǎn)單位質(zhì)量的精甲醇所耗CO2和H2反應(yīng)生成CH,0FI,其反應(yīng)式如下:天然氣比較高,遠(yuǎn)超出設(shè)計(jì)值，但轉(zhuǎn)化爐溫度及其他CO +3H2一=CH,OH +Q(3)T.藝條件比較均衡穩(wěn)定,我們決定從調(diào)整水碳比入CO2 +3H2一= CH,OH +H20 +Q(4)手,保證在低能耗下得到合理的合成新鮮氣組分,提隨著水碳比的降低,轉(zhuǎn)化新鮮氣中CO2濃度降高甲醇產(chǎn)量及保證裝置安全平穩(wěn)長周期運(yùn)行。低,有利于合成反應(yīng)(3),使合成的粗甲醇量增加,同時粗甲醇含水量降低,有利于粗甲醇精鎦。2水碳比對甲醇合成的影響2.2調(diào)整 水碳比的效益生產(chǎn)中根據(jù)甲醇產(chǎn)量及轉(zhuǎn)化新鮮氣的組分分2.1天然 氣制甲醇的特點(diǎn)水碳比是指進(jìn)U氣體中水蒸氣數(shù)與烴類原料氣析,先后多次調(diào)整爐溫和水碳比,調(diào)整前后及精甲醇中碳原子總數(shù)之比,表示轉(zhuǎn)化操作中新加入的工藝產(chǎn)量見下頁表1。蒸汽的量,提高水碳比從化學(xué)平衡角度有利于甲烷從表1可看出，水碳比由4.0調(diào)至3.8,爐出門轉(zhuǎn)化,而i且對抑制析碳有利;但水碳比提高,意味著溫度提高6后,新鮮氣組分發(fā)生了變化,殘余甲烷水蒸氣消耗量增加,多余水蒸氣同樣也在爐管中升含量由4.52%降至4.07% ,CO2含量由10. 65%降溫，導(dǎo)斂能耗增l加,爐管熱負(fù)荷提高,床層阻力增加;至9.86% ,C0含量山10. 98%提高至11. 56%,精同時高水碳比對轉(zhuǎn)化催化劑的活性有抑制作用,因甲醇日產(chǎn)量由100 m'/d增加至105. 263 m'/d,天然收稿日期:2007-06- 15作者簡介:魏聚廣(1972-),男,從事化工項(xiàng)目開發(fā)工作,電話:(0393 )4615775轉(zhuǎn)2148。河南化工44●HENAN CHEMICAL INDUSTRY2007年第24 卷設(shè)制氫裝置轉(zhuǎn)化反應(yīng)部分的管道設(shè)計(jì)計(jì)邱瑞霞(中國石化集團(tuán)濟(jì)附石油化工⊥程公司.河南洛陽471003)摘要:介紹了 石油化工管道設(shè)計(jì)的-般設(shè)計(jì)流程,同時針對制氫裝置轉(zhuǎn)化反應(yīng)區(qū)的典型布置進(jìn)行了詳細(xì)說明。尤其對這一裝置材料選 用的特殊性一氫腐 蝕做了特殊說明。關(guān)鍵詞:制氫裝置;轉(zhuǎn)化反應(yīng)區(qū);管逾;設(shè)計(jì)中圖分類號:TE624文獻(xiàn)標(biāo)識碼:B文章編號:+003 - 3467(2007 )10- 0044 -03 .在煉油廠中,制氫裝置主要為加氫裂化、加氫精反牛器,在催化劑的作用下進(jìn)一步使一氧化碳.水燕制等裝置提供氫源。日前所用的主要方法為烴類轉(zhuǎn)氣等發(fā)生反應(yīng),然后根據(jù)不同的凈化方法采用不同化法。在烴類轉(zhuǎn)化法制氫中，轉(zhuǎn)化反應(yīng)區(qū)為其核心流程,常用的兩種方法為常規(guī)凈化法和PSA凈化部分,其操作條件也比較苛刻:高溫、中壓臨氫,因法.此處不再詳述。從轉(zhuǎn)化爐出米的轉(zhuǎn)化氣的熱最此,做好這部分的管道設(shè)計(jì)|分重要。