煤制甲醇裝置改造與優(yōu)化

總第162期山西化工Total 1622016年第2期SHANXI CHEMICAL INDUSTRYNo.2,2016專(zhuān)題討論DOI:10.16525/. cnki. cn14-1109/tq.2016.02.20煤制甲醇裝置改造與優(yōu)化連雅(山西潞安煤基清潔能源有限責任公司,山西長(cháng)治046200摘要:以煤制甲醇裝置的改造優(yōu)化為對象展開(kāi)探究,結合具體的工程項目,分析了煤制甲醇裝置運行中存在的不足及其原因,針對性提出相應的改造措施,并對措施實(shí)施后的效果進(jìn)行分析,希望能夠為同類(lèi)項目的建設提供一定借鑒與參考,關(guān)鍵詞:煤制甲醇;裝置改造;效果分析中圖分類(lèi)號:TQ53文獻標識碼:A文章編號:1004-7050(2016)020067-03裝置進(jìn)行改造優(yōu)化,項目技術(shù)人員經(jīng)過(guò)不斷地摸索引言實(shí)踐,采取了一系列有效措施解決了制約高效生產(chǎn)甲醇作為常見(jiàn)的化工原料不僅能夠用于生產(chǎn)醛的瓶頸問(wèn)題,消除潛在安全隱患。截止目前,煤制甲類(lèi)、醚類(lèi)等重要化合物,更是一種可直接利用的清潔醇裝置運行狀態(tài)良好,各組成部件均維持在90%以能源2。就當前我國能源結構特點(diǎn)及能源需求現上的高負荷運動(dòng),各指標亦滿(mǎn)足設計需求狀而言,發(fā)展甲醇制造產(chǎn)業(yè),將其作為一種新興清潔蒸汽蒸汽能源,降低社會(huì )對石油的依賴(lài)已成為能源行業(yè)的必汽包排汽包排污然趨勢。而我國作為一個(gè)多煤少氣缺油的國家,大鍋爐給水爐給水力推動(dòng)煤化工產(chǎn)業(yè),促進(jìn)煤制甲醇工藝的不斷進(jìn)步,馳放氣成為我國現代多元化能源戰略的必由之路36閃蒸氣項目概述新鮮氣粗甲醇至精餾某在建煤制醇項目設計產(chǎn)能為180萬(wàn)t/a,項目1,7一汽包;2-1合成塔;3一水冷器;4—循環(huán)氣壓縮機于2014年10月正式投料試車(chē),12月產(chǎn)出合格甲醇5一空冷器;6—2#合成塔制品。整個(gè)煤制甲醇裝置主要包括氣化裝置、凈化圖1甲醇項目合成流程示意圖裝置、甲醇合成裝置及硫回收裝置4個(gè)裝置。甲醇2煤制甲醇裝置改造與運行情況生產(chǎn)流程示意圖如圖1所示。整個(gè)煤制甲醇裝置其工藝流程的設計、各生產(chǎn)2.1氣化爐預熱水系統改造設備的選型、機電控制方案的制定等雖均經(jīng)歷了嚴1)問(wèn)題分析格的檢驗但投入運行一年多以來(lái),也暴露出諸多設在系統初始設計中,氣化爐烘爐時(shí)期,預熱水泵計不足、潛在不安全因素以及制約高負荷生產(chǎn)的影自渣池渣倉取水并將其送入激冷水管線(xiàn),經(jīng)過(guò)濾器響要素。針對這些問(wèn)題與不足,為更好地對煤制醇后進(jìn)人氣化爐激冷環(huán),最后,再經(jīng)由鎖斗流回渣池渣倉內。但渣倉內留存有大量灰塵雜質(zhì),這些雜質(zhì)會(huì )隨著(zhù)水循環(huán)進(jìn)入激冷水過(guò)濾器中并逐漸集聚,最終收稿日期:201602-21作者簡(jiǎn)介:連雅,男,1980年出生,2005年畢業(yè)于中國石油大學(xué)(北引起過(guò)濾器堵塞,導致氣化爐運行時(shí)的激冷水量不京)石油工程專(zhuān)業(yè),助理工程師,主要從事煤化工方面工竹足,限制裝置魚(yú)并減少氣化怕的運行時(shí)間中國煤化工CNMHGsxhxgy@163.com第36卷2)改造措施量的調控滿(mǎn)足合成氣時(shí)氫碳比的需求。由于整個(gè)變如圖2所示,放棄通過(guò)原預熱流程進(jìn)行烘爐水換過(guò)程復雜且漫長(cháng),在開(kāi)車(chē)時(shí)應當先開(kāi)啟導氣暖管,循環(huán),鑒于渣池泵泵送能力不足,在渣池泵出口管線(xiàn)但由于變換爐電動(dòng)閥上游管線(xiàn)加熱時(shí)間較長(cháng),粗煤處增加預熱水泵。