Aug.2009化肥設(shè)計(jì)第47卷第4期Chemical Fertilizer Design2009年8月合成氨聯(lián)產(chǎn)甲醇生產(chǎn)運(yùn)行總結(jié)王成夏,李東法(恒通化工股分有限公司化肥廠,山東郯城276100)摘要:簡(jiǎn)述了合成氯聯(lián)產(chǎn)甲醇的工藝流程和雙塔工藝的特點(diǎn);從催化劑的升溫還原及運(yùn)行使用、聯(lián)醇系統(tǒng)存在的問題及技改措施等方面總結(jié)了合威氧聯(lián)產(chǎn)甲醇的生產(chǎn)運(yùn)行情況。關(guān)鍵詞:合成氨聯(lián)產(chǎn)甲醇裝置;催化劑升溫還原;生產(chǎn)運(yùn)行;技改措施中圖分類號(hào):TQ223.121文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:B文章編號(hào):1004-8901(2009)04-0026-04Production Summarization for Synthetic Ammonia in Combinative Production with MethanolWANG Cheng-xia, u Dong-faChemical Fertilizer Plant of Hentong Chemical Engineering Stock Company Lud,, Tancheng Shandong 276100 China)Abstract: Author has briefly described the process flow for synthetic ammonia with combinative production of methanol and the Process features withdouble towers; has summarized the running situation for the synthetic ammonia in combinative production of methanol from aspects of heating and reducingof catalyst and its running situation, problems existing in combinative production system of methanol and technical reformation measures and soKey words: Synthetic ammonia plant with combinative production of methanol; heating and reducing of catalyst; production running; technical re山東恒通化工股份有限公司是集熱電、化工、制。聯(lián)醇工藝流程見圖1,主要設(shè)備見表1。化肥于一體的大型化工企業(yè),裝置規(guī)模為合成氨20萬ta、尿素30萬va、甲醇5萬va中1200m壓縮機(jī)來聯(lián)醇生產(chǎn)系統(tǒng)合成塔采用均溫型合成塔內(nèi)件,精餾系統(tǒng)釆用雙塔精餾工藝。截至2008年,合成塔共使用了7爐催化劑,平均每3年更換1次。聯(lián)醇工藝不僅降低了銅洗負(fù)荷,減少了各項(xiàng)消耗,同時(shí)還可調(diào)節(jié)醇氨產(chǎn)量,在化肥生產(chǎn)中發(fā)揮了重要作用1工藝流程圖1聯(lián)醇工藝流程1—油分離器;2—合成塔;3一水冷排;4醇分離器;5—水洗塔;6來自壓縮機(jī)五段(或六段)精脫硫后13.0MPa循環(huán)機(jī);7-中間槽的新鮮氣進(jìn)入油分離器以分離氣體夾帶的油水,出衰1主要設(shè)備油分工序后分別進(jìn)入1、2合成塔主線與各塔循環(huán)毆備名稱規(guī)格型號(hào)設(shè)備名稱規(guī)格型號(hào)機(jī)送來的循環(huán)氣混合由合成塔頂部和塔底副線分油分離器400m|7m水洗塔m:21m2路分別進(jìn)入1'、2“合成塔。