从联醇生产到合成气醇烃化精制新工艺

小氮肥设计技术005年第26卷第2期q少少少少必分小少必必必必少必少少必必少少必少少少必少必从联醇生产到合成气醇烃化精制新工艺钱佩刚湖南安淳高新技术有限公司410015)6①亦办小小①办办①办办必办小办办办办办办小办办小办办办办必办办办办摘要阐述净化新工艺与联醇的有机结合关键词联醇醇烃化净化工艺联醇生产源于我国氮肥行业,它是利用氮毒害物质,在补入气中须将CO、CO2降到“微肥生产过程中少量的CO、CO2与H2合成为甲量”级水平。在20世纪90年代以前,合成气醇,是氮肥企业节能增效、调整产品结构、增CO、CO2的净化工艺主要有三种:低温甲醇洗加强企业抗风险能力的一种生产工艺。它虽然液氮洗工艺,深度变换加甲烷化工艺,铜液洗涤经历了几起几落的发展过程,但随着原料气工艺。这三种净化工艺因净化度的差异,投资的脱硫技术的发展,反应催化剂的改进,联醇企差异及其它工序所能配套的条件差异等等,依业生产经验的积累以及近几年能源的紧张引序分别以大、中、小氮肥企业采用较多。在20世起的甲醇销售市场的持续红火,联醇生产作纪90年代初期,氮肥行业开发出了“合成氨原为一种投资少、见效快、效益大、风险小的生料气双甲精制工艺”,即以甲醇化串甲烷化精制产工艺得到了很大的发展与普及,也成为了合成氨原料气(简称“双甲工艺”),并实现了工我国氮肥企业调整产品结构,寻求经济增长业化生产,通过了原化工部组织的科技鉴定,获点的首选工艺。得了国家发明专利。90年代中、后期,为满足用众所周知,氨是H与N2在催化剂作用下户对提高甲醇生产能力的要求,“双甲工艺”提合成的,而合成氨的原料气中不仅有H2、N2,还升为可调醇氨比的“双甲工艺”,即双醇化串甲有CH4、CO、CO2等,CO、CO2是氨合成催化剂的烷化,见图1半水煤气匚半脱硫中变}低变}“变脱}脱碳放空4蒸汽氨合成[甲烷化[2醇化1"醇化脱硫中液氨粗醇高温水图1可调氨醇比的双甲流程(醇产量较大“双甲工艺”较低温甲醇洗加液氮洗工艺衰1双甲工艺流程与铜洗流程的费用比较表具有流程装置简单、投资节省的优势;较“深单价①度变换加甲烷化工艺”可显著降低能耗;较项目名称(元A8)吨消耗运行费吨氨消耗运行费铜液洗涤工艺”显著节省运行费用、净化度中国煤化工0000高且环保洁净。双甲工艺与铜洗工艺费用比较CNMHG 0见表1冰醋酸0.240.00第2期钱佩刚:从联醇生产到合成气醇烃化精制新工艺续表(2n+1),+nCO=CnHo+nH20单价①铜洗2nH+nCO=CnH,+nH,0项目名(元g)吨氨消耗运行费吨氨消耗运行费2nH2+nCO= CnH2mz0+(n-1)H20蒸汽0045350157500.00(3n+1 )H2+ CO=CnHo2+2nH20电(kwh)2025120.8302011.61290“醇烃化工艺”中烃化流程与“双甲工艺冷却水(t)1.0025219221.92中甲烷化流程基本类似,烃化较甲烷化在工业甲烷化催生产中具有如下优点:①烃化生产烃类物质0000.0210.462(C5以下醇烃类物质),高压常温下冷凝分离,酹催320.14448合成氨系统放空量减少,可增产合成氨2%合计86.2929763%;②在醇化出口CO、CO2同样指标下,烃注:①计算单价为200年的物质单价,现时可根据化耗氢较甲烷化少(少30%以上);③烃化操具体情况进行变更②含铜洗和烃化的冰机电耗作温度较甲烷化低60-80℃,烃化反应床层更由上表可见双甲或醇烃化工艺的初略计算易维持自热操作;④烃化催化剂活性温区宽,的运行费用将显著降低。吨氨降低~56.53元。不易烧结、老化,使用寿命长;⑤烃化催化剂价醇烃化工艺”是“双甲工艺”的升级技术,技格便宜;⑥甲醇在烃化塔内无逆反应发生;⑦术的关键是以烃类催化剂取代甲烷化催化剂,甲甲烷化系统操作失误存在剧毒物质羰基镍的烷化、烃化化学反应式如下安全隐患,不利于安全生产。