在烘爐時(shí)通過(guò)預熱水泵將渣池渣氣流經(jīng)該段區域時(shí)會(huì )產(chǎn)生熱凝液,從而對管線(xiàn)造成倉內的水通過(guò)預熱水泵送至新增的沉降槽中進(jìn)行固定的腐蝕,同時(shí)冷凝液還會(huì )隨著(zhù)變換爐的導氣作液的沉降分離,沉降槽中固含量相對較小的上層灰業(yè)進(jìn)入變換爐內部,從而對催化劑造成損害。此外,水溢出至灰水槽后經(jīng)由灰水泵輸送至激冷水過(guò)濾,變換爐入口處溫度處于不可控狀態(tài),這使得變換爐再通過(guò)過(guò)濾裝置后送入氣化爐激冷環(huán),實(shí)現烘爐時(shí)床層溫度極難做到人為調控。期的預熱水循環(huán)2)改造措施在變換爐入口閥前及變換爐出口閥后分別增設根直徑26mm的管線(xiàn),將其作為變換爐的副線(xiàn)。3)效果分析增設變換爐副線(xiàn)后,變換單元的開(kāi)車(chē)導氣操作獲得極大的改善與簡(jiǎn)化,不僅開(kāi)車(chē)導氣的耗時(shí)縮減近3h,而且也大幅節約了開(kāi)車(chē)費用。同時(shí),變換爐導氣時(shí)有效地避免了冷凝液進(jìn)入變換爐內部破壞催化劑。此外,副線(xiàn)的增設亦有助于對爐口處的溫度1—氣化爐;2—激冷水過(guò)濾器;3一渣池;4—預熱水泵;5—渣池泵進(jìn)行調節,使得變換爐床層溫度變得可控6一洗滌塔;7—沉降槽;8一灰水槽;9—灰水泵2.3甲醇合成塔溫度控制改造圖2氣化爐烘爐流程示意圖1)問(wèn)題分析3)改造效果甲醇合成裝置自投料使用以來(lái),甲醇合成塔上通過(guò)改造后激冷水過(guò)濾裝置開(kāi)車(chē)前的堵塞問(wèn)部催化劑床層存在局部溫度過(guò)高的現象最高時(shí)床題得到很好改善,并使氣化爐運行周期由原本的不層溫度可達310℃,系統穩定裝填后,1#塔上部熱足20d增長(cháng)至近40d。與此同時(shí),預熱水泵出口同點(diǎn)溫度始終維持在299C~304℃,一且系統負荷渣池泵出口管相互聯(lián)通后,不僅有助于烘爐中的熱進(jìn)行調整,其溫度極易升至310℃以上,使得系統負水排放而且一定程度上增大了渣池泵的備用,使得荷一度無(wú)法實(shí)現增長(cháng)。操作控制方法得到了加強。2)原因分析2.2變換爐進(jìn)、出口改造圖4所示為甲醇合成塔結構圖,其屬于典型的1)問(wèn)題分析徑向流反應器蒸汽上升式合成塔,催化劑處于反應變換爐單元流程如圖3所示。自氣化裝置出來(lái)器殼側。合成作業(yè)時(shí),合成氣由反應器底部中心管的粗煤氣一部分經(jīng)由廢熱鍋爐降溫、冷凝、分離后(均勻分布有分配孔保障氣體均勻進(jìn)入)進(jìn)入合成塔經(jīng)由變換爐變換配氣,并通過(guò)對向變換爐的送氣流后沿徑向自?xún)认蛲饨?jīng)過(guò)反應器的催化劑床層;鍋爐水先通至反應器底部,然后自下而上運動(dòng),并部分氣中的的的化以帶走甲醇合成時(shí)產(chǎn)生的熱。由于合成塔上部不具備開(kāi)孔收集裝置,熱氣體先向下折流經(jīng)過(guò)中、下部目15新增副線(xiàn)1—一換熱器1/2;2一廢熱鍋爐2;3—分離器2;4一廢熱鍋爐3;5—廢熱鍋爐4;6—分離器3;7—廢熱鍋爐5;8-分離器4;9—換熱器4/5;10一廢熱鍋爐1;11一分離器1;12—粗煤氣預熱器;13—換熱器3;14—變換爐;15一洗氨塔中國煤化工圖3變換爐流程示意圖CNMHG2016年第2期連雅:煤制甲醇裝置改造與優(yōu)化催化劑后才能進(jìn)入收集器并排除塔外。這使得氣體1#塔入口溫度,以增強下部床層反應速度,將反應在合成塔中、上部的滯留時(shí)間較長(cháng),加之催化劑周?chē)饕S持在中、下部進(jìn)行,減小頂部熱生成未布設換熱列管,導致反應熱的帶出速度相對較慢通過(guò)逐項實(shí)施措施,合成塔頂部溫度基本維持存在熱量積累超溫的情況。