在銅基催化劑作用下合成塔430m180m循環(huán)機(jī)DzW-4.7120-14.0混合氣中的CO和CO2與H2合成為甲醇后,出塔氣水冷排480m2醇分離器d1000m,H6973mm體再分別經(jīng)1、2·淋灑式水冷器冷卻后,去各自的醇分離器分離掉粗甲醇分離出的粗甲醇減壓后送2雙塔工藝生產(chǎn)特點(diǎn)中間槽。醇分離器后的不凝氣體少部分去循環(huán)機(jī)(1)生產(chǎn)工藝采用兩塔串并聯(lián)新鮮氣一次性加壓循環(huán)使用,另一部分經(jīng)高壓水洗塔除掉夾帶的通中國(guó)煤化工環(huán)機(jī)控制調(diào)節(jié)催甲醇霧沫后送銅洗工序精煉。粗甲醇中間槽弛放氣由調(diào)節(jié)閥控制中間槽壓力為≤0.8MPa,送吹風(fēng)作者CNMHG平人,2005年畢業(yè)于華東氣工序回收利用稀醇和粗甲醇分別送精餾工序精石油大學(xué)從事化工生產(chǎn)工藝技術(shù)管理工作第4期王成夏等合成氨聯(lián)產(chǎn)甲醇生產(chǎn)運(yùn)行總結(jié)27化劑床層溫度以及調(diào)整各塔生產(chǎn)負(fù)荷。加熱器控制升溫速率(<30℃/h)。當(dāng)催化劑熱點(diǎn)(2)可根據(jù)雙塔催化劑的使用時(shí)間,及時(shí)調(diào)節(jié)溫度達(dá)到70℃后升溫速率降至<5℃/h。溫度達(dá)合成塔在串并聯(lián)生產(chǎn)中的位序;并可根據(jù)各塔催化到80℃以后,因有少量反應(yīng)熱放出,應(yīng)放慢升溫速劑活性的強(qiáng)弱,及時(shí)提高催化劑床層的熱點(diǎn)溫度率,并試放水。此時(shí)操作上以催化劑床層溫差為主(≤5℃/次),始終保持催化劑活性控制在最佳反要控制依據(jù)即床層頂部與底部溫差控制在8℃之應(yīng)區(qū)域,提高CO和CO2轉(zhuǎn)化率內(nèi)。如果加電后溫度達(dá)到8℃,應(yīng)降電恒溫操作,(3)串聯(lián)使用時(shí),可適當(dāng)加大前塔新鮮氣的補(bǔ)當(dāng)恒溫到頂部與底部溫差又降至5℃以下時(shí),再加入量,可在滿足合成塔技術(shù)指標(biāo)的范圍以內(nèi)多開循電進(jìn)行升溫。環(huán)機(jī),增加生產(chǎn)負(fù)荷,以產(chǎn)醇為主。后塔可以通過(2)還原初期。當(dāng)溫度達(dá)到90℃以后,應(yīng)重點(diǎn)少量補(bǔ)充新鮮氣氣量,不開循環(huán)機(jī),以方便熱點(diǎn)操注意每次提溫后溫差的變化情況,只要能夠?qū)⒋呋鳛橹?。通過減少后塔生產(chǎn)負(fù)荷,達(dá)到控制醇后氣劑床層的頂部與底部溫差控制在8℃以內(nèi),并經(jīng)過成分的目的,提高甲醇轉(zhuǎn)化率。操作中控制醇后氣恒溫后又縮小到5℃以下可繼續(xù)提溫操作。在這CO和CO2體積分?jǐn)?shù)在≤0.5%以下。若采用上述組時(shí)期操作上不宜以出水量的多少?zèng)Q定是否提溫,而應(yīng)合方法,醇后氣仍然超過標(biāo)準(zhǔn),則要考慮更換催化劑。以催化劑床層溫度的變化來判斷是否提溫或恒溫。(4)醇氨比的調(diào)整范圍大,可以根據(jù)產(chǎn)品市場(chǎng)(3)還原主期。當(dāng)溫度在105-130℃之間時(shí),情況任意調(diào)整醇氨比負(fù)荷。