甲醇裝置技術(shù)改造總結

2012年12月大氛肥Dec.2012第35卷第6期Large Scale Nitrogenous Fertilizer IndustryVol.35 No.6甲醇裝置技術(shù)改造總結張建民,李?lèi)?ài)玲(新能鳳凰(滕州)能源有限公司,山東滕州277527)摘要:通過(guò)對生產(chǎn)系統原始開(kāi)車(chē)、生產(chǎn)工藝、設備等多方面的技術(shù)改造,解決對置式多噴嘴水煤漿加壓氣化的瓶頸,節約了大量資金,效益可觀(guān);同時(shí)也為裝置實(shí)現安穩長(cháng)滿(mǎn)優(yōu)運行奠定了堅實(shí)的基礎。關(guān)鍵詞:對置式黏溫特性激冷環(huán) 工藝燒嘴新能鳳凰(滕州)能源有限公司是新奧集團股解決氣化爐適宜原料問(wèn)題。份有限公司控股的子公司，總投資近40億元,規對周邊、國內同類(lèi)型生產(chǎn)廠(chǎng)家原料煤調研,結模為2套年產(chǎn)36萬(wàn)噸甲醇的大型煤化工項目。該合王家塔煤種情況，有針對性的對當地煤、神木項目以煤為原料,采用華東理工大學(xué)“對置式多噴煤、渝陽(yáng)煤進(jìn)行篩選,選擇灰熔點(diǎn)較低的原料煤進(jìn)嘴水煤漿加壓氣化”專(zhuān)利技術(shù),于2010年投產(chǎn)。利行煤漿濃度試驗，再對優(yōu)化后的煤種進(jìn)行煤種黏用2a多時(shí)間對裝置創(chuàng )造性地進(jìn)行技術(shù)改造,主要溫曲線(xiàn)的試驗，并從數十個(gè)煤樣中確定2~3個(gè)適涉及工藝、設備、環(huán)保、節能等方面,解決了關(guān)鍵性宜與王家塔煤進(jìn)行配比作為原料煤試驗煤種，經(jīng)的技術(shù)問(wèn)題，使裝置實(shí)現了安穩長(cháng)滿(mǎn)優(yōu)運行。反復論證和試驗，最終確定為陜西榆陽(yáng)煤和內蒙古王家塔煤,兩種煤按1:1混合。該方案實(shí)施后氣1工藝技術(shù)改造化爐氧煤比降低，燃燒室溫度降為1 200~1 250C,1.1 氣化爐原料煤優(yōu)化爐壁溫度符合工藝要求,運行周期延長(cháng)到90d;氣裝置原設計原料煤種為當地高硫煤，灰熔點(diǎn)化爐冷態(tài)檢查一切正常，工藝燒嘴再也沒(méi)有燒失高達1400C以上,從華東理工大學(xué)對所用煤作的現象,燒嘴壽命延長(cháng),下降管和激冷環(huán)也沒(méi)有變形黏溫特性來(lái)看，爐溫只有控制在1450C以上,爐或燒環(huán)等現象。氣化爐運行狀況已經(jīng)達到國內同內熔渣的黏度才能降到25Pa.s以下,以滿(mǎn)足正常類(lèi)企業(yè)較好水平。排渣要求。此時(shí)氣化爐的操作溫度要高達1450~1.2變換升溫還原技 術(shù)優(yōu)化. 1 500C,對設備、耐火襯里要求較高,運行周期僅2009年,為了確保工程按計劃順利投料,采用能維持在10d左右,經(jīng)常伴隨氣化爐爐壁超溫、烘外購氫氣、二硫化碳的方法對變換催化劑提前進(jìn)頂溫度超溫、渣口壓差增大、4臺工藝燒嘴及下降行升溫硫化。管和激冷環(huán)被燒壞等惡性循環(huán)事故，開(kāi)停車(chē)次數1)采用傳統方法硫化,需要氣化爐一臺運行，增加，維修維護和運行成本增加，嚴重制約著(zhù)生提供硫化所需氫氣及硫化氫。買(mǎi)成品硫磺磨碎后，產(chǎn)。經(jīng)多方考察驗證,水煤漿氣化技術(shù)對煤質(zhì)要求以每300t原料煤中加入1t硫磺粉末的比例摻混，較為苛刻,被迫使用陜西神木地區熔點(diǎn)在1150C先用經(jīng) 氮氣加熱爐加熱后的低壓氮氣按不高于30以下的原煤。