第36卷第1期化肥工業(yè)2009年2月JW型甲醇合成塔運(yùn)行總結(jié)韓秋',王瑞林',李 峻',姚澤龍”(1.中海石油天野化工股份有限公司 呼和浩特 010070;2.杭州林達(dá)化工技術(shù)工程有限公司310012)摘要介紹了 JW型甲醇合成塔的結(jié)構(gòu)以及JW300均溫型甲醇合成塔的實(shí)際應(yīng)用情況。實(shí)踐證明,JW型甲醇合成塔具有催化劑床層阻力小、氣體分布均勻、操作方便、調(diào)節(jié)靈活、對(duì)氣質(zhì)要求比較低催化劑裝卸方便等優(yōu)點(diǎn)。大型JW型甲醇合成塔的推廣,對(duì)提高我國(guó)甲醇合成技術(shù)的裝備能力是具有非?，F(xiàn)實(shí)的意義的。關(guān)鍵詞合咸塔甲醇JW型Sum-Up of Operation of Type JW Methanol ReactorHan Qiu' , Wang Ruin' , L Jun' , Yao Zelong2(1. Tianye Chemical CGroup Co., Lid. of China National Ofshore Oil Corp Huhehaote 010070;2. Hangzhou Linda Chemical Technology Engineering Co, Ltd. 310012)Abstract A description is given of the structure of the Type JW methanol reactor and the actualapplication of the Type JW3000 uniform-temperature methanol reactor. Practice proves that the TypeJW methanol reactor exhibits its advantages of small resistance of the catalyst bed , uniform distributionof gas, ease in operation, flexibility in adjustment, low requirement for gas quality，and conveniencein loading and unloading of catalyst. 、The promotion of the large-scale Type JW methanol reactor has avery practical significance in raising the equipment capacity for the domestic methanol synthesis tech-nology.Keywords reactor methanol Type JW近年來(lái),國(guó)內(nèi)、外甲醇合成工藝的發(fā)展特點(diǎn)之-是采用新型結(jié)構(gòu)內(nèi)件的合成塔,其不僅強(qiáng)化了1甲醇裝置概述甲醇合成塔的生產(chǎn),而且強(qiáng)化了甲醇合成塔的操中海石油天野化工股份有限公司油改氣聯(lián)產(chǎn)作彈性,使合成塔能夠穩(wěn)定持久地運(yùn)行,是提高甲200 kt/a甲醇項(xiàng)目由五環(huán)科技總承包設(shè)計(jì),中化醇生產(chǎn)能力的核心問(wèn)題之一。甲醇合成塔工藝參二建公司施工,以天然氣為原料,轉(zhuǎn)化工序采用一數(shù)的選擇及其結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)是否合理,直接影響整個(gè)段爐蒸汽轉(zhuǎn)化工藝;壓縮采用德國(guó)阿特拉斯生產(chǎn)甲醇裝置生產(chǎn)能力和技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)。目前國(guó)內(nèi)許的多軸離心式壓縮機(jī);CO2回收工序采用南化院多公司、院校相繼研究和開發(fā)了新型甲醇合成塔的MEA溶液回收技術(shù);精餾工序采用天津大學(xué)的技術(shù),一批擁有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的甲醇合成技術(shù)在三塔工藝流程;氫回收工序采用普里森膜滲透技國(guó)內(nèi)外得到推廣應(yīng)用,充分體現(xiàn)了國(guó)內(nèi)甲醇技術(shù)術(shù);甲醇合成塔選用林達(dá)公司具有國(guó)內(nèi)自主知識(shí)的進(jìn)步。產(chǎn)權(quán)且性價(jià)比較高的均溫型低壓甲醇合成工藝技本文對(duì)杭州林達(dá)化工技術(shù)工程有限公司(以術(shù)。該甲醇裝置于2005年12月11日一次投料下簡(jiǎn)稱林達(dá)公司)設(shè)計(jì)生產(chǎn)的JW型甲醇合成塔成功并產(chǎn)出了合格產(chǎn)品。截止到2008年5月底，在中海石油天野化工股份有限公司甲醇裝置中的林達(dá)公司生產(chǎn)制造的JW型合成塔在天野化工公使用情況簡(jiǎn)介如下。