在甲醇市場(chǎng)利潤(rùn)較大應(yīng)重點(diǎn)關(guān)注催化劑床層頂部與底部的溫差以及系的情況下,可以采用并聯(lián)雙塔進(jìn)行生產(chǎn),雙塔各自統(tǒng)壓力循環(huán)氫含量水汽濃度和出水量的變化配備循環(huán)機(jī)增加入塔循環(huán)氣體使反應(yīng)不完全的由于均溫型合成塔及銅基催化劑的特性決定了銅氣體再次得到利用,提高甲醇產(chǎn)量?；呋瘎┰谶€原過程中將會(huì)產(chǎn)生出水量集中、出水5)雙塔工藝生產(chǎn)調(diào)整后,一塔更換催化劑,放熱量多的問題。此時(shí)期是催化劑還原的關(guān)鍵時(shí)另一塔仍可維持正常生產(chǎn)。期,溫升速率應(yīng)控制在<2℃/h。如果加電提溫后(6)雙塔工藝生產(chǎn)的缺點(diǎn)是操作過程中雙塔進(jìn)行降電恒溫操作時(shí)溫度沒有按照前期溫度的運(yùn)溫度的操作相互制約,相互影響。行曲線的規(guī)律停止在預(yù)期的溫度上,而又有繼續(xù)上升的趨勢(shì),同時(shí)系統(tǒng)壓力下降、氫比降低,此時(shí)不管3催化劑升溫還原醇分能否放出還原水,都應(yīng)果斷及時(shí)地進(jìn)行大幅度31方撤電操作,利用降低電爐負(fù)荷、減少電爐發(fā)熱量來催化劑升溫還原方案見表2。降低催化劑層的溫度。此時(shí)利用催化劑還原放出表2催化劑升溫還原方案的熱量來維持催化劑床層的熱量平衡,控制溫度進(jìn)行恒溫出水操作,必要時(shí)可開冷副線調(diào)節(jié)塔溫。階段4催化劑升溫系統(tǒng)出水心。,不會(huì)有溫度突然上升的情況發(fā)生,可繼續(xù)按照控制催實(shí)累床層溫速率壓力速率汽(4)還原后期。由于此階段大量出水期已過際計(jì)度/T/ h"/MPa /kg.h/.m升溫22室溫~70305化劑床層溫差的辦法進(jìn)行操作。但應(yīng)注意,160~l80℃附近仍有出水量稍大的現(xiàn)象。為了使還原完全徹底,底部溫度應(yīng)提升至235℃恒溫,實(shí)際出水量還原初期7149-10525.0502.5達(dá)到理論出水量的90%以上。當(dāng)頂部與底部溫差控中期2539105-13025.0802.5制在6~8℃,出水量低于10kg/h,且水汽濃度小于后期2766130~23555.0500.1g/m3時(shí)再恒溫1h左右,確認(rèn)還原結(jié)束2682355.02.5(5)換氣階段。換氣過程中因壓力提高較快、換氣270-2000=13氣體組分變化大,極易引起溫度失控,造成超溫、垮注:空速為300h1,氫含量體積分?jǐn)?shù)為70%。溫。因此換氣過程必須緩慢而有準(zhǔn)備地進(jìn)行。當(dāng)32過程出現(xiàn)溫度控制不住時(shí),則應(yīng)立即恢復(fù)原狀,待工況通過專用管線導(dǎo)人精煉氣,系統(tǒng)補(bǔ)壓至50穩(wěn)定后再進(jìn)行換氣。我廠在換氣時(shí),事先通知變換MPa,開1臺(tái)4.7m3/min和1臺(tái)5.0m/mim循環(huán)工序中國(guó)煤化工前塔反應(yīng)后,醇后機(jī),循環(huán)量全部加足進(jìn)行升溫還原。整個(gè)過程可分氣CCNMHG氣操作較為順利為升溫、還原、恒溫和換氣4個(gè)階段。33江手(1)升溫階段。此階段主要以升溫為主,由電(1)在還原主期發(fā)現(xiàn)熱點(diǎn)變化且同時(shí)有系統(tǒng)化肥設(shè)計(jì)200年第47卷壓力、氫比下降現(xiàn)象時(shí),應(yīng)補(bǔ)充新鮮氣,并開啟塔后施是將冷膽拖出,對(duì)冷膽上面的附著物進(jìn)行清理放空閥置換催化劑分解的有害氣體。對(duì)不同型號(hào)同時(shí),鉆進(jìn)塔內(nèi)檢查下部絲網(wǎng)是否破損和堵塞并的催化劑,還原主期的溫度各不相同,我廠先后使時(shí)更換,經(jīng)處理后的內(nèi)筒催化劑裝填量明顯改觀。