第7期郭庭良等型復(fù)合高效甲醇水洗塔可行性分析31G型復(fù)合高效甲醇水洗塔可行性分析郭庭良,楊曉剛I.河南海納博大科技有限公司,河南鄭州4500002.河南省化工研究所,河南鄭州450052)摘要對(duì)G型復(fù)合高效水洗塔在某10萬(wàn)La甲醇裝置上的應(yīng)用進(jìn)行分析指岀合成甲醇系統(tǒng)中新増水洗裝置可年增加經(jīng)濟(jì)效益約1000萬(wàn)元對(duì)目前的甲醇生產(chǎn)企業(yè)技術(shù)改造有借鑒意義。關(guān)鍵詞呷醇;水洗塔;分離;效益中圖分類(lèi)號(hào)Q053.5文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼文章編號(hào)1003-3467(2005)9-0031-021合成甲醇系統(tǒng)增加水洗塔的意義為通過(guò)重力分離、機(jī)械分離和超濾后霧沫夾帶量為目前的甲醇分離器主要依靠重力分離、機(jī)械分0.3%。因此醇分后甲醇含量應(yīng)在1.1%左右約離鄗分廠家采用了超濾這些分離裝置都只能分離占出合成塔后循環(huán)氣中甲醇含量的20%左右。如液態(tài)甲醇且效率較低,對(duì)于氣態(tài)甲醇(粒徑0.01此大的比例在系統(tǒng)中空循環(huán)對(duì)裝置能力的發(fā)揮、消μm)無(wú)能為力。在35℃、4.9MPa工況下,氣相耗的降低、催化劑的活性、放空量的增大等方面的影中甲醇含量為0.5901%(按飽和蒸氣壓計(jì)算)在生響較大。如何使進(jìn)甲醇塔的氣體中甲醇含量為零產(chǎn)過(guò)程中胛醇經(jīng)降溫由氣態(tài)變?yōu)橐簯B(tài)必須考慮過(guò)使醇凈值”最大化進(jìn)甲醇塔的氣體中水蒸氣含量飽和因素。工業(yè)上一般取過(guò)飽和系數(shù)為1.4~1.6,為零即實(shí)現(xiàn)雙零”工藝對(duì)甲醇生產(chǎn)企業(yè)都有著按1.4計(jì)算氣態(tài)甲醇含量為0.8274%。工業(yè)上認(rèn)十分重要的經(jīng)濟(jì)意義?！浴に嚰丛诰€吸附塔為10臺(tái)同時(shí)進(jìn)行吸附的塔為表1變壓吸附脫碳運(yùn)行參數(shù)4臺(tái)壓力均衡次數(shù)為5次。各項(xiàng)工藝指標(biāo)經(jīng)過(guò)優(yōu)項(xiàng)設(shè)計(jì)參數(shù)運(yùn)行指標(biāo)化處理能力基本穩(wěn)定在60000~62000Nm3/h半變換氣流量/m3·h6000060000~62000產(chǎn)品氣維持在8%~9%凈化氣0.2%左右CO2純凈化氣流量/m3:h-14280度穩(wěn)定在98%以上CO,氣流1233510860吸附塔具有固定的負(fù)載雜質(zhì)能力因此在一個(gè)變換氣溫度/℃0~40吸附一再生循環(huán)周期里只能處理一定數(shù)量的原料變換氣壓力/MPa≤1.87變換氣組成氣。如果吸附時(shí)間過(guò)長(zhǎng)由于吸附塔導(dǎo)入的原料氣H52.00~54.0051.O0過(guò)多會(huì)造成凈化氣中產(chǎn)品CO2組分的穿透洏而吸附時(shí)間過(guò)短產(chǎn)品CO2純度會(huì)降低會(huì)造成吸附劑25.00~27.00的利用率降低。