第44卷第3期煤化工Vol 44 No. 32016年6月Coal Chemical IndustJun.2016煤基甲醇制烯烴項目中合成氣制甲醇裝置的改造方案趙代勝(中國神華煤制油化工有限公司北京工程分公司,北京100010)摘要針對某煤基甲醇制烯烴項目中甲醇合成裝置反應(yīng)器內(nèi)取熱能力不足,循環(huán)器壓縮機(jī)超負(fù)荷運(yùn)行等問題,進(jìn)行了原因分析及技術(shù)改造。通過新增甲醇合成回路利用上游氣化裝置的富余產(chǎn)能為甲醇合成提供原料氣,解決了上述問題,實現(xiàn)了合成氣制甲醇裝置總產(chǎn)能由原來的5500t/d增加至6000t/d關(guān)鍵詞煤制烯烴,合成氣制甲醇,裝置改造凈化槽,穩(wěn)定塔,氫回收文章編號:10059598(2016)-03-02404中圖分類號:TQ221.2文獻(xiàn)標(biāo)識碼:B煤基甲醇制烯烴技術(shù)是一種以煤為基礎(chǔ)原料經(jīng)由甲醇合成器,在此生成甲醇并回收反應(yīng)熱,反應(yīng)熱可甲醇制取低碳烯烴的新技術(shù),該技術(shù)以相對廉價的副產(chǎn)1.8MPa-23Ma的飽和蒸汽。出第一甲醇合成器煤代替石油,生產(chǎn)低碳烯烴2),有利于降低我國對海的物流換熱冷卻后,進(jìn)入第一氣液分離器,分離出的外石油的依賴程度。合成氣制甲醇裝置是煤基甲醇液相進(jìn)人閃蒸槽,分離出粗甲醇;氣相與來自合成氣制烯烴必不可少的中間環(huán)節(jié),甲醇裝置高效穩(wěn)定運(yùn)壓縮機(jī)的第二股合成氣進(jìn)人循環(huán)氣壓縮機(jī),經(jīng)壓縮及行,才能保證下游甲醇制烯烴(MTO)裝置、烯烴分離及換熱后,進(jìn)入第二甲醇合成器,在高活性的銅基催化聚合裝置的穩(wěn)定運(yùn)行。神華集團(tuán)某煤基甲醇制烯烴項劑作用下,高選擇性地生成甲醇并回收反應(yīng)熱,反應(yīng)熱目投產(chǎn)以來,其合成氣制甲醇裝置一直未能滿負(fù)荷運(yùn)副產(chǎn)1.8MPa~2.3MPa飽和蒸汽。出第二甲醇合成器行,該裝置的循環(huán)氣壓縮機(jī)等部分設(shè)備也長期處于超的物流換熱后,進(jìn)人第二氣液分離器,液相進(jìn)入閃蒸負(fù)荷運(yùn)行的狀態(tài),嚴(yán)重影響了企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益的進(jìn)一步槽,分離出粗甲醇,氣相與第一股合成氣一起進(jìn)人第提高,并對整個裝置的長周期安穩(wěn)運(yùn)行構(gòu)成威脅。為此,甲醇合成器。為了防止惰性氣體如甲烷、氮?dú)?、氬氣在深刻剖析原因的基礎(chǔ)上,提出了針對性的解決方案。等在系統(tǒng)中積累,進(jìn)入第一合成反應(yīng)器的循環(huán)氣連續(xù)地從第二氣液分離器引出一部分氣體即弛放氣。1改造前合成氣制甲醇的工藝流程合成氣制甲醇裝置存在合成氣壓縮機(jī)循環(huán)段神華集團(tuán)某煤基甲醇制烯烴項目中原合成氣制超負(fù)荷運(yùn)行的現(xiàn)象,經(jīng)分析原因為:兩臺合成塔換熱甲醇裝置主要流程示意圖見圖1。面積不足以移走反應(yīng)熱,導(dǎo)致熱量后移,合成塔催化合成氣經(jīng)合成氣壓縮機(jī)壓縮后分為兩股。第一股劑床層溫度偏高;兩臺合成空冷器空氣側(cè)環(huán)境設(shè)計合成氣與出第二氣液分離器的循環(huán)氣換熱后,進(jìn)入第溫度偏低,再加上合成塔的反應(yīng)熱后移,導(dǎo)致?lián)Q熱面積第一甲醉不夠;合成結(jié)蠟現(xiàn)象嚴(yán)重;合成反應(yīng)達(dá)不到專利商所提合成器離供的物料平衡數(shù)據(jù),循環(huán)氣平均分子量較專利商物料合成氣一閃蒸氣璐機(jī)機(jī)四惠酒平衡增大,導(dǎo)致合成氣壓縮機(jī)循環(huán)段長期超負(fù)荷運(yùn)行。