甲醇系統擴能改造總結

第32卷第4期化工設計通訊Vol 32 No. 42006年12月Chemical engineering design Communications甲醇系統擴能改造總結周廣梅孫西英孫巖1.兗礦國泰化工有限公司山東滕州2775272.兗礦魯南化肥廠(chǎng)山東滕州27527)摘要論述了兗礦魯南化肥廠(chǎng)以原有裝置為依托利用壓縮機、循環(huán)機和甲醇精餾的富余能力在甲醇合成系統增加部分設備實(shí)現從100k/a增產(chǎn)到130k/a的目的投資少經(jīng)濟效益好關(guān)鍵詞甲醇擴能改造中圖分類(lèi)號TQ223.121文獻標識碼:文章編號1003-6490(200604-0018-03醇精餾的富余能力在甲醇合成系統增加部分設備實(shí)工程概況現增產(chǎn)的目的。兗礦魯南化肥廠(chǎng)的80ka甲醇裝置是我國以德2工藝流程士古煤氣為原料氣自行設計和建造的第一套大型甲醇裝置,該裝置由西南化工研究院提供低壓甲醇合2.1凈化部分氣體流程成及甲醇精餾工藝技術(shù)"基礎設計原化工部第一設水煤漿加壓氣化制得德士古水煤氣經(jīng)過(guò)氨凈化計院承擔施工設計。該裝置以德士古煤氣為原料經(jīng)變換、NHD脫硫脫碳制得脫碳氣其中H,98.18%,中溫變換NHD脫硫脫碳、精脫硫后使總硫質(zhì)量分CO:0.7%、CO2:0.2%取10000-20∞00m°/h輸數<0.1×10-°送往甲醇合成工段采用5.0MPa低送至甲醇凈化系統脫碳后與甲醇凈化氣經(jīng)部分變壓法合成粗甲醇合成塔為絕熱一管殼型″反應器,換、有杋硫水解、NH脫硫脫碳后的氣體混合經(jīng)精于2000年6月建成實(shí)現了化工投料試車(chē)的一次成脫硫后制得(H2-CO2)(CO+CO2)=2.05~2.15功且在投產(chǎn)后4個(gè)多月內達到了設計能力,產(chǎn)品質(zhì)的精制氣即新鮮合成氣。氫碳比采用變換系統加設量達到了美國AA級標準。經(jīng)過(guò)工程技術(shù)人員的努副線(xiàn)的方法控制變換系統CO的含量。工藝流程如力該系統2002年實(shí)際生產(chǎn)能力已達100kt/a圖1所示。為了適應市場(chǎng)的需要實(shí)現合成氨裝置與甲醇裝2.2合成部分流程置的柔性操作與效益最大化我廠(chǎng)決定擴大生產(chǎn)規凈化來(lái)的新鏈合成氣,經(jīng)壓縮機加壓至模使甲醇的生產(chǎn)能力達到130kt/a。本次系統增產(chǎn)5.15M中國煤化工成塔內進(jìn)行反應出改造的原則是原流程不做大的變動(dòng)基于從合成氨凈CNMHG化脫碳后調來(lái)一部分氫氣利用壓縮機、循環(huán)機和甲收稿日期2006-05-31作者簡(jiǎn)介凋廣梅1980-)女山東泰安人2003年畢業(yè)于江蘇省廣播電視大學(xué)環(huán)境工程系助理工程師主要從事化工安全和環(huán)境技術(shù)管第4期周廣梅孫西英孫巖押醇系統擴能改造總結氣化來(lái)水煤氣氨凈化變換工序脫硫工序甲烷化去氨合成去甲醇合成醇凈化變換工序悅硫工序脫碳工序精脫硫圖1凈化部分氣體示意圖塔氣體經(jīng)冷凝后分離的粗甲醇最后經(jīng)三塔精餾得到的方式(新增主要設備見(jiàn)表1)氣體以自然分配的方≥99.85%的精甲醇。