采用此煤后,灰熔點(diǎn)得到有效控制，C/h 的升溫速率對變換爐進(jìn)行升溫，待床層各點(diǎn).裝置運行逐步趨于穩定，氣化爐運行周期也延長(cháng)到50d。但采用此煤運輸成本較高，每噸原料煤價(jià)收稿A期:2012-04-24;收到修改稿日期:2012 09-05。格高達1 100元左右(到廠(chǎng)價(jià)),增加了甲醇的制造作者簡(jiǎn)介:張建民,男,1972年出生,T程師,1999年畢業(yè)于北京化T.大學(xué)化學(xué)工程專(zhuān)業(yè),現在新能鳳凰(滕州)能源有限公司維成本。為了有效降低生產(chǎn)成本,與華東理工大學(xué)和修車(chē)間從事技術(shù)管理工作。聯(lián)系電話(huà):0632-2225244;E- -mail:水煤漿氣化研究中心等多方共同研究，集中力量jmhgzjm@ 126.com。第6期張建民等.甲醇裝置技術(shù)改造總結385溫度均達到180~220C時(shí), -臺氣化爐以60%(最180~2209時(shí),往系統中加入氫氣,確保人變換爐低)的負荷運行，向變換爐提供所需氫氣及硫化循環(huán)氣中H2含量為25%(干基)左右。開(kāi)始時(shí)二硫氫?；嫉募尤肓靠刂圃?0~30L/h，當變換爐出口2)采用循環(huán)氮氣配氫及二硫化碳進(jìn)行循環(huán)硫H2S含量為1g/m2時(shí)表明已穿透催化劑床層,可適化。用氮氣建立循環(huán)后,按不高于30C/h的升溫當增加二硫化碳的加入量。兩種硫化方法對比如速率對變換爐進(jìn)行升溫，待床層各點(diǎn)溫度均達到表1所示。表1兩種硫化方法對比硫化方法傳統硫化方法創(chuàng )新的硫化方法硫化時(shí)間50 h(且開(kāi)車(chē)7d)40h(不需要開(kāi)車(chē))成本19001原料煤.5t硫磺,總費用約200萬(wàn)元外購氫氣5000m' ,二硫化碳3500kg,總費用在11萬(wàn)左在硫化效果催化劑硫化不徹底,影響催化劑活性不存在交換反應,催化劑硫化后具有高活性安全性.存在著(zhù)帶水、返硫化或氧氣超標、氧化等多種安全隱患過(guò)程影響因素少.可控性好2設備技術(shù)改造EAPL 250K3-315,其流量300m/h、揚程15m、功2.1高 溫熱水泵技術(shù)改造率22kW,有力的提高泵人口壓頭及泵氣蝕余量,試生產(chǎn)過(guò)程中氣化工段6臺高溫熱水泵因振避開(kāi)泵氣蝕點(diǎn)。動(dòng)嚴重超標,引起機械密封泄漏嚴重，最終導致該2)高壓端葉輪加清洗裝置,在葉輪級間節流設備轉子平衡遭到破壞,無(wú)法運行,被迫停車(chē)。高套內增設級間沖洗水系統,沖洗水采用7.9MPa的溫熱水泵是氣化關(guān)鍵設備，該泵采用自平衡式結高壓脫鹽水,用量10m2/h,以改善摩擦件間的運行構,型號SCSZ250-100x8,流量245m/h,揚程760狀況,消除軸向壓差,降低軸向推力,改善軸承工m,效率72%,電機型號YAKK5603-2W ,功率710作環(huán)境。kW,電壓10kV , 傳輸介質(zhì)為灰水(灰水具有腐蝕3)加工軸套外圓尺寸至φ95mm,使軸套與機性，易結垢，含有少量NH、HS .CO2.Cl-固含量械密封靜環(huán)間隙由原來(lái)的0.5mm增大到1.0mm,0.5%) ,輸送介質(zhì)溫度為171 C,進(jìn)口表壓力為0.83保證機械密封在振動(dòng)情況下，也不會(huì )發(fā)生機械密封靜環(huán)與軸套摩擦破碎，避免因大量介質(zhì)泄漏工試運行過(guò)程中,運行負荷偏低,灰水濁度波動(dòng)藝來(lái)不及處理就迅速惡化的情況，最大限度的保較大，導致進(jìn)口壓力(設計壓力0.83MPa)僅能維證機械密封、軸瓦、軸不被損壞,節約檢修費用。