司甲醇裝置已經(jīng)穩(wěn)定運(yùn)行了30個(gè)月。17第36卷第1期化肥工業(yè)2009年2月的氧化鋁小球作為支撐架,塔內(nèi)裝填XNC-98型2 JW 型甲醇合成塔結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)介甲醇合成催化劑74.05 t。XNC-98 型甲醇合成催JW型甲醇合成塔結(jié)構(gòu)如圖I所示?；瘎┑男阅軈?shù)見表1。表|甲酵合成催化劑性能參數(shù)表項(xiàng)日_性能參數(shù)型號(hào)XNC-98堆密度/(kg.1.")1.35-1.45外形尺寸/ mm05xS顏色3.2 催化劑使用情況(1)從2005年12月1日17 :00開始至12月6日7 :00,經(jīng)過(guò)110 h的升溫還原后,總計(jì)出水14. 376 t,占催化劑總質(zhì)量的19. 41% ,非常接近物理水和化學(xué)水的出水量理論值。(2)2005年12月7日17:00向合成塔導(dǎo)1.氣體進(jìn)門2. 引(管3. |:行冷件 4. 下行冷管氣,開始為期3個(gè)月的低負(fù)荷運(yùn)行。合成塔在運(yùn)5. {體出11 6. 催化劑層7. 環(huán)臂行中的進(jìn)、出口溫度與設(shè)計(jì)值基本相符,催化劑床81 JW型甲醇合成塔結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖人塔氣由上部進(jìn)入合成塔通過(guò)引氣管使氣層各點(diǎn)溫度比較均勻,軸向溫差<10 C,徑向溫體均勻分配至各環(huán)管.保證塔內(nèi)氣體在徑向均勻差<3C;催化劑的熱點(diǎn)溫度以及出口溫度都低分布;然后氣體進(jìn)人下行冷管與催化劑層反應(yīng)氣于235 C ,低負(fù)荷工況下的運(yùn)行非常穩(wěn)定。并流換熱升溫,再進(jìn)入上行冷管進(jìn)-步與催化劑3.3 性能考核情況從2006年9月14日16:30起至9月16日層反應(yīng)氣體逆流換熱升溫,氣體溫度達(dá)到催化劑16:30進(jìn)行了為期48h的性能考核,裝置負(fù)荷達(dá)活性溫度后進(jìn)人催化劑層進(jìn)行甲醇合成反應(yīng);反到102%(19 500 m'/h,標(biāo)態(tài)) ,2006年9月I5日應(yīng)后氣體由下部出甲醇合成塔。的考核數(shù)據(jù)見表2、表3和表4。JW3000均溫型甲醇合成塔總高13 600 mm,表2 102% 負(fù)荷下JW型甲酵合成塔塔徑3000 mm,催化劑裝填高度7860 mm。塔內(nèi)催化劑床層溫度分布情況/心設(shè)有4組溫度熱偶,每組7個(gè)測(cè)點(diǎn),共計(jì)28個(gè)熱外環(huán)內(nèi)環(huán)偶測(cè)點(diǎn),能夠在日常生產(chǎn)過(guò)程中很好地監(jiān)測(cè)催化251.9250.1256.6256.3劑床層的溫度變化，對(duì)甲醇合成反應(yīng)情況的掌握250.3247.7252.5更加全面細(xì)致。249.8249.0258.5260.8253.4247.2254.9252.83催化劑裝填及使用情況258.8260.9252.3259.9255.3259.23.1催化劑裝填情況 .251. 2256. 9255.4261.4塔底鋪放厚約200 mm、直徑為15 ~ 20 mm表3102% 負(fù)荷下JW型甲酵合成塔運(yùn)行數(shù)據(jù)溫度/C合成塔壓力/MPa合成環(huán)路壓力/MPa廢鍋副產(chǎn)水冷器人口出口入口廢鍋出11 分離出口0.98 MPa蒸汽V(1.h-1)出11溫度/C151. 2254.86.8566.7526. 9226.6916. 52018.6138.9考核結(jié)果表明:(2)甲醇合成環(huán)路設(shè)計(jì)操作壓力7.8 MPa,而(1)合成塔軸.徑向溫差均<10 C ,床層溫度實(shí)際操作壓力為6.92MPa,為設(shè)計(jì)操作壓力的分布比較均勻。88.7%。18第36卷第1期化肥工業(yè)2009年2月表4102% 負(fù)荷下JW型甲醇合成塔中化分析數(shù)據(jù)生產(chǎn)負(fù)荷維持在19 000 m'/h(標(biāo)態(tài))運(yùn)行時(shí),合項(xiàng)目φ( H2 )4p(CO2 )@(N2)/q(CO)4@(CH,)/氫碳成塔進(jìn)、出口壓差-直小于設(shè)計(jì)值(0.25 MPa),%比這充分說(shuō)明JW型甲醇合成塔催化劑床層阻力設(shè)計(jì)轉(zhuǎn)化氣66.10 12.4017.30 3.90 1.81小,氣體分布比較均勻。