2014年第35卷第2期氮肥技術個水管式甲醇合成塔在低壓甲醇系統(tǒng)的運行總結王元宋學武(江蘇晉煤恒盛化工股份有限公司江蘇新沂221400,,,,,,,,,,,,,,,,,的,,,,,,,摘要簡述了φ3000mm水管式甲醇合成塔構造、原理、工藝流程及運行參數(shù)、運行效果關鍵詞水管式甲醇合成塔壓差蒸汽Operation summary of water-tube methanol synthesis tower in low pressuremethanol systemWANG Yuan song Xue-wu(Jiangsu Jinmei Hengsheng Chemical Industry Co, Ltd, Xinyi 221400, Jiangsu Province)Abstract This paper briefly introduces structure, principles, process and operating parameters, operating results of p 3 000mmwaterKeywords water-tube methanol synthesis tower; differential pressure; steam前言物入甲醇分離器、高效醇洗塔后分離出粗甲醇,江蘇晉煤恒盛化工股份有限公司氮肥廠再經(jīng)減壓至0.4MPa進入粗甲醇閃蒸槽閃蒸出溶前的生產(chǎn)規(guī)模為年產(chǎn)80萬t合成氨、100萬t尿解的氣體后,送中間罐區(qū)供精餾用。分離甲醇后素、50萬t甲醇。其中一套年產(chǎn)15萬t單醇系統(tǒng)的氣體一部分進入循環(huán)機,壓力由48MPa升至使用的是湖南安淳高新技術有限公司開發(fā)的5.4MPa進入油分,一部分放空去提氫工段。由閃φ300omm低壓恒溫懸掛水管式甲醇合成塔,此蒸槽出來的弛放氣送到吹風氣回收鍋爐崗位燃系統(tǒng)從開車以來運行穩(wěn)定,操作便捷,日產(chǎn)粗甲燒爐內(nèi)燃燒。催化劑筐水管內(nèi)的水吸收反應熱,醇495t,年產(chǎn)能達14.83萬t產(chǎn)生的蒸汽經(jīng)合成塔頂部蒸汽上升管進入分配1工藝流程說明器,再由分配器的上升管進入汽包,產(chǎn)生中壓蒸從壓縮機四段來的原料氣(54MPa、35℃)進汽,減壓至1.3MPa左右送蒸汽管網(wǎng)。由除氧器來人補氣油分,隨后與循環(huán)氣油分離器來的循環(huán)氣的壓力50MPa,溫度104℃的脫鹽水進入合成塔在氣體緩沖器中混合后進入甲醇預熱器與合成頂部的汽包,熱水由下降管進人合成塔的水管內(nèi)塔底部岀來的熱合成氣逆流換熱,被加熱到換熱,產(chǎn)生的蒸汽去分配器,如此反復循環(huán)。200~220℃后,由合成塔底部進入催化劑框環(huán)隙,甲醇系統(tǒng)工藝流程簡圖見圖1。從圓周方向徑向進入管間催化劑層,在225~255℃2主要設備配置及催化劑作用下,氫氣與一氧化碳、二氧化碳反主要設備配置情況見表1應生成粗甲醇,反應后氣體在中心集氣管匯合3水管式甲醇合成塔的構造(溫度為230~260℃)后出合成塔,氣體進入甲醇φ3000mm低壓恒溫懸掛水管式甲醇合成塔預熱器殼程,與人塔氣換熱,其溫度降至78~85℃,由外殼、徑向催化床、水管和汽包組成操作壓力大部分粗甲醇被冷凝下來。再進入兩臺串聯(lián)的甲5.0MPa:水管內(nèi)壓力為30MPa,吸收甲醇反應熱并醇水冷器管內(nèi),與管外的循環(huán)水換熱,被冷卻至產(chǎn)生中壓過飽和蒸汽;管外裝填催化劑。該合成塔40℃以下,使粗甲醇進一步冷凝下來。氣液混合中催化劑和水YH中國煤化工向低壓甲CNMHG氮肥技術2014年第35卷鍋爐給水來自外管中壓蒸汽去外管氣來自壓縮弛放氣去醇烴化閃蒸氣去鍋爐房粗甲醇去精餾樣污1粗甲醇貯槽2甲醇分離器3循環(huán)機4水冷器5甲醇預熱器6汽包及分配器7甲醇合成塔8排污膨脹槽圖1甲醇系統(tǒng)工藝流程簡圖表1主要設備一覽表設備名稱規(guī)格型號數(shù)量/臺DN3000H凈=11200其中:內(nèi)件:3000×15549容積:84m3合成塔催化劑筐容積:41.5m3換熱面積:2900m甲醇預換器DN1800H凈=13500換熱面積:3100m2立式DN1400H凈=11230換熱面積:800m2循環(huán)油分離器DM2200H凈=12395旋風、凝聚、過濾式醇分離器D2200H凈=12395旋風、凝聚、過濾式高效醇洗塔DM2400H凈=20550內(nèi)件:高效全回收式內(nèi)件補氣油分離器DM1200H凈=7050旋風、凝聚、過濾式往復式循環(huán)機4M20-110/48-54四列對稱平衡式排氣量:110m}min,功率1700kW1開1備汽包DN1500L=6022全容積:10.08m3分配器DN1200L=4690全容積:5m3粗醇中間槽DN2800L=13516全容積:80m3稀醇液中間槽DN1200L=4530全容積:4m3排污膨脹槽DN1600L=3000全容積:4m3熱水循環(huán)泵0 