用過WC-1、WC-2、FXC-102型催化劑,其每次(2)還原時(shí)間逐爐縮短。主要原因是將原大量出水的時(shí)間和溫度均不同,這就要求操作人員·3.5m循環(huán)機(jī)改造為4.7m3,又增加1臺(tái)8m3循環(huán)具有相當(dāng)高的操作水平。機(jī),增加了聯(lián)醇系統(tǒng)氣體循環(huán)量,縮短了還原時(shí)間,(2)升溫還原時(shí)一定要注意每次加電提溫后同時(shí)較大的空速也保證了催化劑的出水率達(dá)到溫度的變化趨勢(shì)。在催化劑床層頂部與底部溫差≥90%以上,使催化劑還原較為徹底。達(dá)8℃時(shí),一定要控制恒溫至5℃內(nèi),絕對(duì)不可按(3)生產(chǎn)強(qiáng)度統(tǒng)計(jì)。由于前兩爐是單塔生產(chǎn),8℃的溫差進(jìn)行提溫;若加電后,溫度只些許上漲,2001年新系統(tǒng)增加后,兩爐催化劑交替進(jìn)行更換,說明循環(huán)量太小,只有恒溫操作。同時(shí)要注意出水故無法統(tǒng)計(jì)準(zhǔn)確的生產(chǎn)強(qiáng)度量的多少。在出水主期要以恒溫出水為主,且應(yīng)控(4)使用周期。為穩(wěn)定催化劑使用周期,采取制出水量、水汽濃度在指標(biāo)范圍以內(nèi)。的措施是:①嚴(yán)格控制入塔氣中的毒物含量;②采(3)為穩(wěn)定還原時(shí)的壓力和有利于催化劑還用2個(gè)精脫硫槽串聯(lián)運(yùn)行的方式,控制總硫含量≤原,可適時(shí)調(diào)整新鮮氣補(bǔ)充閥、還原放水閥以及采0.1×10°;③控制合成塔壓差催化劑床層頂部與用連續(xù)放水的方法進(jìn)行操作。底部的溫差塔出口溫度;④在催化劑裝塔之后進(jìn)(4)其他注意事項(xiàng):①生產(chǎn)中應(yīng)加強(qiáng)油水的分行徹底吹除,盡量將粉塵除去;⑤正常生產(chǎn)過程中離和排污,防止油水帶入合成塔;②在半脫和變脫嚴(yán)格控制CO的波動(dòng)幅度。時(shí),采用栲膠脫硫以消除原料氣中硫?qū)Υ呋瘎┑亩?5)延長(zhǎng)催化劑運(yùn)行周期須嚴(yán)格控制熱點(diǎn)溫害;③同時(shí)加入純堿以減輕氨對(duì)催化劑的危害;度,熱點(diǎn)溫度的波動(dòng)幅度應(yīng)控制在±4℃范圍以內(nèi)③采用活性炭及EAC-2、EZX等精脫硫劑,使原料以減少催化劑的破碎。氣總硫含量<0.1×106;④提高生產(chǎn)中用水、用汽我廠在催化劑使用過程中的提溫?cái)?shù)據(jù)見表4質(zhì)量,杜絕氯化物的進(jìn)人。表4催化劑提溫?cái)?shù)據(jù)序4催化劑使用情況號(hào)提溫時(shí)間熱點(diǎn)溫度/℃序號(hào)提溫時(shí)間熱點(diǎn)溫度/℃12004-03230(±5)‖62006-12-20255(±5)截止2008年,我廠先后使用了7爐催化劑,此22004-12-18235(±5)7200-1-19260(±5前6爐催化劑運(yùn)行情況見表3。2005-03-18240(±5)‖8200-9-5265(±5)表3催化劑運(yùn)行情況245(±5)2006-11-03270(±5)項(xiàng)目裝填量時(shí)間出水率使用生產(chǎn)化劑還原5205-09-27250(±5)102007-01-03275(±5角≥/名時(shí)間強(qiáng)度化劑5聯(lián)醇裝置運(yùn)行情況第1爐14.第2爐14.48729210365500WC-1正常生產(chǎn)時(shí)進(jìn)入聯(lián)醇工段的新鮮氣量為62000第3爐14.386892m3/h,變換工序組分控制在φ(CO)=34(±0.2)脫碳工序組分φ(CO2)≤1.8%。