粗甲摩2甲醇合成裝置改造方案她放氣-離【成針對原合成氣制甲醇裝置存在的問題,改造方案圖1原合成氣制甲醇生產(chǎn)工藝流程示意圖主要內(nèi)容包括:(1)增加一條新的甲醇合成回路,包括收稿日期:2016-03-03中國煤化工作者簡介:趙代勝(99)男山東淄博,高級工程師在讀研究生192年本HCNMHG工專業(yè),主要從事煤化工、石油化工領(lǐng)域的研究,E-mail:zhaodaishengecsclc.com。2016年6月趙代勝:煤基甲醇制烯烴項目中合成氣制甲醇裝置的改造方案新的合成氣壓縮機(jī)和循環(huán)氣壓縮機(jī)等,新甲醇合成回后被分離下來,合成氣離開除蠟器后進(jìn)一步冷卻至路的生產(chǎn)能力為1630t/d,原甲醇合成回路的生產(chǎn)40℃,進(jìn)入新增氣液分離器。新增氣液分離器分離出能力降至4370t/d,在總生產(chǎn)能力由5500t/d(原設(shè)的粗甲醇、除蠟器分離下來的液態(tài)混合物送入原甲醇計值)增加至6000/d的同時,降低原循環(huán)氣壓縮機(jī)合成回路閃蒸槽。為了防止除蠟器分離下來的石蠟、的負(fù)荷及原合成回路反應(yīng)器的取熱量;(2)利用上游氣甲醇液態(tài)混合物冷凝析出固體,該管線需要保溫伴化裝置的富余產(chǎn)能,為甲醇生產(chǎn)能力的增加提供所需熱,保證工藝介質(zhì)溫度在90℃以上。新增氣液分離器原料氣,與原合成氣制甲醇裝置共用凈化槽系統(tǒng)、穩(wěn)分離出的循環(huán)氣壓力約為7.0MPa,進(jìn)入新增循環(huán)氣定塔系統(tǒng)和氫回收系統(tǒng),最大限度節(jié)省改造費(fèi)用。壓縮機(jī)壓縮至7.62MPa后,與新增甲醇合成回路的甲醇合成系統(tǒng)預(yù)留地可以滿足此次改造的用地原料合成氣匯合。為了防止惰性氣體在新增甲醇合成需要,足以布置1套1630t/d新甲醇合成系統(tǒng);壓縮回路中的累積,出新增氣液分離器的氣相會引出一股廠房可向西擴(kuò)展,布置1臺新增的合成氣/循環(huán)氣壓氣作為弛放氣。新增甲醇合成回路的粗甲醇及原合成縮機(jī)及透平;在第二循環(huán)水B啟動1臺小的循環(huán)水回路的粗甲醇在閃蒸槽內(nèi)閃蒸,除去粗甲醇中的大部泵,即能滿足新增甲醇合成系統(tǒng)的循環(huán)水量要求;合分溶解氣體,閃蒸汽作為原料氣引出界區(qū),粗甲醇進(jìn)成系統(tǒng)的車間變電所只需增加低壓配電盤即可滿足步處理后,作為下游MT0裝置的進(jìn)料。原甲醇合成要求。本著裝置改造利舊原則,考慮甲醇合成回路部回路的流程前已提及,此處不再贅述。分系統(tǒng)存在剩余負(fù)荷,新增甲醇合成系統(tǒng)的技改方案充分考慮與原甲醇合成系統(tǒng)的有機(jī)結(jié)合,并盡量減少3改造的影響分析及預(yù)期效果對老系統(tǒng)的改造;甲醇合成裝置包括壓縮工序、甲醇合成工序。壓縮工序的合成氣/循環(huán)氣聯(lián)合壓縮機(jī)與3.1對共用設(shè)備的影響分析原有合成回路壓縮機(jī)布置在一起,需要對壓縮機(jī)廠房由于改造新增的合成回路與原有合成回路共用進(jìn)行擴(kuò)建。新增的甲醇合成回路與原有合成回路共用凈化槽系統(tǒng)、穩(wěn)定塔系統(tǒng)和氫回收系統(tǒng),且總的甲醇凈化槽系統(tǒng)、穩(wěn)定塔系統(tǒng)和氫回收系統(tǒng)。改造后工藝生產(chǎn)能力由5500t/d提升至6000t/d,因此改造后流程示意圖見圖2。會對共用設(shè)備產(chǎn)生一定影響。3.1.1凈化槽系統(tǒng)合成器」分離器改造后凈化槽每小時處理原料氣量由506040m3r閃蒸汽合成氣循環(huán)氣蒸增加至59120m,增加了約10%由于原料氣已經(jīng)過粗甲醇上游凈化裝置脫除有害物質(zhì),甲醇裝置凈化槽系統(tǒng)起合成弛放氣一三氣液第二甲的作用是防止前端凈化裝置來的原料氣不正常,引起弛放氣甲醇合成催化劑中毒。因此,初步判斷處理氣量增加也備含成圖器-斷a約10%,不會影響凈化槽系統(tǒng)的正常運(yùn)行。3.1.2穩(wěn)定塔系統(tǒng)「新增循環(huán)改造后穩(wěn)定塔系統(tǒng)處理粗甲醇的量增加了約10%另外粗甲醇的質(zhì)量略有變化。