因此應(yīng)根據(jù)原料氣負(fù)荷調(diào)整合適的吸附時(shí)間以獲得較高的效益。產(chǎn)品CO,純度/%≥98.5≥98.0變壓吸附脫碳在實(shí)際生產(chǎn)中的運(yùn)行情況見(jiàn)表產(chǎn)品CO2收率/%≥70凈化氣H2收率/%≥99.53工藝仍需優(yōu)化之處凈化氣N2收率/%3.1設(shè)備本身有局限性合成氨產(chǎn)量/d設(shè)備設(shè)計(jì)最高工作壓力為1.87MPa在變換氣尿素產(chǎn)量/td-680-700設(shè)計(jì)壓力條件下操作,氣體阻力大,變換氣流量偏低溫度可適當(dāng)增加吸附時(shí)間提高有效氣體回收率。低。若能適當(dāng)提高壓力有利于增加吸附塔吸附容3.3聯(lián)醇工藝的需要使產(chǎn)品純度和收率下降量提高CO,回收率。變換氣中CO2含量由27%調(diào)整為25%造成河南化工32HENAN CHEMICAL INDUSTRY2005年第22卷筆者為某甲醇企業(yè)設(shè)計(jì)的G型甲醇水洗塔投流、返混、液泛等無(wú)盲區(qū)無(wú)死角無(wú)干錐高壓設(shè)備運(yùn)后在氣量23萬(wàn)Nm3h壓力4.8MPa溫度36利用率高配合DCS控制液位,可實(shí)現(xiàn)傻瓜式”操℃條件下進(jìn)甲醇水洗塔前氣相中甲醇含量平均為作。每層塔盤(pán)上都完成一次噴射、鼓泡、破泡、再鼓1.26%,岀水洗塔后,氣相中甲醇含量平均為泡、再破泡、液膜吸收和絲網(wǎng)除沫毎層塔盤(pán)上都有0.063%水的平均含量為0.157%水洗塔底吸收合適的自然沉降面積和空間,毎層塔盤(pán)都是一個(gè)氣液甲醇濃度平均為62.3%加水量2t/h系統(tǒng)壓力液再分布器。④阻力小。單層塔盤(pán)阻力小于400降0.027MPa基本上實(shí)現(xiàn)了雙零”要求。Pa全塔阻力小于0.03MPa是一個(gè)理想的吸收塔。2合成甲醇系統(tǒng)增加甲醇水洗塔的科學(xué)性4問(wèn)題討論合成甲醇系統(tǒng)中原設(shè)計(jì)有水洗分醇裝置但由甲醇水洗塔的循環(huán)氣經(jīng)循環(huán)機(jī)加壓后經(jīng)塔外于水洗塔結(jié)構(gòu)問(wèn)題合成甲醇裝置大型化后沒(méi)有合或塔內(nèi)換熱器后進(jìn)入觸媒層循環(huán)氣夾帶水、氧分適的塔型適應(yīng)生產(chǎn)要求而停運(yùn)或取消水洗塔其主子、氯離子水是甲醇合成過(guò)程中的副產(chǎn)物若無(wú)水要原因是目前的填料塔、浮閥塔、篩板塔、舌形塔等洗塔則循環(huán)氣中水蒸氣含量也約為水的飽和蒸氣塔型存在最小液氣比。據(jù)計(jì)算,個(gè)10萬(wàn)ta甲醇?jí)浩浜恳布s為0.15%(不考慮過(guò)飽和狀態(tài)和霧裝置,若要求岀水洗塔后氣相中甲醇含量小于沫夾帶),它對(duì)活塞式和透平式循環(huán)機(jī)沒(méi)有影響。0.1%最小加水量為20th每年按330天計(jì)全年理論和實(shí)踐證明少量水蒸氣進(jìn)入觸媒層可以抑制用水量為15.84萬(wàn)t。若在甲醇精餾中將其處理掉,副反應(yīng)的發(fā)生。G型甲醇塔岀塔循環(huán)氣中水的含量其費(fèi)用將超過(guò)200萬(wàn)元/a。