天然氣合成申醇技術(shù)徐明霞(大慶油田天然氣化工利用研究所黑龍江省大慶市163457)易華(大慶石油管理局經(jīng)濟(jì)學(xué)校黑龍江省大慶市163000摘要甲醇合成塔是甲醇生產(chǎn)的關(guān)鍵1.2自熱轉(zhuǎn)化設(shè)備,目前應(yīng)用的主要塔型有冷管型、多8Topsoe開發(fā)的自熱轉(zhuǎn)化工藝是將部分氧化的放8段絕熱段間冷型合成塔以及副產(chǎn)蒸汽的等熱反應(yīng)和蒸汽轉(zhuǎn)化的吸熱反應(yīng)結(jié)合在一個(gè)反應(yīng)器內(nèi)溫型合成塔。粗甲醇的精餾有兩種流程,∮。完成,降低了工藝的投資費(fèi)用。與聯(lián)合轉(zhuǎn)化工藝相◇即二塔流程和三塔流程。它們的不同點(diǎn)比,其特點(diǎn)是部分氧化再現(xiàn)。傳統(tǒng)的蒸汽轉(zhuǎn)化制合。是:①三塔流程比二塔流程的投資高;②。成氣的生產(chǎn)工藝,合成氣中R值約為2.9,這和最◇三塔流程的蒸汽消耗比二塔流程低;③三佳組成2.05相差甚遠(yuǎn),造成能耗高。為了使合成◇塔流程中第一精餾塔在加壓下操作,所需氣的R值接近2.05,可以采用兩種方法,即一段塔釜加熱蒸汽的壓力路高些,而二塔流程爐加2轉(zhuǎn)化法和二段加純氧轉(zhuǎn)化法。二段轉(zhuǎn)化中主塔在常壓下操作,塔釜接近108故再沸器所用蒸汽可以是壓力很低的低壓法有以下優(yōu)點(diǎn)(1)一段爐的熱負(fù)荷僅為一段法的35%~蒸汽。45%,因此燃料天然氣耗量明顯下降,和傳統(tǒng)一段主題詞天然氣合成甲醇轉(zhuǎn)化。法相比,每噸甲醇的天然氣耗量可下降10%Q過程技術(shù)15%,每噸甲醇的能耗下降2.09GJ,且煙道氣中氧化氮的含量也大大減少,使環(huán)境得以改善。1.甲醇工業(yè)生產(chǎn)技術(shù)(2)轉(zhuǎn)化負(fù)荷向二段轉(zhuǎn)移,原料天然氣一部分通過一段爐,另一部分直接進(jìn)入二段爐,節(jié)省了工目前,全球天然氣經(jīng)由合成氣(CO+H2)間藝蒸汽,同時(shí)只要控制純氧的加入量,便可正確地調(diào)節(jié)合成氣的R值達(dá)到2.05左右,合成氣中甲烷接制取的甲醇產(chǎn)量,占甲醇總產(chǎn)量的90%,而采含量降至0.5%~1%左右,大大改善了合成回路用天然氣轉(zhuǎn)化為合成氣的工序投資和生產(chǎn)費(fèi)用,要的操作。占工藝全過程的60%,因此改進(jìn)合成氣制造技術(shù)二段純氧轉(zhuǎn)化法的優(yōu)點(diǎn)是明顯的,特別是傳統(tǒng)對(duì)提高后續(xù)合成過程,有著重大的經(jīng)濟(jì)意義。純氧二段轉(zhuǎn)化法技術(shù)是成熟的(與合成氨造氣相11聯(lián)合轉(zhuǎn)化工藝似),從80年代初期以來已有近20個(gè)裝置采用富80年代后期率先由mg公司開發(fā)的聯(lián)合轉(zhuǎn)化氧二段轉(zhuǎn)化(用于合成氨)及純氧二段轉(zhuǎn)化(用于工藝,在第一段常規(guī)蒸汽轉(zhuǎn)化反應(yīng)器后串聯(lián)一個(gè)二甲醇裝置和合成氨裝置段加氧轉(zhuǎn)化爐進(jìn)行自熱轉(zhuǎn)化,總O,/C為0.35~選擇二段純氧轉(zhuǎn)化需配套建設(shè)空分裝置以提供0.45。