實(shí)際轉(zhuǎn)化《( 66.81 14.62 1.50 12.21 4.80 1.95(2)由于在JW型甲醇合成塔催化劑層設(shè)置實(shí)際塔入1 62.04 11.97 1.63 4.64 19.09 3.01實(shí)際塔出日1 61.78 9.92 1.77 2.99 23.55了28個(gè)熱偶測(cè)點(diǎn),操作起來(lái)比較直觀可靠,根據(jù)注:1)102%負(fù)荷下粗甲醇平均產(chǎn)量I 790.4 m'/h,48 h性能考核對(duì)催化劑床層溫度細(xì)微的變化,中控操作人員可期向精甲醉產(chǎn)量I 327.56 1。對(duì)合成塔工況提前做出預(yù)判.給及時(shí)調(diào)整帶來(lái)諸(3)因下豬尾管管臺(tái)設(shè)計(jì)缺陷,轉(zhuǎn)化管出口多方便,只要通過(guò)入口冷激線調(diào)節(jié)閥控制合成塔溫度比設(shè)計(jì)溫度低近55C,使轉(zhuǎn)化氣中CO體積人口溫度穩(wěn)定就可以了。此外,JW型甲醇合成塔分?jǐn)?shù)低5%左右,盡管生產(chǎn)負(fù)荷為102% ,但產(chǎn)量適應(yīng)氣質(zhì)范圍寬,臺(tái)成塔人口氣氫碳比設(shè)計(jì)值是.卻沒(méi)有達(dá)到100%負(fù)荷設(shè)計(jì)能力(666.7 Vd)。2.68,而實(shí)際操作值在2. 50 ~7.50。(3)JW型甲醇合成塔結(jié)構(gòu)比較簡(jiǎn)單,且由于4 JW型甲醇合成塔運(yùn)行情況合成氣冷、熱介質(zhì)基本上不存在壓差,即使發(fā)生了(1)自2005年12月投產(chǎn)以來(lái),甲醇裝置累部分泄漏,仍可維持正常生產(chǎn)。而魯奇甲醇合成.計(jì)停車57次,其中聯(lián)合壓縮機(jī)循環(huán)段人口設(shè)定在塔由于管殼側(cè)壓差比較大,-旦發(fā)生泄漏根本無(wú)2 s內(nèi)快速關(guān)閉的兩電動(dòng)閥XV01303/XV01304在法維持正常生產(chǎn)。另外,由于JW型甲醇合成塔緊急停車狀態(tài)下共計(jì)出現(xiàn)了9次不能正常關(guān)閉，.結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,相比較魯奇甲醇合成塔而言,甲醇合成即JW3000型甲醇合成塔的壓力在10min內(nèi)由催化劑的裝填和卸出都比較方便。6.5MPa突降至1.8MPa左右,這樣的卸壓速率(4)JW型甲醇合成塔在不同負(fù)荷下的運(yùn)行對(duì)合成催化劑的沖擊相當(dāng)嚴(yán)重。但目前甲醇裝置情況見表5和表6。表5 JW 型甲醇合成塔在不同負(fù)荷下的運(yùn)行數(shù)據(jù)運(yùn)行負(fù)荷/_合成塔溫度/C合成塔壓力/MPa合成環(huán)路壓力/MPa度鍋副產(chǎn)0.98 MPa水冷器出人口出口人口廢鍋出口 分離出口燕汽V(t●h-')口溫度/C94.2)158.2261.86.443.6.2626.4926.2586. 24917.1338.39.42)171.4 .266. 87.195 6.9637.2416.9626. 88917.5838.6注:1)測(cè)定8期200507;72)測(cè)定A期20805-16表6 JW型甲醇合成塔實(shí)際運(yùn)行天敷、中CO含量將不斷提高,產(chǎn)品精甲醇產(chǎn)量肯定能平均負(fù)荷與年產(chǎn)對(duì)比超過(guò)設(shè)計(jì)能力。項(xiàng)月2006年2007年 2008 年(前5個(gè)月)(2)由林達(dá)公司設(shè)計(jì)生產(chǎn)的JW型甲醇合成運(yùn)行天數(shù)/d302.36 341.76141.13塔催化劑裝填量較大,空速也可相應(yīng)提高,單塔生平均負(fù)荷/%60.282.279.7產(chǎn)能力相應(yīng)提高。本套甲醇裝置目前已經(jīng)累計(jì)生產(chǎn)量/121 503187 34174 996產(chǎn)了382kt精甲醇,JW型甲醇合成塔已經(jīng)穩(wěn)定運(yùn)行30個(gè)月,各項(xiàng)性能已超過(guò)設(shè)計(jì)能力。隨著林達(dá)5結(jié)語(yǔ)公司設(shè)計(jì)的03200mmJW型甲醇合成塔在大連(1)在人口氣質(zhì)和合成環(huán)路壓力未達(dá)設(shè)計(jì)大化300 kVa甲醇裝置中投入運(yùn)行,經(jīng)進(jìn)一步完值、催化劑已使用30個(gè)月(末期)的前提下,目前善的林達(dá)公司甲醇合成塔在國(guó)產(chǎn)化600 kV/a甲醇維持生產(chǎn)負(fù)荷19 000 m'/h(標(biāo)態(tài)),日產(chǎn)量仍可裝置中應(yīng)用也指日可待。林達(dá)公司設(shè)計(jì)制造的大達(dá)到625t。隨著甲醇裝置2008年大修后轉(zhuǎn)化管型JjW型甲醇合成塔的推廣,對(duì)提高我國(guó)甲醇合下豬尾管管臺(tái)瓶頸問(wèn)題的徹底解決.轉(zhuǎn)化管出口成技術(shù)的裝備能力是具有非?，F(xiàn)實(shí)的意義的。溫度的逐漸提升并接近設(shè)計(jì)值(855 C) ,轉(zhuǎn)化氣(收稿日期2008-11-11)19