新合成部分采取與老系統并聯(lián)式進(jìn)入兩合成塔工藝流程如圖2所示氣包預熱器合成塔水冷器壓縮機分離器新分離器新預熱器新合成塔新水冷器新氣包圖2甲醇合成部分示意圖表1甲醇擴產(chǎn)改造新增設備表廢鍋的換熱面積一定的情況下副產(chǎn)蒸汽的壓力越低設備名稱(chēng)數量/臺規格及尺寸/mm備注材料則水氣比越低,但受到0.4MPa蒸汽管網(wǎng)壓力的影甲醇合成塔dl800×10600×36筒簡(jiǎn)體13 MnNiMol響水氣比已到調節低限?，F提高一氧化碳的方法是封頭15 ArMoR筒體15 ArMoR通過(guò)配一變換爐副線(xiàn)使部分氣體不經(jīng)變換爐。為了入塔氣預熱器1d850×15370×22封頭15 ArMoR保證爐溫在變換爐上層新加2mQCS-01催化劑。筒體16MnR包1d1200×3880×25以上改造保證了生產(chǎn)甲醇所需的一氧化碳。封頭16MnR3.2提高精脫硫劑硫容甲醇水冷器1470×8180×8(上下兩組)封頭235-13內襯Crl8N9精脫硫槽是保證精制氣總硫含量的最后一道工甲醇分離器161800×8830×(34+5)筒體16MnR/321封頭6MnR/321序兩臺精脫硫槽內裝有EF-2型精脫硫劑各1.2t噴射器噴射管20R其中有效成分為Fe2O3·H2O。只有在停車(chē)狀態(tài)下才甲醇水洗塔1d325×8200×12筒體Crl8N9能進(jìn)行常規再生操作采用加入空氣法還原出活性鐵封頭組分。精脫硫劑的硫容設計值為15%,但在生產(chǎn)中發(fā)現其使用硫容遠達不到設計值3改進(jìn)措施為了提高精脫硫劑的硫容降低精制氣中總硫含量我們在常溫水解槽前加配2.5MPa的飽和蒸汽管3.1提高變換部分CO含量線(xiàn)中國煤化工另一方面也可以為精水煤漿氣化制取的水煤氣含有大量的水蒸氣水脫硫相CNMH的濕度;另外新上1臺氣比在1.1~1.4時(shí)經(jīng)部分變換將水煤氣中的水蒸空氣壓縮機其出口管線(xiàn)配接在精脫硫槽的入口管線(xiàn)氣冷凝副產(chǎn)蒸汽后進(jìn)入變換爐通過(guò)調節入變換爐上空氣隨著(zhù)原料氣進(jìn)入2臺精脫硫槽。通過(guò)改造提的水氣比來(lái)調整變換后的一氧化碳含量λ變換爐水高了硫容使單位精脫硫劑的脫硫量大大增加延長(cháng)氣比低則變換爐出口一氧化碳含量高。而在變換氣其使用壽命?；ぴO計通訊第32卷3.3并入新合成塔高由于精餾系統能力所限甲醇廢水甲醇含量仍有甲醇合成塔采用華東理工大學(xué)、西南化工研究超標現象,下一步準備對精餾兩主塔進(jìn)行填料改造,院、北京化工大學(xué)共同研究開(kāi)發(fā)的絕熱-管殼式反應以提高處理能力器管內裝填催化劑管板上部為絕熱層管間為沸騰3.6兩塔氣量分配問(wèn)題水利用反應熱副產(chǎn)中壓蒸汽通過(guò)調節飽和蒸汽的兩塔并聯(lián)運行后由于觸媒使用處于不同時(shí)期老塔為中期新塔剛開(kāi)始使用觸媒層溫度分布老塔壓力來(lái)控制催化劑床層溫度,甲醇合成壓力在偏高情況基本正常。但從兩塔氣量分布來(lái)看在正5.0WPa,反應溫度在220~260℃。新合成塔為常生產(chǎn)和新觸媒升溫還原時(shí)新塔空速是老塔的1.7dl800mm絕熱-管殼式反應器與原d2800m合倍~2倍表現出氣量分布不均的現象。在兩塔同時(shí)成塔并聯(lián)配套新增汽包、水冷器和分離器等設備。