第5期張安平等:均溫型甲醇塔在渭化等壓甲醇裝量上的應(yīng)用11(E2701 )管程,與換熱器殼程的人塔氣體換熱,后又進(jìn)入水冷器(E2702A/B )進(jìn)-步冷卻,溫度降到昌40它以下,然后進(jìn)入甲醇分離器(V2702)進(jìn)行氣液分離。分離出的液體粗甲醇經(jīng)減壓閃蒸除去溶解在其中的大部分氣體后送往粗甲醇貯槽(V2712A/B)。從分離器上部出來的氣體作為循環(huán)氣大部分返回循環(huán)氣壓縮機(C2701 ),經(jīng)加壓后循環(huán)使用。另有一小部分氣體作為弛放氣,先通過弛放氣洗滌塔(T2701 )用密封水洗滌吸收其中的甲醇自蒸氣,后經(jīng)C2702(弛放氣壓縮機)加壓后送往老廠變換回收。工藝流程方塊圖見圖1。V27017新鮮氣- +脫硫劑罐E270127- -R27011循環(huán)氣壓縮機中間換熱器甲醇合成塔弛放氣心E2703C V2702. [E202 一級廢鍋溶解氣甲分離路水冷器]E2704V2703 J二級廢鍋圖2甲醇合成塔結(jié)構(gòu)簡圍閃蒸罐V2712測溫?zé)犭娕?，共設(shè)28個測溫點,同平面4個測溫粗甲醇貯槽圄1甲醇合成工藝方框流程圖點,按不同插人深度均勻分布于7個平面,從而有利于操作工更好的掌握催化劑層的反應(yīng)情況2甲醇合成系統(tǒng)主要設(shè)備(見表1)表1甲醇合成系統(tǒng)主要設(shè)備和溫度分布,以便進(jìn)行相關(guān)操作。渭化中3 000低壓均溫型合成塔是杭州林達(dá)號設(shè)備名稱規(guī)格型號數(shù)量(臺)1甲醇合成塔中3000x14000公司由φ2 000型合成塔直接放大為φ3 000型的，雖然理論上工業(yè)裝置的放大存在- -定的風(fēng)2開工加熱器φ1 200x28x5 6433 - -級廢鍋中11488/中2 400x44/25x 103991險,但經(jīng)過在我廠甲醇裝置上近兩年的應(yīng)用表明4二級廢鍋 φ11488/中2400x44/25x11399 1這次放大改進(jìn)是成功的。5中間換熱器φ1 600x 40x 160084催化劑的升溫還原情況水冷器φ1 600x56x 13 653 .催化劑升溫還原使用的還原氣是我公司合7甲醇分離器中2 400x 12x6520成氨裝置液氮洗分子篩后的凈化氣，壓力為φ2 400x 16x73165.2MPa,其組成(體積分?jǐn)?shù))為:C0:2.6%、H2:循環(huán)機4V-1S .96.5%。系統(tǒng)采用氮氣循環(huán),催化劑還原壓力根據(jù)3中3 000均溫型甲醇合成塔循環(huán)機的最大打氣量控制在0.7 ~ 0.8MPao合成裝置的關(guān)鍵設(shè)備合成塔結(jié)構(gòu)簡圖如圖22006年5月5日13時合成系統(tǒng)開始升溫,升所示。進(jìn)塔氣由上部進(jìn)入合成塔，經(jīng)多根引氣管溫過程共52h,出物理水2 508.72kgo然后開始加進(jìn)入上集氣環(huán),再均勻分布到多排下行管與催化氫還原，至還原結(jié)束,共94.5h,還原階段累計出水劑層換熱,后又并人下集氣環(huán),均勻分布到多排11 264.65kgo初次加氫人塔氣氫濃度為0.52% ,還上行管與催化劑層再次換熱,達(dá)到反應(yīng)溫度后出原結(jié)束前，,小時出水量小于8kg達(dá)7h,還原結(jié)束時上行管進(jìn)入催化劑層進(jìn)行合成反應(yīng)并與管內(nèi)冷合成塔進(jìn)出口氫濃度分別為:21.22%和21%。氣換熱,反應(yīng)氣由下部出塔。合成塔內(nèi)裝有4根升溫還原情況見表2。12氮肥技術(shù)2008年第29卷表2渭化 NC307型甲醇合成催化劑升溫還原情況時間塔出口升溫速率進(jìn)塔氣入塔壓力人塔流量出入速率出水量階段(h)溫度( Ch)H,濃度(MPa) (m2/h)(kgh)(kg)階段累計(C)(%)升177窒溫-70~720157.4070~17040-140 2 120.80溫145217007-40230.52104 170-1800.2~0.5).7-900070-250 9 031.126 110 180-1901.59~1930863.9736 146 190-2101-201369.56原IV20166210-225~0.7注:升溫階段出入總量2 508.72kg,還原階段出水總盤11 264.65kg,升溫還原總出水量13 73.37kg在整個升溫還原過程中出水均勻,溫度易于況的繼續(xù)進(jìn)行。