低壓合成甲醇若干問(wèn)題的探討

第33卷第7期VoL33№a710年7月阿x2010低壓合成甲醇若干問(wèn)題的探討丁惠平(河南化工技師學(xué)院河南開(kāi)封475002)摘要]介紹了低壓法合成甲醇的工藝原理、工藝流程及設計技術(shù)特點(diǎn)。暴露了開(kāi)車(chē)以來(lái)工藝設計操作與設備等問(wèn)題針對問(wèn)題進(jìn)行了處理取得了較好的效果。[關(guān)鍵詞]低壓甲醇合成:設計特點(diǎn)操作經(jīng)驗;處理方法;問(wèn)題探討[中圖分類(lèi)號]TQ223.121文獻標識碼】B[文章編號]1003-5095(2010)07-005802甲醇系統是以德士古煤氣為原料氣,經(jīng)中溫變耗量降至最低點(diǎn)。并在ND脫硫脫碳后設置了在線(xiàn)分換、NH脫硫脫碳、精脫硫,使總硫≤0.1×10,送往析儀,分析數據在總控制室微機上顯示,便于及時(shí)調甲醇合成工段。采用低壓法合成粗甲醇,合成塔為絕節原料氣的氫碳比,以實(shí)現優(yōu)化控制。熱一管殼型反應器。1.2.2采用西南化工研究院開(kāi)發(fā)的低壓甲醇合成工1化學(xué)反應原理及流程特點(diǎn)藝、華東理工大學(xué)開(kāi)發(fā)的絕熱一管殼型的反應器南1.1反應原理京化工研究院開(kāi)發(fā)的NC306催化劑。其工藝特點(diǎn)是甲醇合成塔管內裝填催化劑管板上部為絕熱層,工藝路線(xiàn)成熟;床層溫度控制均勻;催化劑的選擇性管間為沸騰水,副產(chǎn)蒸汽經(jīng)自調閥減壓后并入1.3MPa好,甲醇收率高;能量回收合理,生產(chǎn)強度髙;操作控的蒸汽管網(wǎng)。催化劑床層溫度的控制是通過(guò)調節飽和制簡(jiǎn)單、方便、可靠;開(kāi)停車(chē)和催化劑裝卸方便。蒸汽的壓力來(lái)現的。在50Ma、220~270℃、有銅1.2.3甲醇合成塔的反應管為φ44,使床層內徑基催化劑的作用下,C0、C2與H2反應生成粗甲醇其與催化劑顆粒直徑之比由傳統的68提高到80,有化學(xué)反應式:利于消除璧效應,反應管數減少27.7%,更有利于合C0+2 H,=CH, 0H+Q成塔的加工與制造。C02+3 H,=CH-OH+H/0+Q2運行期間出現的不正常情況及原因分析與同時(shí)產(chǎn)生副反應:處理方法2c0+4H2=(CH0H02.1催化劑的升溫還原2c0+4H2=CHOH+HΩ400+8H2=COH+3H0催化劑升溫還原過(guò)程中嚴格按照C306型甲CH-OH+n C0+2(r1)H=CHom C00H+ (r1)Ho醇合成催化劑升溫還原方案》執行,以還原出水率來(lái)n C0+2 n H =(CH2n+n H-0控制還原進(jìn)度。整個(gè)過(guò)程歷時(shí)123h,有效升溫還原這些副產(chǎn)物進(jìn)一步進(jìn)行脫水縮合酮化、酯化反時(shí)間約90h,理論出水量5664kg,實(shí)際出水量為應生成烴類(lèi)酮類(lèi)醚類(lèi)、醇類(lèi)等副產(chǎn)物。5995kg,催化劑升溫還原情況詳見(jiàn)表11.2工藝流程的技術(shù)特點(diǎn)表1121甲醇裝置是以德士古水煤漿加壓氣化生產(chǎn)的時(shí)間度B3備注水煤氣為原料氣氣體成分的質(zhì)量好(H2>80%),升溫1430-607.2501.08450然后通過(guò)水煤氣的廢熱鍋爐回收低壓蒸汽通過(guò)調節升溫Ⅱ16460-120370.08200蒸汽的壓力來(lái)控制水汽比,以達到C0的部分變換使升溫12120-17041701.083000之精制氣(2CO2)/(C000)=2.05左右,原料氣的消DHa還原I0.6104~1.01085000斷一次還原Ⅱ收稿日期]201003-31還原Ⅲ中國煤化工589sCNMHGO976 000作者簡(jiǎn)介]丁惠平(970),女高級講師從事化工工藝的還原N0-15教學(xué)與培訓工作第7期丁惠平:低壓合成甲醇若干問(wèn)題的探討催化劑的還原過(guò)程要求升溫平穩、出水均勻,注上部反應熱很快被帶到下部同時(shí)催化劑熱點(diǎn)區域也意保證還原要徹底以保持催化劑的低溫活性和使用由上部向下部移動(dòng)。3)頻繁的開(kāi)停車(chē)對催化劑活性壽命的提高。也有一定的影響,導致熱點(diǎn)溫度下移。因此要嚴格控2.2壓縮機循環(huán)段帶液制工藝指標,盡量減少開(kāi)停車(chē)對催化劑活性的影響。從開(kāi)車(chē)之初合成系統甲醇分離器的分離效果就2.5開(kāi)車(chē)初期的結蠟現象比較嚴不好,主要原因是分離器的容積設計太小,結蠟因素從精餾系統的進(jìn)料及廢水排放來(lái)看,合成系統的是影響分離器的最重要的原因。