1.6MPa甲醇合成系統設計運行總結

第3期(總第112期)煤化工No.3(Total N.112)2004年6月.Coal Chemical IndustryJun.20041.6MPa甲醇合成系統設計運行總結湯海琦(山西原平化學(xué)工業(yè)集團有限責任公司,原平034100)摘要對國內首家1.6MPa單醇合成系統的設計運行進(jìn)行了總結。該裝置利用了拆遷的舊聯(lián)醇設備進(jìn)行優(yōu)化設計。簡(jiǎn)述了工藝流程,介紹了甲醇合成工段主要設備由來(lái).分析了系統存在的問(wèn)題并提出對策。生產(chǎn)中實(shí)現了合成尾氣的回收利用。關(guān)鍵詞1. 6MPa甲醇合成設計運行問(wèn)題探討文章編號:1005-95981 2004 )-03-0048-02中圖分類(lèi)號:70223.12* 1文獻標識碼:B原平化工集團有限責任公司10萬(wàn)t/a甲醇合成對應1個(gè)φ800mm塔，兩臺5r對應另一個(gè)φ800mm系統是利用原北京化工實(shí)驗廠(chǎng)拆遷的舊聯(lián)醇設備設塔。5臺循環(huán)機用聯(lián)通總管連通,以備每套系統互相倒計的1. 6MPa單醇合成系統。整個(gè)工藝是以J-28型氣車(chē)互為備用或調節氣量供任一合 成塔使用?；癄t生產(chǎn)的水煤氣為原料，氣量為26 00m*/h,經(jīng)栲..4 節能措施膠脫硫.全低溫變換、復合催化熱鉀堿脫碳、有機硫水本裝置設計中,在水冷器的上部利用循環(huán)使用的解以及活性炭精脫硫工藝使總硫含量≤0. lmg/m3 送軟水回收出甲醇合成塔氣體的熱量,去加熱甲醇精餾往甲醇合成工段，采用C301甲醇觸媒合成粗甲醇。工段中預塔的塔底料液，以減少精餾系統蒸汽的消2002年12月投產(chǎn)?，F就甲醇合成系統的設計運行情耗。況作一總結介紹。2甲醇合 成工藝流程簡(jiǎn)述1甲醇合 成工藝流程特點(diǎn)從壓縮機來(lái)的新鮮氣分兩路分別進(jìn)入1*.2* 濾油1.1合成 系統選擇器,濾油器分離油后進(jìn)人新鮮氣總管,分4路分別進(jìn)甲醇合成為4套系統,φ100m塔兩套,φ800mm人1*~4*甲醇合成塔?，F以1*合成塔為例說(shuō)明單塔流塔兩套,4套均成獨立系統設計，并考慮了φ1 00mm塔與φ800mm塔串聯(lián)操作,以使觸媒在反應的前后期充分利用，提高生產(chǎn)能力,增加經(jīng)濟效益。新鮮氣1.2 合成壓力的選擇本裝置設計壓力為1. 6MPa,因原聯(lián)醇系統甲醇合成放空氣壓力為1. 3MPa,放空氣可直接送人原聯(lián)醇系口日尾氣去聯(lián)鵬入口統甲醇合成入口,減少氣體再進(jìn)壓縮機升壓及有效氣威出口的損失;在開(kāi)車(chē)初期，催化劑活性較好，當放空氣中柬放氣去四段入口CO、CO2較少時(shí),尾氣也可與聯(lián)醇系統尾氣混合去銅洗。1.3循環(huán)機配置本裝置共設計5臺循環(huán)機,其中2臺TG450型透粗甲醇平循環(huán)機各對應兩個(gè)φ1 00m塔.1臺512循環(huán)機1-壓縮機2-循環(huán)機3-油水分離器收稿日期:2004-02-094-合成塔5- 水冷卻器作者簡(jiǎn)介:湯海琦,女, 1965年生, 1989年畢業(yè)于太原理T6-甲醇分離器7- 甲醇中間槽大學(xué),工程師,現從事化工工藝設計及技術(shù)改造工作。圖1 甲醇合成工藝流程示意圖2004年6月湯海琦:1.6MPa甲醇合成系統設計運行總結程:新鮮氣和1"循環(huán)機出口氣體匯合,分4路進(jìn)氣進(jìn)甲醇分離器共4臺,規格為φ800mmx 5060mm,均人1#合成塔，從塔頂進(jìn)入的3路進(jìn)氣分別為主線(xiàn)氣由32MPa氨合成分離器改造而來(lái)。和兩個(gè)冷激氣,從塔底進(jìn)人的為冷副線(xiàn),兩路冷激氣4.3水冷器分別從一、二菱型分布器進(jìn)人觸媒層。