均溫型反應(yīng)器在出現(xiàn)此類問題時,控制且分布均勻,催化劑還原比較徹底,做到了處理起來就表現(xiàn)出明顯的優(yōu)勢,由于床層溫差小,低溫下多出水。升溫還原結(jié)束后的床層溫度分布就允許快速降低反應(yīng)器人口溫度,增大循環(huán)量,從見表3。而有效地降低床層溫度，以穩(wěn)定系統(tǒng)反應(yīng),而又不表3催化劑床層溫度(C)怕入口溫度降的過低而導(dǎo)致床層局部垮溫或整體T1-7 218.9 220.4 220.4 220.2 221.0 221.4 220.8垮溫,這對穩(wěn)定生產(chǎn)是非常有利的。T8-14 216.7 219.0 218.1 220.0 220.8 220.6 220.6在裝置運行初期,由于前系統(tǒng)工況大幅度波T15-21 214.3 217.5 218.5 219.0 218.5 219.2 2193動,加之操作工缺乏操作經(jīng)驗,曾導(dǎo)致催化劑床層T22- -28 217.2 220.1 220.6 220.9 221.4 222.8 222.0出現(xiàn)了幾次偏溫情況。操作工為了控制床層不超5甲醇合成系統(tǒng)的運行情況總結(jié)溫,大幅度降低反應(yīng)器入口溫度,又為了防止床層(1)系統(tǒng)導(dǎo)氣及輕負(fù)荷生產(chǎn)溫度下降過快而減小循環(huán)量,造成入塔氣體溫度我廠甲醇裝置于2006年5月11日23:00過低且分布不均勻,使整個床層換熱不均勻,而最導(dǎo)氣進(jìn)行生產(chǎn)。導(dǎo)氣前催化劑床層溫度已升至終出現(xiàn)局部溫度下降,另外-部分溫度上漲的偏220C左右,分布均勻,系統(tǒng)壓力為0.6MPa,隨著溫現(xiàn)象。我們在處理這類問題時充分考慮了均溫新鮮氣量的增加系統(tǒng)壓力不斷上漲,當(dāng)系統(tǒng)壓力型反應(yīng)器的特點,不斷提高人塔氣溫度,同時加大上漲至大約1.0MPa 時,催化劑層溫度開始出現(xiàn)循環(huán)量以利于氣體人塔后的均勻分布,使人塔氣上漲趨勢,表明反應(yīng)已開始進(jìn)行,隨后采取不同與整個床層均勻換熱,從而將低溫部分的溫度慢手段對床層溫度進(jìn)行調(diào)整控制，以優(yōu)化系統(tǒng)反慢提起來,而又能減緩高溫部分的上漲趨勢,最終應(yīng),在12日13:00時甲醇分離器出現(xiàn)液位,表明將整個催化劑床層溫度調(diào)整趨于均勻?？偟膩碚f已產(chǎn)出粗甲醇產(chǎn)品，隨后系統(tǒng)即進(jìn)人低負(fù)荷生均溫型反應(yīng)器在溫度控制上是比較容易的,操作產(chǎn)。彈性大,同樣適用于優(yōu)質(zhì)合成氣。(2)對于反應(yīng)器溫度的控制(3)系統(tǒng)結(jié)蠟情況由于我廠采用德士古水煤漿制氣,從氣化裝對于均溫型反應(yīng)器,由于催化劑床層溫度分置來的水煤氣中Co含量高達(dá)30%左右,其他惰布均勻,且易于控制,減少了副反應(yīng)地進(jìn)行,從而性組分含量<1%,催化劑又處于初期高活性階大大減少了石蠟的生成,2007年5月裝置大檢修段,所以對有效組分的變化非常敏感,稍不注意時共清理出石蠟約30kg,對比使用同樣催化劑而就有可能出現(xiàn)溫度快速上漲。在生產(chǎn)初期就頻繁使用不同甲醇合成反應(yīng)器的裝置,石蠟的生成量出現(xiàn)此類現(xiàn)象,前系統(tǒng)CO上漲0.2%床層溫度就少,對生產(chǎn)沒有影響。開始上漲,由于反應(yīng)加劇系統(tǒng)壓力就不斷下降,(4)裝置性能考核導(dǎo)致前后系統(tǒng)壓差增大,無形中新鮮氣量就增大渭化甲醇裝置自建成投產(chǎn)以來,由于種種原了,隨之反應(yīng)就更加劇烈，如此形成惡性循環(huán),這因的限制,系統(tǒng)- -直處于低負(fù)荷運行狀態(tài),為了盡就要求必須盡快將系統(tǒng)反應(yīng)控制住,遏制這種情早實現(xiàn)達(dá)標(biāo)達(dá)產(chǎn),在2007年對甲醇合成裝置進(jìn)行第5期張安平等:均溫型甲醇塔在渭化等壓甲醇裝置上的應(yīng)用了72h性能考核。