該工藝最大優(yōu)點(diǎn)是降低了一段蒸汽轉(zhuǎn)化反應(yīng)99,9%以上的純氧。70年代后期空分裝置由于采用器的出口溫度,從而可以將轉(zhuǎn)化壓力升高到0.35了分子篩凈化及鋁板式換熱器,大大提高了裝置的-0.45MPa,與單獨(dú)用蒸汽轉(zhuǎn)化工藝相比,后續(xù)過可靠性,而且操作周期均超過800lo程壓縮機(jī)規(guī)?？蓽p少50%,同時(shí)可以滿足甲醇合1.3合成工段成中要求的H/CO,消除了H2過剩,達(dá)到節(jié)能目的,但投資費(fèi)用有所上升。英國ICI和美國的的主YHE中國煤化》關(guān)鍵設(shè)備,目前應(yīng)用熱段間冷型合成塔以Kelg藝是具代表性的聯(lián)合轉(zhuǎn)化新工藝,該工及副xCNMHG。藝將蒸汽轉(zhuǎn)化和自熱轉(zhuǎn)化置于一個(gè)管殼式反應(yīng)器1)冷管型。適合于低壓合成的冷管型合成塔內(nèi),減少了設(shè)備。有ICI的冷管型塔。我國中、高壓法合成普遍采用油氣田地面第梯卷第4期欺2017)9**我社已建立刊登廣告電子版的網(wǎng)站http:/ww.puioad.com冷管型塔,有多種冷管結(jié)構(gòu)型式。例,然后用離心壓縮機(jī)升壓到5MPa,送入溫度為(2)多段絕熱段間冷型合成塔。第一種型式為270℃冷激式反應(yīng)器,反應(yīng)后的氣體進(jìn)行冷卻分離多段絕熱段間冷激式,第二種型式為段間換熱器出甲醇;未反應(yīng)的氣體經(jīng)壓縮升壓與新鮮原料氣混合再次進(jìn)入反應(yīng)器,反應(yīng)中所積累的甲烷返回轉(zhuǎn)化3)副產(chǎn)蒸汽的等溫型合成塔。最具代表性、爐制取合成氣。低壓操作意味著岀口氣體中甲醇濃工業(yè)化應(yīng)用最早的是德國魯奇等溫管殼型甲醇合成度低,因而合成氣的循環(huán)量增加。但是,要提高系塔,齊魯石化70年代引進(jìn)的10×10/a甲醇裝置就統(tǒng)壓力,設(shè)備的壓力等級(jí)也得相應(yīng)提高,這樣將會(huì)應(yīng)用此類合成塔。我國在消化吸收的基礎(chǔ)上自己設(shè)造成設(shè)備投資加大和壓縮機(jī)的功率提高。熱穩(wěn)定性計(jì)制造了20多個(gè)大小不同的魯奇型等溫合成塔,和溫度分布是反應(yīng)器設(shè)計(jì)的兩個(gè)至關(guān)重要的參數(shù),是目前國內(nèi)甲醇裝置中應(yīng)用最多、效果最好的塔所以設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)該使反應(yīng)氣體分布盡可能均勻,以防止催化劑床層局部過熱,導(dǎo)致催化劑燒結(jié)失活德國魯奇等溫管殼型合成塔的優(yōu)點(diǎn)如下低壓工藝生產(chǎn)的甲醇中含有少量水、二甲醚(1)無需設(shè)置開工加熱爐,開工時(shí)直接將蒸汽乙醚、丙酮、高碳醇等雜質(zhì),需蒸餾分離才能得到送入甲醇合成塔殼程使催化劑加熱升溫。精甲醇(2)合成塔既是反應(yīng)器又是廢鍋,合成反應(yīng)熱由管外的沸水移走,管外沸水與廢鍋汽包組成自然2.甲醇工業(yè)生產(chǎn)需求情況循環(huán),只要控制沸水的蒸汽壓力,沸水溫度也就恒定,故操作時(shí)管內(nèi)催化床的反應(yīng)溫度比較平穩(wěn)。