持在(0.65+0.5)MPa,而進(jìn)口介質(zhì)溫度基本保持不4)提高泵體內件的耐磨度,在泵級間節流套、變(171C),致使人口介質(zhì)有氣體存在,泵在運行軸套、泵體及葉輪口環(huán)等內件處堆焊司太立合金過(guò)程中發(fā)生氣蝕和磨蝕,最終造成泵運行周期短,材料,提高耐磨等級,從而克服灰水中固體顆粒對運行不穩定,最短的運行時(shí)間僅15d。由于氣蝕發(fā)內件的快速磨蝕。生振動(dòng),導致轉子系統振動(dòng)加劇,現場(chǎng)監測水平方2.2沉降槽底流泵技術(shù)改造.向振動(dòng)值(設計值僅為0.02mm)遠遠大于垂直振沉降槽底流泵是渣水系統主要設備，主要作動(dòng)且達到0.05mm,此時(shí)兩端徑向軸瓦受到嚴重破用是將系統沉降的介質(zhì)輸送至過(guò)濾系統進(jìn)行固液壞且推力瓦完全破壞,最終導致泵運轉工況惡化,分離處理。在試生產(chǎn)過(guò)程中氣化車(chē)間渣水工段2轉子動(dòng)平衡遭到破壞,整個(gè)機組失去平衡,無(wú)法繼臺沉降槽底流泵經(jīng)常出現泵殼嚴重磨損現象,泵續運行,被迫停車(chē)。對高溫熱水泵進(jìn)行解體、測繪運行15d左右泵殼、護板被磨穿泄漏,同時(shí)管道閥發(fā)現,兩端機械密封靜環(huán)粉碎,泵體與葉輪口環(huán)有門(mén)也被磨穿泄漏,平均10d就得安排檢修一次,備偏磨的情況,隔離套磨損嚴重，葉輪及泵體內附著(zhù)件、材料消耗量較大,也影響到灰水系統的濁度,固體顆粒。就上述情況與廠(chǎng)家進(jìn)行多次溝通,最終給整個(gè)生產(chǎn)造成很大被動(dòng)。其設備型號為GLZ65-確認設備破壞的主要原因是氣蝕引起振動(dòng)。制定400,流量為35~40m2/h,介質(zhì)為黑水,配套電機功實(shí)施技改方案如下。率22kW ,轉速1450r/min。針對以上情況,多方考1)優(yōu)化工藝,提高蒸發(fā)熱水塔壓力,讓泵的進(jìn)查論證，決定對該設備增設變頻器控制電機轉速口壓力滿(mǎn)足設計要求(0.83 MPa);增設管道泵.來(lái)調節流量。3862012年第35 卷大氛肥改造后泵的出口壓力完全滿(mǎn)足生產(chǎn)要求,泵行更換,同時(shí)對2臺壓縮機組進(jìn)行大修,合理調整轉速降低后泵內固體顆粒流速降低，減少了介質(zhì)部件安裝公差及裝配精度。檢修完畢后,機組運行湍流,改善了泵內流場(chǎng),降低了泵內磨蝕。流量控穩定,消除了安全和設備隱患。制由原來(lái)的節流控制改為變頻調速控制，將變頻器安裝在配電室內,優(yōu)化控制回路,刪除原回路的3改造效果靜態(tài)中間繼電器，用變頻器的保護功能取代原來(lái)1)氣化爐原料煤優(yōu)化后,工況穩定,灰水系統的電機綜合保護器，利用到現場(chǎng)操作柱的原控制運行穩定;同時(shí)每年每臺爐節約原料煤采購費用電纜改線(xiàn),敷設變頻器到DCS控制室的傳輸、控制約5000萬(wàn)元,雙系統共節約費用約1億元左右。電纜并接線(xiàn),實(shí)現現場(chǎng)開(kāi)停操作、開(kāi)停顯示以及電2)變換升溫還原技術(shù)的優(yōu)化,既能保證硫化流顯示，控制室控制、調速、監控以及緊急停車(chē)的效果,同時(shí)又能節約大量資金。據統計,硫化時(shí)間工藝需求?？晒澥?0h、費用節省約200萬(wàn)元。