主線(xiàn)氣沿塔壁水冷器4臺,其中8排9列套管式2臺,8排6列進(jìn)入塔底換熱器和合成氣換熱后與冷副線(xiàn)匯合進(jìn)入套管式2臺,換熱面積分別為254m2和169m2。冷管束換熱后進(jìn)入中心管,然后進(jìn)人觸媒層。合成氣從塔底出來(lái)進(jìn)入冷卻器，冷卻后再進(jìn)人甲醇分離器，5問(wèn)題探討及對策從甲醇分離器頂部出來(lái)的氣體-部分進(jìn) 人透平機入口，一部分進(jìn)人尾氣放空氣總管去聯(lián)醇人口或出口。1.6MPa單醇系統為全國首家獨創(chuàng ),該裝置在開(kāi)車(chē)甲醇分離器分離下的甲醇液體減壓后進(jìn)人粗甲醇中.過(guò)程中,催化劑裝填以及升溫還原嚴格按照南化集團間槽,然后去甲醇精餾工段,中間槽弛放氣回到壓編公司研究院《C301甲醇合成催化劑升溫還原方案》進(jìn)4段人口,見(jiàn)圖1。行，該系統在2002年12月份實(shí)現了一次開(kāi)車(chē)成功。因造氣產(chǎn)氣量不足,共開(kāi)3個(gè)塔運行,其中開(kāi)兩個(gè)φ13氣體成分000mm塔,-一個(gè)φ800mm塔。φ100m塔整個(gè)還原過(guò)程歷時(shí)65h,有效升溫還原時(shí)間為56h,累計出水量為3.1新鮮氣成分2.1t,與理論出水量基本一致。在試生產(chǎn)運行期間因φ800mm塔阻力過(guò)大,出現內件壓扁事故,被迫將該塔表1 新鮮氣成分停運。另外因儀表液位失靈發(fā)生中間貯槽串氣至甲醇| H2/% C0/% C02/% N2/% CH,+Ar/%總硫/mg.m3 H:C精餾段粗甲醇常壓貯槽事故。系統存在的問(wèn)題主要有68-7020-262~8 10~14 <0. 5<0.12. 3~2.5以下幾方面。5.1 人塔新鮮氣中N2含量高達10%~14%， 使壓縮機3.2入塔氣成分五段人口壓力高,至今未能徹底解決。表2入塔氣成分5.2分離器因內件和筒體全部為舊設備，體積偏小，H2/% C0/%C02/% N2/% CH,+Ar/%H:C使循環(huán)氣帶液嚴重,循環(huán)機跳車(chē)頻繁。784.0 0. 8125. 212-165.3 合成塔壓差大,使觸媒粉碎,帶人系統。5.4 水冷卻器軟水循環(huán)部分水量不足,產(chǎn)生氣化,致3.3出塔氣成分管道振動(dòng)。后改為預熱脫鹽水補充水量,供鍋爐給水，表3出塔氣成分%充分回收熱量。H2CO2CH,+ArH2O5.5 在觸媒生產(chǎn)初期,尾氣中C0含量符合銅洗入塔8.60.212.85. 50. 6氣成分要求，為此將尾氣總管又配到聯(lián)醇出口總管上,使尾氣既可到聯(lián)醇入口,又可到聯(lián)醇出口,并在尾.氣總管上增加了C0、CO2分析表,根據分析表數據隨時(shí)4甲醇合成工段主要設備調節尾氣的去向,方便操作。5.6在冬季運行期間,因室外溫度低,甲醇中間貯槽4.1 甲醇合成塔弛放氣中所夾帶的甲醇氣冷凝,產(chǎn)生帶液情況。合成塔為φ1 00mmx 15 400nmm兩臺，觸媒筐為三套管式帶兩段冷激型,觸媒裝填量為4. 3m' ,塔內換綜熱器面積為365m2,冷管傳熱面積為36.5m2,內裝電加熱器功率為500kW;另有φ800mm合成塔兩臺,內件為本工程從設計至一次開(kāi)車(chē)成功歷時(shí)不足一年。合帶一段冷激的三套管式,觸媒裝填量為2. 4m',塔內換理利用了舊設備、舊管道、舊儀表。工藝流程簡(jiǎn)捷,裝熱器面積為206m2,冷管換熱面積為44m',內裝電加熱置布局緊湊,操作控制方便,并利用了原來(lái)的舊廠(chǎng)房，器功率為500kW。以上4臺甲醇合成塔均為北京實(shí)驗節省了大量的投資。經(jīng)過(guò)不斷的完善,將創(chuàng )造更好的化工廠(chǎng)由氨合成塔改造而成。效益。4.2甲醇分離器(下轉第52頁(yè))