循環(huán)氣量依據(jù)醇第4爐13.8560氨比的大小進(jìn)行調(diào)節(jié)醇后氣組分前期為0.2%以第5爐14.2757921040FXC-I02下,中后期在0.5%以下。采用串聯(lián)使用時(shí),生產(chǎn)中第6爐14.1FXC-12始終把新更換催化劑的合成塔作為后塔來使用。從表3可以看出:在新塔前進(jìn)入適量新鮮氣,提高入塔氣體有效成(1)催化劑裝填量逐次減少,且第4爐減少較分,便于新塔的溫度操作控制。由于大量新鮮氣體多,第5爐催化劑經(jīng)內(nèi)件檢修后,裝填量才有所改先通過老塔,使沒有分離干凈的油水等雜質(zhì)被老塔善。經(jīng)分析,裝填量減少的原因主要是:①由于均催化劑過濾,對(duì)新更換的催化劑起到一定的保護(hù)作溫型合成塔內(nèi)件冷管密度較大,冷管受熱后產(chǎn)生變用中國(guó)煤化工低醇后氣中Co成形,催化劑倒卸時(shí),塔內(nèi)不可避免地殘存少量催化分,果。由于聯(lián)醇工劑粘結(jié)在冷管間;②部分瓷球卡在管間,造成再次序CNMHG中間工序,聯(lián)醇工裝填時(shí)出現(xiàn)催化劑懸空和架橋的情況。采取的措序因氣體組分變化,催化劑活性變化、系統(tǒng)設(shè)備結(jié)成夏等合成氨聯(lián)產(chǎn)甲醇生產(chǎn)運(yùn)行總結(jié)蠟等原因,造成聯(lián)醇系統(tǒng)壓力增高、壓差增大,將對(duì)合成塔時(shí),為節(jié)約資金,雙套系統(tǒng)共用1臺(tái)油分離合成氨生產(chǎn)工藝的節(jié)能降耗產(chǎn)生較大影響。在不影器,循環(huán)氣直接連接在合成塔主線上。由于循環(huán)氣響銅洗工序正常操作的前提下,可利用前塔去水洗塔沒有經(jīng)過油分離器,循環(huán)機(jī)的脈沖氣體得不到有效的控制閥門來調(diào)節(jié)系統(tǒng)的壓差,降低聯(lián)醇系統(tǒng)阻力。緩沖,造成合成塔主線及合成塔震動(dòng)較大,嚴(yán)重時(shí)聯(lián)醇裝置運(yùn)行中先后出現(xiàn)過催化劑破碎、甲醇造成合成塔中心管與大蓋之間的密封填料損壞,影系統(tǒng)超壓、甲醇系統(tǒng)震動(dòng)以及系統(tǒng)結(jié)蠟等問題,通響合成塔的生產(chǎn)能力。筆者建議雙系列生產(chǎn)系統(tǒng)過采取相應(yīng)措施均得以解決。應(yīng)各自使用獨(dú)立的油分離設(shè)備,使循環(huán)氣進(jìn)入油分(1)催化劑破碎。我廠甲醇生產(chǎn)中,中間槽排離器,緩解脈沖氣體。另外,催化劑粉化也是產(chǎn)生污時(shí)發(fā)現(xiàn)紅色粉漿,判斷為催化劑破碎。其易造成管道振動(dòng)的原因。液位計(jì)堵塞和操作閥門內(nèi)漏,這種現(xiàn)象在甲醇生產(chǎn)(4)系統(tǒng)結(jié)蠟。我廠一直使用FXC系列甲醇中普遍存在。目前認(rèn)為,其破碎與催化劑使用時(shí)間合成催化劑。在熱洗中間槽、醇分的過程中,能夠的長(zhǎng)短新鮮氣量、壓力、溫度變化的頻率幅度、油看到很少量的蠟狀物質(zhì),常溫狀態(tài)下,其呈固體狀分離器分離效果的好壞、催化劑床層溫度調(diào)節(jié)幅度態(tài)或?yàn)樾鯛钗铩Ｂ?lián)醇水冷排工序?yàn)榉乐菇Y(jié)蠟堵塞的大小循環(huán)機(jī)開停次數(shù)的變化及催化劑內(nèi)在質(zhì)量管道,在正常生產(chǎn)過程中,每天按順序關(guān)閉冷排上等多項(xiàng)因素有關(guān)。筆者認(rèn)為,優(yōu)化系統(tǒng)運(yùn)行,嚴(yán)控水閥門,利用反應(yīng)后的熱氣體沖刷管道,起到較好各項(xiàng)工藝指標(biāo),杜絕超溫、垮溫現(xiàn)象的發(fā)生,保持穩(wěn)效果。