改造主要是對穩(wěn)定塔系圖2改造后合成氣制甲醇裝置工藝流程示意圖統(tǒng)的穩(wěn)定塔再沸器、穩(wěn)定塔回流冷卻器、MT0級甲醇壓縮工序包括合成氣的壓縮和循環(huán)氣的壓縮,按冷卻器等換熱器的熱負(fù)荷及塔盤的負(fù)荷造成影響聯(lián)合壓縮機(jī)設(shè)計。原料合成氣分為兩股,一股去原甲改造后上述設(shè)備的負(fù)荷與設(shè)計負(fù)荷的比較見表1醇合成回路的合成氣壓縮機(jī),另一股去新增合成氣壓表1穩(wěn)定塔系統(tǒng)設(shè)備負(fù)荷縮機(jī)。去本項目的合成氣在約30.5:30下匚設(shè)備名稱設(shè)計負(fù)荷/W改造后負(fù)荷/W進(jìn)入新增合成氣壓縮機(jī)增壓至7.85MPa(A),與來自穩(wěn)定塔再沸器新增循環(huán)氣壓縮機(jī)的循環(huán)氣匯合并預(yù)熱后,進(jìn)入新增穩(wěn)定塔回流冷卻器8.23甲醇合成器,發(fā)生甲醇合成反應(yīng)。新增甲醇合成器出MTO級甲醇冷卻器11.58口氣體在回收熱量后冷卻至約106℃,其內(nèi)副反應(yīng)產(chǎn)中國煤化工生的石蠟及部分甲醇在此溫度下冷凝液化,與工藝氣通過表1CNMH(器的熱負(fù)荷起進(jìn)入除蠟器中液態(tài)的石蠟及少量甲醇經(jīng)除蠟器提升10%-12%原設(shè)計中規(guī)定裝置的操作上限為110%26煤化工2016年第3期負(fù)荷,塔盤的操作彈性一般在60%-120%。因此初步判成回路排放至氫回收系統(tǒng)的弛放氣量約4600m3/h斷,改造不會影響穩(wěn)定塔系統(tǒng)的3臺換熱器及穩(wěn)定塔通過以上比較可以看出,改造后排放至氫回收系統(tǒng)的的正常操作,但穩(wěn)定塔系統(tǒng)的操作彈性將會降低穩(wěn)總弛放氣量與改造前基本維持不變,因此不會影響氫定塔系統(tǒng)長期處于最大負(fù)荷運(yùn)行。回收系統(tǒng)的正常運(yùn)行。3.1.3氫回收系統(tǒng)3.2對原甲醇合成裝置的影響為防止惰性氣體在系統(tǒng)中積累,新增甲醇合成表2是改造方案實施后對原甲醇合成裝置關(guān)鍵回路及原甲醇合成回路都要連續(xù)排放弛放氣,弛放設(shè)備的影響分析。由表2可以看出,與目前現(xiàn)場運(yùn)行氣中的氫氣通過氫回收系統(tǒng)回收后,返回合成回路。情況相比較,改造方案實施后,表中所列所有設(shè)備的改造后新增合成回路弛放氣量約5400m3/h、原負(fù)荷均顯著降低。同時,與設(shè)計負(fù)荷相比,除個別設(shè)備合成回路弛放氣量約40400m3/h,改造后總的弛放氣外,大部分設(shè)備在改造后負(fù)荷均低于設(shè)計負(fù)荷。量約45800m/h。目前現(xiàn)場實際操作工況下,甲醇合改造后合成氣壓縮機(jī)處理能力出現(xiàn)較大的富余表2原甲醇合成裝置關(guān)鍵設(shè)備改造前后負(fù)荷對比設(shè)備名稱設(shè)計負(fù)荷現(xiàn)場負(fù)荷改后負(fù)荷改后/設(shè)計改后/現(xiàn)場合成氣壓縮機(jī)10240kW9815KW7860kW0.77循環(huán)氣壓縮機(jī)10935kW0.681合成塔277.32GJ/h156.98GJ/h145.60GJ/h0.530.931中間換熱器493.71GJ/h542.25GJ/h373.42GJ/h2中間換熱器477.81GJ/h484.09GJ/h338.74GJ/h0.701空冷器217.65GJ/h305.89GJ/h218.40GJ/h2空冷器162.92GJ/h318.74GJ/h219.45GJ/h1.351水冷器60.04GJ/h61.34GJ/h58.24GJ/h2水冷器54.64GJ/h81.17GJ/h64.73GJ/hl.18量。