裝填新觸媒升溫還原時(shí)受?chē)娚淦鳉饬康挠绊懶滤滤虏糠忸^裝d25mm的耐火球1.425dl0mm的升溫速度較快還原時(shí)兩塔溫度也不太一致除受?chē)娔突痄X球1.073t采用南京化工研究院開(kāi)發(fā)的NC307射器影響外與觸媒本身還原產(chǎn)生的熱量有關(guān)可以催化劑其外觀(guān)為兩端是球面的黑色圓柱體,直徑通過(guò)調節噴射器的大小來(lái)控制但還原的進(jìn)程與空速5mm高度4~5mm含有CuO54.54%、ZnO19.6%,有很大的關(guān)系必定一塔先于另一塔完成這可以通另有Al2O3和少量石墨列管裝催化劑12.65t裝填過(guò)延長(cháng)還原時(shí)間分析合成塔進(jìn)出口氫氣含量來(lái)判斷體積8.43m3絕熱層上表面距管板250mm。是否還原完畢。3.4回收甲醇吹除氣原設計甲醇合成水洗塔弛放氣的洗滌液來(lái)自精4生產(chǎn)運行情況餾排放槽經(jīng)過(guò)水洗塔送往精餾汽提塔回收粗甲醇我們將洗滌液改去甲醇合成膨脹槽作為甲醇精餾的擴產(chǎn)以后從氨凈化調過(guò)來(lái)的氫氣量在12000~補水既便于甲醇精餾的經(jīng)濟運行,又節省了投資。16000m3/h,為了防止氫氣倒流在配氫管線(xiàn)上安裝同時(shí)將從水洗塔岀的甲醇吹除氣CO+H2>86%),兩道止逆閥,并提高氨凈化操作壓力在(2.10±利用水洗塔(4.0MPa)與氨凈化系繚≤2.75MPa)的0.05)MPa將甲醇凈化接氬處壓力控制在(1.95±壓差由直接放空改送合成氨凈化變換系統降低了0.05)MPa操作另設流量聯(lián)鎖當氫氣量低于1500甲醇的消耗m(標)時(shí)自調閥切斷配氫。為保證合成甲醇所需3.5改造精餾塔CO水煤氣副線(xiàn)中氣量一般控制在3000~4000m3我廠(chǎng)甲醇精餾為國產(chǎn)單系列節能型三塔精餾流程生產(chǎn)美國AA級精甲醇。其三塔的作用分別為h可通過(guò)分析出變換氣中CO含量來(lái)調節副線(xiàn)開(kāi)度。預塔是脫除甲酸甲酯、二甲醚、丙酮等輕組分雜質(zhì)加甲醇合成系統壓力穩定在4.5-4.56MPa最大新鮮壓塔采用加壓精餾增加粗甲醇的揮發(fā)度采出部分氣量可達50km3/h合成塔入塔氣量在290km3h左精甲醇加壓塔和常壓塔的作用是脫除H0、乙醇等右放空氣則維持在1600~200m°h范圍內觸媒重組分以獲得高質(zhì)量的甲醇產(chǎn)品。加壓塔和常壓塔溫度分布均勻系統運行平穩,改造前后生產(chǎn)運行數的協(xié)調操作是控制水含量的關(guān)鍵所在。據見(jiàn)表2產(chǎn)品質(zhì)量都在國優(yōu)指標之內μ甲醇的消耗在改造中我們用天大天久的規整板填料對原塔指標(見(jiàn)表3)處于歷史最佳狀態(tài)。板進(jìn)行了改造。通過(guò)改造精甲醇的水溶性大大提存刊有供fH中國煤化工CNMHG本刊有自1975年創(chuàng )刊以來(lái)的少量過(guò)刊及合訂本歡迎有需要者聯(lián)系訂購。聯(lián)系電話(huà)們731-560396013974864498E-mailjgsjtx@263.net聯(lián)系人李金陽(yáng)《化工設計通訊》編輯部第4期周廣梅孫西英孫巖押醇系統擴能改造總結表2改造前后生產(chǎn)運行數據日期負荷入塔氣量入塔氣成分/%催化劑床層溫度/℃系統壓力合成塔壓差粗甲醇產(chǎn)量T5406T15407189364176387產(chǎn)前擴產(chǎn)后1921439.594865944398067498262764288.4l497982738894.55143注擴產(chǎn)后的負荷為總新鮮氣但兩塔床層溫度由于觸媒使用處于不同時(shí)期故有偏差,表3產(chǎn)品消耗情況精醇產(chǎn)量粗醇產(chǎn)量/t電耗單耗/kWht循環(huán)水單耗/m3·t-1軟水單耗/t蒸汽單耗/副產(chǎn)蒸汽/擴產(chǎn)前330.538.90.860.75擴產(chǎn)后506.44541.94172.3543.740.950.750.845結論此日產(chǎn)量計算年產(chǎn)甲醇可望達到160kt電單耗比以前減少20kWh蒸汽單耗比以前減少0.15tt。