多年來,沒有因?yàn)橄到y(tǒng)結(jié)蠟造成系統(tǒng)阻力定的生產(chǎn)工藝操作條件,是聯(lián)醇銅基催化劑長(zhǎng)周期增大穩(wěn)定運(yùn)行的關(guān)鍵。(2)甲醇系統(tǒng)超壓。我廠聯(lián)醇裝置自投運(yùn)以結(jié)語來,系統(tǒng)壓力逐年增加,甲醇生產(chǎn)工序的壓差變化(1)聯(lián)產(chǎn)甲醇不僅有效降低了銅洗的生產(chǎn)負(fù)不大,前期新塔不帶循環(huán)機(jī)壓差≤0.6MPa,老塔帶荷,同時(shí)也能根據(jù)市場(chǎng)行情的不同調(diào)節(jié)醇氨產(chǎn)量循環(huán)機(jī)壓差≤0.7MPa。后期新塔不帶循環(huán)機(jī)壓差以利于效益的最大化≤0.8MPa,老塔帶循環(huán)機(jī)壓差≤0.9MPa。分析工(2)近2年來原油價(jià)格不斷飆生,甲醇作為能藝數(shù)據(jù)發(fā)現(xiàn),合成氨系統(tǒng)中段超壓,其原因:①由于源替代品越來越受到關(guān)注,經(jīng)濟(jì)效益相當(dāng)可觀。壓縮機(jī)后段活門損壞,部分氣體在生產(chǎn)系統(tǒng)的中段參考文獻(xiàn):循環(huán),致使脫碳、聯(lián)醇工序超壓;②受催化劑活性、[1]商俊文聯(lián)醉催化劑和合成甲醇催化劑的研制[刀].化肥設(shè)計(jì),有效氣體成分CO和CO2的高低以及循環(huán)機(jī)開機(jī)臺(tái)2005,43(2):27數(shù)變化的影響;③在催化劑使用后期,換熱器堵塞[2]陳勁松,李小定,適合聯(lián)醇或單醇的變換工藝[].化肥設(shè)計(jì),2005,43(5):16或使用中有超溫現(xiàn)象造成催化劑燒結(jié)、粉化亦是(3]陳運(yùn)根,劉華彥孫勤等等溫冷管型低壓甲醇塔與雙系統(tǒng)串造成壓力升高的原因。采取措施①催化劑使用周聯(lián)流程的應(yīng)用[冂].化肥設(shè)計(jì),2006,44(41):26.期不應(yīng)超過2年半的時(shí)間;②平時(shí)要嚴(yán)格穩(wěn)定催化[4]郭新法唐海亮聯(lián)醇工藝及生產(chǎn)方法的改進(jìn)[門化肥設(shè)計(jì)劑層溫度,嚴(yán)禁工況大幅度波動(dòng);③及時(shí)對(duì)壓縮機(jī)200644(5):47活門進(jìn)行檢查更換保證氨合成工序的氣量。5]顏鑫舒均杰聯(lián)醇工藝中影響醇氨比調(diào)整的關(guān)鍵因素探討(3)甲醇系統(tǒng)震動(dòng)。循環(huán)氣出口至合成塔進(jìn)6]柳水兵,周清,葉盛芳淺談煮蠟對(duì)甲醇合成的影響[],化肥設(shè)口管線之間,經(jīng)常出現(xiàn)管道震動(dòng),主要是往復(fù)式壓計(jì),2008,46(3):33縮機(jī)的影響,亦不排除管道設(shè)計(jì)問題。在后續(xù)新增修改稿日期:200907-1行業(yè)信五環(huán)公司新簽20萬t/a聚丙烯裝置總承包合同200年7月6日中國(guó)五環(huán)工程有限公司與中化集團(tuán)泉州石化有限式簽署了20萬Ua聚丙烯裝置總承包合同。該裝置是五環(huán)公司繼大唐國(guó)際多倫煤制烯烴項(xiàng)目聚丙烯裝置后,再次將中國(guó)煤化工月聚丙烯裝置。中化集團(tuán)泉州1200萬va重油煉油深加工項(xiàng)目是國(guó)家對(duì)應(yīng)國(guó)際金CNMHG之一,20萬va聚丙烯則是該石化項(xiàng)目的重要裝置之一。該裝置建設(shè)總周期為26個(gè)月,計(jì)劃丁a:平月建戚廠(本刊通訊員)