自1923年BASF公司用CO+H,法合成甲醇正(3)管殼型合成塔反應(yīng)溫度易于控制,而且由式投產(chǎn)以來,世界甲醇產(chǎn)量迅速增長(zhǎng),其應(yīng)用領(lǐng)域于換熱良好,催化床的溫度分布也均勻,有利于抑越來越廣,目前在主要工業(yè)發(fā)達(dá)國家中,其產(chǎn)量?jī)H制副反應(yīng)和延長(zhǎng)催化劑的壽命。次于合成氨、烯烴、芳烴而列第四位。4)單程轉(zhuǎn)化率較冷激型塔高,岀口甲醇濃度992~1996年,世界甲醇出現(xiàn)了有史以來發(fā)展在5-10MPa下可達(dá)5%~10%,在同等條件下幾較快的5年,總生產(chǎn)能力年均增長(zhǎng)率達(dá)4.9%乎為常用冷激塔的一倍,因此氣體的循環(huán)量也小,量年均增長(zhǎng)率達(dá)7.1%,總消費(fèi)量年均增長(zhǎng)6.7%,隨之而來可獲得兩點(diǎn)好處,一是可以選用較小尺寸開工率84.3%,呈現(xiàn)出供需平衡的態(tài)勢(shì)。甲醇獲的設(shè)備和管道,二是可以降低運(yùn)行中的動(dòng)力消耗。得高速發(fā)展的主要原因還在于全球性無鉛汽油對(duì)5〕由于催化床的反應(yīng)溫度易于保持恒定,故MBE需求的快速增長(zhǎng),以及甲醇羰基化法制醋酸允許含CO比較高的補(bǔ)充氣送入合成塔,獲得的粗新工藝的高速發(fā)展。甲醇不僅濃度高,而且質(zhì)量好。我國甲醇工業(yè)發(fā)展迅速,1991年生產(chǎn)能力尚(6)副產(chǎn)蒸汽過熱后可用于驅(qū)動(dòng)補(bǔ)充氣和循環(huán)不足100×10t,到1998年底全國甲醇裝置總生產(chǎn)氣壓縮機(jī)的蒸汽透平,而蒸汽透平用過的乏氣又能能力已近230×10t。199年進(jìn)口甲醇12.3×10t繼續(xù)用于甲醇蒸餾,所以系統(tǒng)的熱利用度很高。同比增長(zhǎng)145.78%,甲醇進(jìn)口數(shù)量占國內(nèi)消費(fèi)量的1.4精餾工段48.7%。粗甲醇的精餾有兩種流程,即二塔流程和三塔目前國內(nèi)正在建設(shè)的甲醇項(xiàng)目總生產(chǎn)能力約為流程。它們的不同點(diǎn)是:①三塔流程比二塔流程的60×10t,主要集中在西南和西北富產(chǎn)天然氣的地投資高;②三塔流程的鰲汽消耗比二塔流程低;③區(qū),今后以上兩地域?qū)⒊蔀槲覈唐芳状嫉闹饕┤鞒讨械谝痪s塔在加壓下操作,所需塔釜加應(yīng)地。近期我國甲醇雖呈現(xiàn)供過于求狀態(tài),但從長(zhǎng)熱蒸汽的壓力略高些,而二塔流程中主塔在常壓下遠(yuǎn)來看,甲醇市場(chǎng)仍將看好,需求繼續(xù)增長(zhǎng)。其原操作,塔釜接近10℃,故再沸器所用蒸汽可以是因一是我國的甲醇裝置大多規(guī)模較小,工藝落后壓力很低的低壓蒸汽?？傮w來說,三塔流程的投資生產(chǎn)要高于二塔投資,但操作費(fèi)用低于二塔流程。L中國煤化工論從成本上還是從工藝上1.5氣相法工藝CNMHG下游市場(chǎng)還有較大的開發(fā)空間。ICⅠ低壓甲醇合成流程由H、CO、CO,及少量CHL組成的合成氣經(jīng)過變換反應(yīng)以調(diào)節(jié)CO/CO2比(收稿日期200010-23編輯樊韶華)16油氣田地面工程第20卷第4期2017)**請(qǐng)?jiān)L問hp:www.puioad.com網(wǎng)站查詢稿件信息