新鮮氣量加至63 000Nm2/h,三天表6壓力和溫度(8 月14日現(xiàn)場數(shù)據(jù))甲醇總產(chǎn)量為1902.8t,平均日產(chǎn)量為634.3t,平循環(huán)機合成塔催化劑層溫度均負(fù)荷率為97.6% ,Co單程轉(zhuǎn)換率達(dá)到75%以項目進(jìn)口出口進(jìn)口出口進(jìn)床層熱點底部上,且催化劑床層溫度分布均勻,熱點溫度基本穩(wěn)定在252C左右,平面溫差<15C ,軸向溫差壓力(MPa) 4.48 4.80 4.76 4.57< <19C ,基本達(dá)到設(shè)計值。只是由于前系統(tǒng)和弛溫度(C) 33.8 40.6 107.9 244.0 242.6 260.0 248.3放氣壓縮機的原因,甲醇合成系統(tǒng)沒有加至滿負(fù)表7氣體成分荷,但從性能考核數(shù)據(jù)來看,待影響問題解決后氣體COCO2H甲醇裝置達(dá)到設(shè)計能力是毋庸質(zhì)疑的。進(jìn)塔氣(%)9.041.5284.87性能考核數(shù)據(jù)(2007年4月15日10:00)如出塔氣(%)2.281.1688.58下。新鮮氣62 800Nm2/h溫度25.29壓力5.08MPa鑒定意見認(rèn)為“該項目開發(fā)研究的氣冷均循環(huán)氣274 00Nm2/h溫度36.3C壓力4.88MPa溫大型甲醇合成塔及甲醇合成技術(shù)成功應(yīng)用于人塔氣溫度98.49壓力4.85MPa水煤漿加壓氣化為原料氣的等壓合 成工藝。在強入塔氣組成(%) H284.67 C07.32 CO20.68放熱條件下,具有固定床甲醇合成床層徑向和軸出塔氣溫度224.7C壓力4.65MPa向的溫度均勻、溫差小操作穩(wěn)定、控制方便、催出塔氣組成(%) H88.13 CO 1.25 C020.43化劑生產(chǎn)強度大、CO轉(zhuǎn)化率高等優(yōu)良性能。";溫度T1-7(C) 231.2 235.6 242.9 243.8“本項目研制開發(fā)出年產(chǎn)20萬噸甲醇的大型均241.5 245.7 233.8溫型甲醇合成塔,在結(jié)構(gòu)上通過上下行冷管的優(yōu)溫度T8-14(C)234.3235.1 240.1 222.3化設(shè)計,達(dá)到了縮小軸向和平面溫差,提升熱點226.7 226.5 221.2溫度位置的目的;催化劑裝填在管間裝填系數(shù)溫度T15 -21(C)244.2 250.1 253.8 249.7達(dá)70%以上,反應(yīng)器體積小，殼體和內(nèi)件自由伸246.4 241.3 243.5縮,避免了熱應(yīng)力;殼體結(jié)構(gòu)設(shè)計合理，簡單可溫度T22- 28(C)229.3 233.4 246.4 242.1靠,催化劑裝卸方便,制造安裝維修容易;用低合235.8 234.4 222.6金鋼和國產(chǎn)不銹鋼替代進(jìn)口雙相不銹鋼,大大降(5)陜西省科技廳科技成果鑒定2007年8月14 日,陜西省科技廳組織并主低了投資?！?“工廠運行表明,該合成塔完全滿足持,對列人陜西省重大科技項目的陜西渭河煤化水煤漿加壓氣化和等壓合成工藝,各項運行及經(jīng)工集團(tuán)有限責(zé)任公司和杭州林達(dá)化工技術(shù)工程濟(jì)指標(biāo)良好,為煤制甲醇裝置大型化提供了成功有限公司共同完成的“均溫型甲醇合成塔的大型示范?！?“其整體技術(shù)達(dá)到國內(nèi)同行業(yè)領(lǐng)先水平,屬于甲醇合成塔的重大技術(shù)創(chuàng)新?！?“建議進(jìn)一化研究開發(fā)"項目進(jìn)行了科技成果鑒定。科技鑒定幾天的甲醇合成運行數(shù)據(jù)見表4、步加大推廣應(yīng)用并完善系統(tǒng)工藝及裝置的配套性能?！薄１?、表6、表7。6結(jié)語衰4產(chǎn)量渭化甲醇裝置,2007年曾創(chuàng)下了連續(xù)運行日期一 班(t)_二班(t) 三班(t)日產(chǎn)可100天的驕人成績，進(jìn)出塔CO差值高于6%，8月11日208.6217.4227.82653.848月12日204.5212.6212.85629.95CO單程轉(zhuǎn)換率達(dá)到75%以上;裝置負(fù)荷率-8月13日217.6218.9223.30659.82直保持在80%以上,現(xiàn)在平均日產(chǎn)精甲醇550t三日平均值647.86以上。表5氣量(8月 14日現(xiàn)場數(shù)據(jù))(收稿日期:2008- -07-17)原料氣量循環(huán)氣量放空氣量(10^Nm?/h)(10^Nm2/h)(Nm/h)_6.3226.666134，