本次擴產(chǎn)改造后甲醇的最高產(chǎn)量達到506.8d,平擴產(chǎn)改造建設周期短投資少收益率高,la即可收均產(chǎn)量為490t/d此比設計的450t/d高出了8.9%按回投資并創(chuàng )造可觀(guān)的經(jīng)濟效益《化工設計通訊》征稿啟事《化工設計通訊》系國內外公開(kāi)發(fā)行的全國性科及上、下角標等,易混淆者尤應注明。技期刊。主要報道化工產(chǎn)品的設計、科研、生產(chǎn)、建設、6、務(wù)請注意參考文獻著(zhù)錄格式規定(注意標技改、教學(xué)等方面的新工藝新技術(shù)、新設備、新材料點(diǎn)符號的規定使用主要欄目設計總計、氮肥技術(shù)、化肥工業(yè)、化工7、保守國家機密。凡涉及原化工部《保密范設備、生產(chǎn)技術(shù)、技改節能、應用探討、學(xué)術(shù)研究、三廢圍》和國家有關(guān)規定者,作者單位應進(jìn)行保密審治理、事故分析、無(wú)機化工、石化技術(shù)、信息報道、產(chǎn)品查,并加蓋單位公章。介紹等。8、請作者詳細注明通訊地址、郵編、單位名稱(chēng)主要特色以化肥及無(wú)機產(chǎn)品為主化工工藝為聯(lián)系電話(huà),簡(jiǎn)歷(包括姓名、出生年月、性別籍貫、民龍頭兼顧化工設備、給排水、環(huán)保、自控、電氣、暖通、族、何年畢業(yè)于何學(xué)校及專(zhuān)業(yè)、職務(wù)與職稱(chēng)所從事的項目信息報道等主要工作和研究方向),并提供近期1寸黑白免冠登來(lái)稿要求和注意事項記照片(要求整潔清晰彩照亦可川張,以供刊用。1、文稿要求內容充實(shí)、準確可靠、文字精煉實(shí)用9、請勿一稿兩投;一般情況下會(huì )在2個(gè)月內有性強。每篇以3000~5000字為宜?；貜?投稿6個(gè)月未收到用稿通知,作者可自行處2、文稿要求打印在A(yíng)4白紙上,亦可抄寫(xiě)在16理;未登稿件在作者要求之下可退稿;來(lái)稿一經(jīng)發(fā)開(kāi)單面方格稿紙上字跡清楚,書(shū)寫(xiě)正整本刊恕不受表,當按規定付給稿酬。理復印件同時(shí)請提供電子版稿件。稿件亦可通過(guò)電子郵件或傳真發(fā)來(lái)3、所有文稿務(wù)請寫(xiě)出中、英文摘要(50~200字)E-mail:hgsjtx@263.net和關(guān)鍵試3~8個(gè)),如不會(huì )英文編輯部可翻譯。文560(@cing.com.cn章的引言?xún)热菀丝刂圃?00~400字。中國煤化工4、文中的單位,務(wù)請使用法定計量單位。如系CNMHG13974864498非法定計時(shí)單位時(shí),務(wù)請換算為法定計量單位,并地址:長(cháng)沙幣韶山甲路398號《化工設計通一律使用國際通用符號。對不常使用的量和單位訊》編輯部請用括號注明名稱(chēng)。郵編:410007聯(lián)系人:李金陽(yáng)體、大、小寫(xiě),黑、白體,英、俄、希臘文種,以