m/min揚程H=40m回流泵Q=6 m/min揚程H=60m軟水泵Q=6 m/mil揚程H=60m加藥裝置1套醇合成塔相反,所以又稱之為“反 Lurgi爐”。其水(1)進系統(tǒng)新鮮氣壓力:466管為雙套管懸掛式催化劑為全徑向裝填(2)熱交入口氣體壓力:4.64JD型低壓恒溫水管式甲醇合成塔結構簡圖(3)合成塔入口氣體壓力:4.58見圖2。(4)合成塔出口氣體壓力:4.57低壓恒溫懸掛水管式甲醇塔系統(tǒng)運行參數(shù)(5)水冷器入口氣體壓力:45641系統(tǒng)壓力(MPa(6)水冷H中國煤化工CNMHG第2期王元等:水管式甲醇合成塔在低壓甲醇系統(tǒng)的運行總結氣體成分見表2表2氣體成分表(體積分數(shù)%氣體名稱COCO2H2CH4N2O2補充氣21.11.672.61.73.00.1人塔氣4.70877936129放空氣2.81.07217057.60.25系統(tǒng)的評價(1)由以上數(shù)據(jù)可以看出:由于補充氣中氮氣、甲烷含量較高,造成醇后放空氣量較大。把這部分氣體送到合成氨系統(tǒng)生產(chǎn)甲醇和氨,達到有效氣體充分利用目的。(2)催化劑床層同平面及軸向溫差較小,說明1外殼2徑向內(nèi)筒3中心集氣管4雙套管床層氣體分布均勻移熱方式合理系統(tǒng)運行非常5蒸汽環(huán)管6下管板7上管板8頂蓋穩(wěn)定。該工藝靠水的汽化潛熱帶走反應熱,采取調(diào)a未反應氣進口b進水口c反應后氣體節(jié)蒸汽出口壓力來保證催化劑層溫度穩(wěn)定。因此d卸料口(催化劑)c裝料(催化劑)口具有工藝操作簡單、爐溫波動小、催化劑使用壽圖2JD型低壓恒溫水管式甲醇合成塔結構簡圖命長等優(yōu)點(3)熱交入口氣體溫度219℃,熱交出口氣體(7)循環(huán)機入口氣體壓力:4.54溫度63.9℃。溫差155.1℃C,可以看出熱交的換熱(8)循環(huán)機出口氣體壓力465效率高冷卻水消耗低(9)汽包壓力:220(4)小時產(chǎn)甲醇20.6t,小時產(chǎn)蒸汽228。噸(10)合成塔氣汽壓差238醇產(chǎn)蒸汽1.l0t,說明該塔型熱回收效率高,熱利4.2系統(tǒng)溫度(℃用較好,副產(chǎn)品蒸汽品位高、產(chǎn)量大。5)系統(tǒng)壓差為0.1MPa,合成塔壓差為(1)補氣溫度:36(2)入塔氣溫度:19000IMPa說明該套裝置壓差小、功耗低。由于該塔為全徑向,因此合成塔阻力很小,系統(tǒng)阻力也很低,(3)出塔氣溫度:224且空速較小,有利于降低循環(huán)機電耗(4)水冷器入口溫度:70(6)合成塔設計有催化劑自卸口及催化劑裝(5)水冷器出口溫度:22填專用工具,催化劑裝卸方便。(6)汽包加水溫度97)與管殼式合成塔相比材質(zhì)要求低,設備(7)催化劑層溫度投資較低。el-1:2302:2463:246結束語e2-4:2335:2456:242江蘇晉煤恒盛化工股份有限公司采用湖南(8)塔壁溫度,上:152中:123下:177安淳公司φ3000m水管式甲醇合成塔技術,建(9)蒸汽溫度:214.8成了15萬ta甲醇裝置。通過水管式甲醇合成塔4.3系統(tǒng)流量在單醇工藝中的應用,充分顯示出單塔能力大、塔(1)新鮮氣流量:50470Nm沿h阻力小、副產(chǎn)中壓蒸汽多、循環(huán)機電耗小、冷卻水(2)循環(huán)氣流量:209646Nm/h耗少、升溫還原容易、操作控制方便、運行彈性(3)粗醇流量:20.6h大、催化劑裝卸容易等優(yōu)點。該系統(tǒng)粗醇日產(chǎn)量(4)放空氣流量:7897Nm3/h可達495,2013年度為公司帶來了顯著的經(jīng)濟效(5)蒸汽流量:2.8益44氣體成分H中國煤化工401-27)CNMHG