但如不增加新的合成氣壓縮機(jī),則原合成氣壓縮4結(jié)論機(jī)將超設(shè)計負(fù)荷約15%,原因如下:(1)甲醇裝置產(chǎn)能由5500t/d改為6000t/d,消耗凈化氣量增加;(2根據(jù)神華集團(tuán)某煤基甲醇制烯烴項目合成氣制氫回收工序返回氫氣量由15678m/h改為30000甲醇裝置存在的反應(yīng)器內(nèi)取熱能力不足、循環(huán)氣壓縮m/h,返回氫氣量增加;(3)現(xiàn)場氣體分子量(10.70)機(jī)長期超負(fù)荷運(yùn)行、甲醇生產(chǎn)能力難以達(dá)到設(shè)計要求比設(shè)計值(10.66)大。因此,盡管改造后合成氣壓縮等問題,在剖析原因的基礎(chǔ)上,結(jié)合原甲醇裝置預(yù)留機(jī)處理能力出現(xiàn)較大的富余,仍建議增加新的合成氣有足夠的場地及相關(guān)裝置存在富余能力等有利條件壓縮機(jī)。對于原循環(huán)氣壓縮機(jī)改造后其超負(fù)荷運(yùn)行狀提出了針對性改造方案。改造完成后,原合成氣制甲況大大改善,增加新的合成回路后,原循環(huán)氣壓縮機(jī)醇裝置的甲醇生產(chǎn)能力由5500t/降至4370t/a,基本不超設(shè)計負(fù)荷。由于原合成氣制甲醇裝置的合成使得其反應(yīng)器內(nèi)取熱器能夠滿足取熱要求同時避免塔換熱面積不夠,實際運(yùn)行負(fù)荷遠(yuǎn)小于設(shè)計負(fù)荷,因此原循環(huán)氣壓縮機(jī)的超負(fù)荷運(yùn)行;新增合成氣制甲醇裝設(shè)計負(fù)荷僅作參考,現(xiàn)場負(fù)荷才是反應(yīng)器移走反應(yīng)熱置甲醇生產(chǎn)能力為1630t/d,總的甲醇生產(chǎn)能力提的實際能力。由于合成塔目前處于較高的運(yùn)行溫度,改升至600t/d。改造完成后,新老甲醇合成回路的共造后的運(yùn)行溫度、氣量都有所下降,合成氣側(cè)導(dǎo)熱系用設(shè)備基本能夠滿足進(jìn)料增加的需要原甲醇合成反數(shù)下降,因此移走熱量能力比目前現(xiàn)場運(yùn)行值略低。應(yīng)器取熱能力可與相應(yīng)的甲醇生產(chǎn)能力適應(yīng),原甲醇改造后模擬負(fù)荷已接近現(xiàn)場負(fù)荷的95%,即原合成塔合成回路的循環(huán)氣壓縮機(jī)負(fù)荷降至設(shè)計能力,原甲醇基本處于滿負(fù)荷運(yùn)行狀態(tài)。改造后中間換熱器負(fù)荷低合成裝置存在的問題得以根除。于設(shè)計值,設(shè)備裕量足夠大。空冷器負(fù)荷低于現(xiàn)場運(yùn)行值(但比設(shè)計值高)出口工藝氣溫度與現(xiàn)場運(yùn)行值相參考文獻(xiàn)H中國煤化工比,會有下降,即空冷器的裕量足夠大。水冷器負(fù)荷與[1]吳秀章現(xiàn)場運(yùn)行值接近(但比設(shè)計值高),設(shè)備裕量足夠大。CNMHG.北京:化學(xué)工業(yè)出版社,201416年6月趙代勝:煤基甲醇制烯烴項目中合成氣制甲醇裝置的改造方案2]中華人民共和國國家統(tǒng)計局中國統(tǒng)計年鑒[M].北京:[3]李志慶,趙紅娟,王寶杰,等煤基甲醇制烯烴技術(shù)進(jìn)中國統(tǒng)計出版社,2013展及產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程[石化技術(shù)與應(yīng)用,2015(2):180-184Technical Proposal for Revamping of the Methanol Synthesis Plant of a Coal BasedMethanol to Olefins ProjectZhao DaishengBeijing Branch, China Shenhua Coal-to-Liquid Chemical Co, Ltd, Beijing 100010, China)Abstract The methanol synthesis plant of a coal based methanol to olefins project cannot run at full capreason analysis and field conditions, a technical proposal is made to solve the existing problem of a methanol synthesis