在290℃以下,確保了整個(gè)煤制甲醇過(guò)程的順利工藝方面的影響因素:①氣體合成過(guò)程中引起進(jìn)行速度過(guò)快導致合成氣快速進(jìn)入,在催化劑表層發(fā)生3總結合成反應,進(jìn)而生成大量熱,且無(wú)法及時(shí)移出,使得床層超溫;②氣體構成成分對合成塔床層溫度的影煤制甲醇作為煤炭深層開(kāi)發(fā)利用的重要方向之響。系統進(jìn)行負荷調整時(shí),新入氣體中CO2含量不一,不僅是提升煤炭經(jīng)濟價(jià)值的重要手段,更是實(shí)現穩,時(shí)高時(shí)低,當其含量較低時(shí)CO與H2反應加能源清潔利用、達成環(huán)境保護目標的必要保障。我劇,引起催化劑床層溫度過(guò)高。③合成塔內惰性氣們應當積極總結以往工程項目經(jīng)驗教訓,通過(guò)新技體體積分數控制過(guò)低(低于8%),使得催化劑在初術(shù)新手段的研發(fā),更好地推動(dòng)煤化工產(chǎn)業(yè)發(fā)展,充期反應時(shí)活性較大,導致反應劇烈,生成大量熱,床分發(fā)揮我國煤炭資源豐富這一優(yōu)勢,為我國經(jīng)濟的層溫度超溫持續高速發(fā)展和國家現代化建設提供充足的能源3)改造措施保障。①控制引起速度,逐步提升合成系統壓力,確保參考文獻合成氣體緩速進(jìn)入合成塔,逐步進(jìn)行甲醇合成反應,并逐步加大負荷,確保塔內始終處于平穩狀態(tài),避免[1]王建輝.煤制甲醇裝置汽系統的優(yōu)化與改進(jìn)[J,大反應熱的快速集聚。氮肥,2015,38(5):305-309②合成系統選用防喘振閥或通過(guò)調控壓縮機轉[2]易洪民煤制甲醇合成裝置改造與優(yōu)化[冂].化工設計速的方式對入口處壓力進(jìn)行控制,確保系統壓力始通訊,2015,41(1):41-44.終平穩同時(shí)配合凈化裝置將CO2體積分數始終[31同晉慧媒制甲醇工藝研究化工管理,214(8):維持在3%左右,避免催化劑溫度過(guò)高。[4]程東風(fēng),王成,史彥輝.60萬(wàn)t/a煤制甲醇項目存在的③鑒于催化劑使用初期活性良好,應將此時(shí)合問(wèn)題及優(yōu)化[].廣東化工,2014,41(11):145-146,151成系統中惰性氣體的體積分數維持在10%左右,以[5]韓燕.某廠(chǎng)煤制甲醇工藝中低溫甲醇洗裝置的改造及避免甲醇合成反應的過(guò)度進(jìn)行,維持床層的合理優(yōu)化研究[D].大連:大連理工大學(xué),2014溫度[6]李雪冰.180萬(wàn)ta甲醇裝置運行總結[冂.化肥設計④當出現熱點(diǎn)溫度降低的情況,應當適時(shí)提升2013,51(4):28-31Modification and optimization of coal-tor-methanol plantLIAN Ya( Shanxi Lu'An Coal-Derived Clean Energy Co., Ltd, Changzhi Shanxi 046200, ChinaAbstract: Taking the transformation and optimization of the coal-tormethanol plant as research subject, and combined with thespecific construction project, this paper analyzes the insufficiency existed in the operation of coal-to-methanol plant and its reasons, puts forward corresponding improvement measures, and describes the effect after the implementation of the measuresproviding certain reference for construction of similar projectsKey words: coal-to-methanol; equipment modification: effect analysis中國煤化工CNMHG