主要用來產(chǎn)生燕汽,從中樂氣包米的汽包水經(jīng)轉(zhuǎn)化氣蒸汽發(fā)生器后產(chǎn)生3.5 MPa蒸汽,一部分裝置自1流程簡介用,一部分送出裝置。轉(zhuǎn)化反應(yīng)區(qū)的典型流程見下烴類轉(zhuǎn)化法制氫流程為:從壓縮機(jī)來的原料氣頁圖1。(加氫下氣、焦化干/ (等)或原料油泵來的原料油經(jīng)2設(shè)備平 面布置原料預(yù)熱爐升溫至380 C ,進(jìn)人加氫反應(yīng)器發(fā)生反應(yīng)，使大部分有機(jī)硫轉(zhuǎn)化為無機(jī)硫后進(jìn)人氧化鋅脫設(shè)備平面布置時.首先應(yīng)滿足有關(guān)的防火、防硫反應(yīng)器，在此氧化鋅和硫化氫發(fā)生反應(yīng)，脫去大部爆.建筑設(shè)計(jì)規(guī)范,如CB50160 - 92《石油化工企業(yè)分硫,然后在進(jìn)入轉(zhuǎn)化爐前,按一定的水碳比與 3.5設(shè)計(jì)防火規(guī)范》等,設(shè)備布置按SHJ11 - 89《石油化MPa蒸汽混合,經(jīng)轉(zhuǎn)化爐對流段加熱至500心進(jìn)入T. 企業(yè)工藝裝置設(shè)備布置設(shè)計(jì)通則》的要求，具體爐輻射段,在催化劑的作用下發(fā)生反應(yīng),人部分烴類到轉(zhuǎn)化反應(yīng)區(qū),多采川同類設(shè)備相對集中的流程式與水蒸氣反應(yīng)生成氫氣.-氧化碳、二氧化碳等,出布置方式，轉(zhuǎn)化爐溫度為850C的高溫轉(zhuǎn)化氣經(jīng)轉(zhuǎn)化氣燕汽反2.1反應(yīng)器集中布置生器換熱后,溫度降至360~380心后進(jìn)入中溫變換考慮到反應(yīng)器檢修、吊裝、裝卸催化劑的方便,表1水碳比及精甲醇產(chǎn)量調(diào)整后殘余甲烷含量降至3.71% ,CO2 含氧由9.86%降至9.15% ,C0含量由12. 32%提高至負(fù)荷(標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài))/m’.h 1 5 0005 0005 20012. 85% ,精甲醇產(chǎn)量由l05. 536 m'/d增至115. 556H20/C4.03.83.5m'/d,能耗降低5.26% ,按- -年有效生產(chǎn)天數(shù)300爐出口溫度/心770781CH2/%4.524.073.71個生產(chǎn)H計(jì)算,每年增加精甲醇產(chǎn)量1388. 89 I,1 tC02/%10.659. 869.15精甲醇按市場價2 200元計(jì)算,每年增加產(chǎn)值305 .C0/%10. 9811. 5612. 85萬元，效益相當(dāng)可觀,天然氣單耗量/m'●t I 2001 1401 080精甲醇量/m3●d-I100105.263115.5563結(jié)束語氣單耗由1 200 m'/t降至1 140 m'/1,精甲醇日產(chǎn)量通過調(diào)整水碳比,穩(wěn)定控制轉(zhuǎn)化爐出口溫度,達(dá)增加5.263 m'/d,犬然氣能耗降低5%。后來通過到穩(wěn)產(chǎn)高產(chǎn)甲醇的H的,而H使能耗降低,取得了很計(jì)算分析,將水碳比降至3. 5(已低至設(shè)計(jì)值下限)，好的效果。