plant,including the defect of reactor heat removal capability, the severe overload of recycle gas compressor, etc. After the optimizationby adding methanol synthesis loop and utilizing the surplus capacity of the upstream gasification plant to provide feed gas formethanol synthesis, the above problems are solved and the total capacity of methanol synthesis plant is increased from 5 500 t/dto 6 000 t/dKey words coal-to -olefins, methanol synthesis from syngas, unit revamping, septic tank, stabilization tower,hyd十“+“+++-“-“+“+-+“十“+“+“+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+“+++(上接第18頁)Impact Analysis of Coal to Polypropylene Development on Oil to PolypropylenePlanning Department of Luoyang Petrochemical Complex, SINOPEC, Luoyang Henan 471012, China)Abstract In recent years, coal to olefin technology has developed rapidly, expanding production capacity, and thetraditional oil to polypropylene market share is shrinking gradually. This paper analyzes the coal to olefin capacity anddistribution, propylene raw material form, supply and demand, cost, price and other market conditions. It puts forwardsuggestions about benign development of coal to olefin and countermeasures of the traditional oil to olefin: build the regionalspecial polypropylene material base, regional optimization for product, etcKey words coal to polypropylene, oil to polypropylene, capacity, raw material, supply and demand, cost, price示示示示示出示出示出示出示示忠示出出示出出示出示出示出示小出柳柳坐出出種出舉示示舉示業(yè)示示如何寫好中英文摘要1、文摘應(yīng)包含正文的要點(diǎn)。一般來說文摘應(yīng)包含研究對象(目的),研究方法(所用的設(shè)備、材料),結(jié)果與結(jié)論。2、文摘要盡量簡短,盡可能刪掉課題研究的背景信息。3、文摘中出現(xiàn)的數(shù)據(jù)應(yīng)該是最重要、最關(guān)鍵的數(shù)據(jù)。4、不需要自己標(biāo)榜自己的研究成果。5、二次文獻(xiàn)信息應(yīng)脫離原文而獨(dú)立存在,因此文摘中不能出現(xiàn)圖表參數(shù)。6、文摘中的內(nèi)容應(yīng)在正文中出現(xiàn),文摘不能對原文進(jìn)行補(bǔ)充和修改。7、文摘中的縮寫名稱在第一次出現(xiàn)時要有全稱中國煤化工8、文摘句子應(yīng)盡量簡短。CNMHG