“醇烃化工艺”在甲烷化反应式2004年初召开的国家科技大会上被国务院授C0+3H2=CH++H20予2003年度国家科学技术进步二等奖,亦被CO2+4H2=CH+2H,0评为国家重点环境保持A类实用技术。醇烃烃化反应式:化示意流程图见图2送合成中国煤化工图2醇烃化示意YHaCNMHG1蒸汽发生器2热交3水冷4分离器5蒸汽加热器(与1同一外壳)6循环机7高压机小氮肥设计技术2005年第26卷醇烃化工艺”就是甲醇化串烃化净化精近20年内得到了快速发展,工业化成果显著。制合成气新工艺。“醇烃化工艺”中的甲醇化这其中有技术上的优势,也有许多经验的积累是否和联醇生产是一回事呢?其实是反应原理专业化策划与设计有工艺流程的优化,有设备样,工艺流程类似,工艺设置的目的不结构优化,有工艺指标的科学制定,直至工程投样,工艺指标控制不同。联醇生产是以产醇为运后的检修与维护等均在工程设计的考虑范主要目的,附带起净化作用(降低工艺气中围。在技改工程中采取专业化策划与设计可少CO、CO2含量),而甲醇化刚好相反,是以净化走一些弯路,可节省工程投资,技改工程更有可为主要目的,附带产甲醇。目的不一样,工艺靠保证。指标的设置大不一样,生产操作相应也有区第四,还须选好“醇烃化工艺”中的几个别:联醇关心系统进口的CO、CO2指标及反应反应器。“醇烃化工艺”系统均可分为反应系器内反应热是否能移走、不超温,甲醇化关心统、热回收系统、分离系统三个子系统进行研系统出口的CO、CO2指标及反应器内反应热究,而反应系统是中心,反应器更是中心的中是否够维持床层温度平衡;联醇关心的是这一心。因为醇烃化的反应器既要保证CO、CO2炉催化剂能产多少醇(生产强度问题),甲醇有很高的转化率,又要能保证反应器床层维化关心的是这一炉催化剂能用多长时间(使用持温度平稳;而且,反应器阻力也是越低越寿命问题)。好目前,氮肥行业联醇生产十分普及。“醇烃化从联醇生产到合成气醇烃化精制新工工艺”不仅是节能降耗显著的先进工艺,亦是氮艺,体现了由“点”(内件)到“局部”(合成塔、换肥行业环境保护的大势所趋。怎样将联醇生产改热器等的关联优化);再由“局部”到“整个合成为“醇烃化工艺”呢?净化系统”的优化。这个过程是氮肥行业工艺技首先,要摒弃强化产醇的观念。联醇企业绝术的进步与发展。合成气醇烃化精制新工艺是大多数是以小氮肥为基础发展起来的企业,这些有利于氮肥企业节能降耗,增产增收,更是造福企业发展初期因家底薄,竟争激烈,大多以强化于社会的优异技术。氮肥企业无论是否有联醇生产达到节能降耗的目的。如压缩机打气量超额装置,只要条件许可,淘汰“铜洗”走“醇烃化工定能力50%-60%;高压系统压力、压差指标极限艺”的路子,定能取得很好的经济效益和积极的运行;催化剂频繁更换等等。拼机械,拼设备,这社会效益。样的生产方式是只看眼前,不计长远的观念,安全意识淡薄,不是科学的发展观。因此,要科学规参考文献划摒弃短期行为满足长周期、安全、稳定生产1冯元琦主编联醇生产北京:化学工业出版社,19,第二版运行的大局。2谢定中合成氨原料气双甲精制新工艺与深度低变甲烷化的比较化肥工业,1998(5其次,科学地、经济地制定好醇氨比,将产醇3谢定中合成氨原料气醇烃化净化精制工艺2004年全国甲醇与净化有机结合起来,经济化运行。联醇企业醇产技术及市场信息交流会论文集470氨比的确定牵涉到造气、变换等各工序,也影响徐京磐等甲醇的有关工程技术问题综述,2004年全国甲醇到合成氨的产量,只有以经济化为权衡点来设置生产技术及市场信息交流会论文集醇氨比,明确了目标,才能优化工艺指标作出系5梅安华主编小合成氨厂工艺技术与设计手册北京:化学工业出版社,1995统化的配置。版社,2002第三,专业化策划与设计。“双甲工艺”自提中国煤化工期:2005-02-16)出到工业化实施,直到升级为“醇烃化工艺”,在CNMHG