2.3循環(huán)機技 術(shù)改造3)高溫熱水泵改造后,6臺泵運行正常,運行-期合成系統采用2臺循環(huán)機運行，其型號周期60d以上，完全滿(mǎn)足生產(chǎn)需要，年節約費用為4M25往復式壓縮機,設計循環(huán)量為528 594 m2/150萬(wàn)元。h,實(shí)際運行中循環(huán)量約560000m/h.由于合成系4)沉降槽底流泵技術(shù)改造后,泵的檢修周期統的循環(huán)量過(guò)大，造成合成塔壓差大(0.21-0.22 .延長(cháng)為12個(gè)月,運行穩定,灰水濁度控制在15~20MPa) ,熱量損失增加。改造措施如下。mg/L,穩定了后序工段設備壓濾機的正常運行;設1)優(yōu)化合成系統工藝,將合成系統循環(huán)量降備運行電流由35A降為15A,全年共節電約6萬(wàn)至330000~350000m2/h,與此同時(shí)合成塔壓差減元;材料、備件無(wú)消耗,全年節省費用約30萬(wàn)元。少至0.07MPa,還可以每小時(shí)增加副產(chǎn)中樂(lè )蒸汽5)循環(huán)機優(yōu)化后,通過(guò)電量統計,單臺循環(huán)機約5t。經(jīng)在相同負荷下開(kāi)2臺循環(huán)機與1臺循環(huán)比2臺循環(huán)機每小時(shí)少耗電約為2500kWh,電費機的實(shí)際運行情況比較發(fā)現，停1臺循環(huán)機后粗價(jià)格按0.76元/kWh,每年按8000h計算,年節省甲醇產(chǎn)量變化不大,但大大降低了電能消耗,節省電費為1520萬(wàn)元;合成廢熱鍋爐每小時(shí)多產(chǎn)中壓了循環(huán)水，節約了壓縮機運行費用及備品備件費.蒸汽約為5t，按每噸蒸汽110元，每年按8000h用,故采用了單機運行方式。計算,每年產(chǎn)生效益440萬(wàn)元;一開(kāi)一備,有利于2)解決設備本身問(wèn)題。在設備原始安裝或制降低壓縮機運行費用及備品備件費用，每年估計造過(guò)程中，壓縮機中體和缸體之間的接合面出現節省運行維護費用約為40萬(wàn)元。泄漏,經(jīng)過(guò)多次帶壓堵漏，均不能很好消除系統隱以上項目改造后，每年節約費用約13000萬(wàn)患。利用停車(chē)機會(huì ),對2臺壓縮機的8個(gè)密封面進(jìn)元,效益可觀(guān)。SUMMARY ON TECHNICAL TRANSFORMATIONOF METHANOL PLANTZhang Jianmin, Li Ailing(Xinneng Phenix (Tengzhou) Energy Co. ,Ltd. ,Tengzhou 277527)Abstract : With the technical transformation of the original start -up for production system , productionprocess and some equipment the bottleneck in multi - nozzles in contra-position in coal -slurry pressurized gasi-fication is solved and a great amount of money is saved with a considerable benefit;a solid foundation is laidfor a long term，stable , safe and optimized running at full load.Key words : contra- positive ;viscosity-temperature characteristics quench ring;process burner歡迎投稿、歡迎訂閱、歡迎刊登廣↑告!