盡管如此在聯(lián)醇生小于0.15%不高于無(wú)水洗塔流程經(jīng)過(guò)塔外或塔產(chǎn)中由于后工序銅洗的要求(銅洗最大承載量為內(nèi)換熱器后以氣態(tài)形式存在不會(huì)產(chǎn)生副作用。甲氣相中甲醇含量低于0.3%),仍普遍采用水洗裝醇水洗塔需要加水而吸收甲醇水中溶解一部分氧置。G型復(fù)合高效甲醇水洗塔用水量為2υh達(dá)不由低壓到高壓的過(guò)程中水中溶解的氧一般不會(huì)解到甲醇精餾時(shí)補(bǔ)充水量的要求不存在負(fù)效益問(wèn)題。吸岀來(lái)即使有微量氧解吸岀來(lái)微量氧的存在可使某10萬(wàn)ta甲醇生產(chǎn)企業(yè)采用G型復(fù)合高效甲醇合成的單程轉(zhuǎn)化率大大提高。水中的氯離子等水洗塔后用醇合成塔生產(chǎn)能力增加了23%呷醇其他對(duì)甲醇催化劑有害的物質(zhì)以不揮發(fā)性鹽的形態(tài)合成塔蒸汽產(chǎn)量增加了20%催化劑熱點(diǎn)溫度下降存在G型塔中設(shè)有高效除霧裝置岀塔氣中只存在12℃系統(tǒng)壓力下降0.5MPa放空氣量明顯減小,飽和水蒸氣含量?jī)H為0.15%不可能將氯離子等催化劑活性明顯提高,壓縮杋電流及循環(huán)杋電耗明有害物質(zhì)帶λ進(jìn)甲醇塔的循環(huán)氣中即使有微量毒顯下降毎噸甲醇電耗下降44kW·h,甲醇原料氣物通過(guò)塔外或塔內(nèi)換熱器蒸發(fā)作用也將留在換熱消耗下降61m3。器中不會(huì)帶入催化劑理論和經(jīng)驗(yàn)認(rèn)為,循環(huán)氣中甲醇在催化劑層發(fā)5經(jīng)濟(jì)效益分析生分解、合成、再分解、再合成的過(guò)程中容易積炭、某10萬(wàn)ta甲醇生產(chǎn)企業(yè)使用G型水洗塔后,甲烷化、烴化和蠟質(zhì)化對(duì)催化劑的使用壽命、放空生產(chǎn)能力提高23%由水洗塔分離得到的甲醇約2量的增加和系統(tǒng)結(jié)蠟堵塞及換熱效率的降低等方面萬(wàn)∽a生產(chǎn)成本下降約350元∧年增效益約700的影響不容忽視G型復(fù)合高效甲醇水洗塔對(duì)解決萬(wàn)元噸甲醇電耗下降44kW·h水煤氣消耗下降上述問(wèn)題具有積極意義61m3年增效益約300萬(wàn)元多產(chǎn)蒸汽20%年增效3G型復(fù)合高效甲醇水洗塔的特點(diǎn)益約700萬(wàn)元催化劑使用壽命延長(zhǎng)半年按催化劑G型復(fù)合高效甲醇水洗塔具有以下特點(diǎn)沏塔使用5年計(jì)30m3觸媒年節(jié)約資金30萬(wàn)元除去其板效率高。G型塔塔板效率高達(dá)55%岀塔循環(huán)氣他費(fèi)用年經(jīng)濟(jì)效益在1000元全部投資19萬(wàn)中甲醇含量小于0.1%。②生產(chǎn)能力大。塔底吸收元投資回收期不到三個(gè)月液中甲醇含量大于50%。該塔生產(chǎn)能力較大塔徑與過(guò)氣量無(wú)直接函數(shù)關(guān)系小塔可過(guò)大氣量。③操收稿日期2005-06-0作穩(wěn)定簡(jiǎn)單。無(wú)液氣比要求氣量與液量均可大可作者簡(jiǎn)介郭庭良1962-)男高級(jí)工程師從事甲醇及合成小短時(shí)間不需加水吸收,不會(huì)產(chǎn)生下漏、偏流、溝氨設(shè)計(jì)工作電話13937715668