導致聯(lián)合壓縮機循環(huán)結蠟現象比較嚴重。其主要原因:()與羰基鐵的存在段時(shí)常帶液,有時(shí)帶液比較嚴重,入塔氣中甲醇含量有關(guān)。甲醇生產(chǎn)時(shí)伴有少量的甲酸生成使設備產(chǎn)生腐增加,不僅損害了壓縮機的使用壽命,還造成酸性腐蝕,腐蝕后的鐵質(zhì)與原料氣中的C0反應生成羰基鐵蝕,使得有羰基鐵生成造成副反應增加,導致了烷Fe(CO)帶入催化劑表面使催化劑具備了生成羰基烴、醚類(lèi)、高級醇及其他有機雜質(zhì)的生成。鐵的條件。從生產(chǎn)實(shí)踐得出,催化劑運行的時(shí)間越長(cháng)對于壓縮機帶液,采取降低甲醇分離器液位,適羰基鐵在催化劑上的積累就越多,髙級醇及烷烴(即當降低循環(huán)量的措施來(lái)減少帶液,并把絲網(wǎng)除沫器的石蠟)的生成量隨之增加。因此,甲醇合成壓縮機設降液管進(jìn)行了改造。為了從根本上解決帶液現象擬備與管道應采用不銹鋼材質(zhì)。而河南光山化工廠(chǎng)的甲定在分離器徑向加除沫網(wǎng)或改用高效分離器。醇聯(lián)合壓縮機及管道為碳鋼材質(zhì),具備了結蠟的條2.3與原設計相比,合成塔壓差增大件。外廠(chǎng)的第一爐催化劑結蠟現象嚴重也證明了這原設計合成塔壓差<0.1MPa,而為了保證粗醇點(diǎn)。(2)與合成反應溫度有關(guān)。NC306型低壓甲醇合產(chǎn)量,將合成塔壓差一般控制在0.15~0.20MPa。造成催化劑,由Cu0、Zn0、A12O3NaO等組成,銅基催化劑成合成塔壓差偏大的原因有以下幾點(diǎn):(1)同其他廠(chǎng)中A1、Na等在一定溫度壓力下促成C0與H2進(jìn)行反家的合成塔相比,列管44×2,L=7000mm,列管數應生成石蠟。實(shí)踐證明,在甲醇生產(chǎn)過(guò)程中,合成塔反2292根,長(cháng)出1m,這是壓差大的一個(gè)原因。(2)與應溫度控制得太低,使入塔氣在低于催化劑正?；钚詂0含量過(guò)高有關(guān)。C0含量高,有利于甲醇的合成反溫度的情況下進(jìn)入催化劑層(與入塔預熱器的換熱面應,但同時(shí)也容易在催化劑表面結碳。(3)催化劑的粉積也有關(guān)),生成的粗甲醇中就會(huì )含有大量石蠟。從操沫未吹掃出來(lái),入塔氣的氣量過(guò)大,直接沖擊催化劑作經(jīng)驗看,入塔氣溫度低于200℃時(shí),結蠟現象嚴的表面,再加上列管長(cháng)7m,超過(guò)了最大自由落體高重。因此在實(shí)際生產(chǎn)中應盡量避開(kāi)這一溫度區域,同度5m,易損傷催化劑,進(jìn)一步加大了壓差時(shí)要求操作溫度要與催化劑的活性溫度相適應,這因此,在設計時(shí)應考慮分離器的分離效果,生產(chǎn)點(diǎn)尤其重要。既要保證輕負荷生產(chǎn)的時(shí)間,又盡量利能力及操作費用要統籌考慮,盡量滿(mǎn)足擴能的需要。用催化劑的低溫活性,既能多生產(chǎn)甲醇又要延長(cháng)催化24合成塔熱點(diǎn)下移過(guò)快劑的使用壽命。(3)與合成反應的壓力及空速有關(guān)烴合成塔熱點(diǎn)溫度是指合成塔內反應的床層溫度,類(lèi)生成反應是一個(gè)體積縮小的反應,壓力越高、空速開(kāi)車(chē)初期,合成塔熱點(diǎn)在催化劑列管上部即在測溫越大都會(huì )使合成反應向生成高級烷烴的方向移動(dòng),結點(diǎn)TIR5407處。隨著(zhù)負荷的逐步提升,熱點(diǎn)很快便移臘的幾率也越大?？账倏刂圃?700h左右為宜。到下部TIR5408處,其主要原因:(1)原設計合成塔(4)頻繁的開(kāi)停車(chē)也是造成結蠟的一個(gè)原因。開(kāi)車(chē)投絕熱層裝填催化劑高度為700mm,計劃裝填400m,料階段,合成塔反應溫度還未達到正常操作值和停車(chē)而實(shí)際裝填200m,經(jīng)一段時(shí)間的運行,由于催化劑時(shí)系統置換不徹底,未置換凈的C0、H12通過(guò)合成塔低的收縮導致絕熱層已沒(méi)有催化劑加上開(kāi)車(chē)初期入塔溫反應區易產(chǎn)生石蠟。為此,要求停車(chē)置換要快要徹氣溫度又低于正常觸媒活性催化溫度,所以反應氣達底指標為CO+CO2<0.5%。到TIR5407處溫度不會(huì )太高,使得熱點(diǎn)處于下部取定期煮蠟,以避免循環(huán)段的帶液,減少副產(chǎn)(2)熱點(diǎn)下移過(guò)快與開(kāi)車(chē)初期循環(huán)量過(guò)大有關(guān)。合成物的生成塔內反應氣走向是由塔頂到塔底,循環(huán)量過(guò)大,使得中國煤化工CNMHG