甲醇系统扩能改造总结

第32卷第4期化工设计通讯Vol 32 No. 42006年12月Chemical engineering design Communications甲醇系统扩能改造总结周广梅孙西英孙岩1.兖矿国泰化工有限公司山东滕州2775272.兖矿鲁南化肥厂山东滕州27527)摘要论述了兖矿鲁南化肥厂以原有装置为依托利用压缩机、循环机和甲醇精馏的富余能力在甲醇合成系统增加部分设备实现从100k/a增产到130k/a的目的投资少经济效益好关键词甲醇扩能改造中图分类号TQ223.121文献标识码:文章编号1003-6490(200604-0018-03醇精馏的富余能力在甲醇合成系统增加部分设备实工程概况现增产的目的。兖矿鲁南化肥厂的80ka甲醇装置是我国以德2工艺流程士古煤气为原料气自行设计和建造的第一套大型甲醇装置,该装置由西南化工研究院提供低压甲醇合2.1净化部分气体流程成及甲醇精馏工艺技术"基础设计原化工部第一设水煤浆加压气化制得德士古水煤气经过氨净化计院承担施工设计。该装置以德士古煤气为原料经变换、NHD脱硫脱碳制得脱碳气其中H,98.18%,中温变换NHD脱硫脫碳、精脱硫后使总硫质量分CO:0.7%、CO2:0.2%取10000-20∞00m°/h输数<0.1×10-°送往甲醇合成工段采用5.0MPa低送至甲醇净化系统脱碳后与甲醇净化气经部分变压法合成粗甲醇合成塔为绝热一管壳型″反应器,换、有杋硫水解、NH脱硫脱碳后的气体混合经精于2000年6月建成实现了化工投料试车的一次成脱硫后制得(H2-CO2)(CO+CO2)=2.05~2.15功且在投产后4个多月内达到了设计能力,产品质的精制气即新鲜合成气。氢碳比采用变换系统加设量达到了美国AA级标准。经过工程技术人员的努副线的方法控制变换系统CO的含量。工艺流程如力该系统2002年实际生产能力已达100kt/a图1所示。为了适应市场的需要实现合成氨装置与甲醇装2.2合成部分流程置的柔性操作与效益最大化我厂决定扩大生产规净化来的新链合成气,经压缩机加压至模使甲醇的生产能力达到130kt/a。本次系统增产5.15M中国煤化工成塔内进行反应出改造的原则是原流程不做大的变动基于从合成氨净CNMHG化脱碳后调来一部分氢气利用压缩机、循环机和甲收稿日期2006-05-31作者简介凋广梅1980-)女山东泰安人2003年毕业于江苏省广播电视大学环境工程系助理工程师主要从事化工安全和环境技术管第4期周广梅孙西英孙岩押醇系统扩能改造总结气化来水煤气氨净化变换工序脱硫工序甲烷化去氨合成去甲醇合成醇净化变换工序悦硫工序脱碳工序精脱硫图1净化部分气体示意图塔气体经冷凝后分离的粗甲醇最后经三塔精馏得到的方式(新增主要设备见表1)气体以自然分配的方≥99.85%的精甲醇。新合成部分采取与老系统并联式进入两合成塔工艺流程如图2所示气包预热器合成塔水冷器压缩机分离器新分离器新预热器新合成塔新水冷器新气包图2甲醇合成部分示意图表1甲醇扩产改造新增设备表废锅的换热面积一定的情况下副产蒸汽的压力越低设备名称数量/台规格及尺寸/mm备注材料则水气比越低,但受到0.4MPa蒸汽管网压力的影甲醇合成塔dl800×10600×36筒简体13 MnNiMol响水气比已到调节低限。现提高一氧化碳的方法是封头15 ArMoR筒体15 ArMoR通过配一变换炉副线使部分气体不经变换炉。为了入塔气预热器1d850×15370×22封头15 ArMoR保证炉温在变换炉上层新加2mQCS-01催化剂。筒体16MnR包1d1200×3880×25以上改造保证了生产甲醇所需的一氧化碳。封头16MnR3.2提高精脱硫剂硫容甲醇水冷器1470×8180×8(上下两组)封头235-13内衬Crl8N9精脱硫槽是保证精制气总硫含量的最后一道工甲醇分离器161800×8830×(34+5)筒体16MnR/321封头6MnR/321序两台精脱硫槽內装有EF-2型精脱硫剂各1.2t喷射器喷射管20R其中有效成分为Fe2O3·H2O。只有在停车状态下才甲醇水洗塔1d325×8200×12筒体Crl8N9能进行常规再生操作采用加入空气法还原出活性铁封头组分。精脱硫剂的硫容设计值为15%,但在生产中发现其使用硫容远达不到设计值3改进措施为了提高精脱硫剂的硫容降低精制气中总硫含量我们在常温水解槽前加配2.5MPa的饱和蒸汽管3.1提高变换部分CO含量线中国煤化工另一方面也可以为精水煤浆气化制取的水煤气含有大量的水蒸气水脱硫相CNMH的湿度;另外新上1台气比在1.1~1.4时经部分变换将水煤气中的水蒸空气压缩机其出口管线配接在精脱硫槽的入口管线气冷凝副产蒸汽后进入变换炉通过调节入变换炉上空气随着原料气进入2台精脱硫槽。通过改造提的水气比来调整变换后的一氧化碳含量λ变换炉水高了硫容使单位精脱硫剂的脱硫量大大增加延长气比低则变换炉出口一氧化碳含量高。而在变换气其使用寿命。化工设计通讯第32卷3.3并入新合成塔高由于精馏系统能力所限甲醇废水甲醇含量仍有甲醇合成塔采用华东理工大学、西南化工研究超标现象,下一步准备对精馏两主塔进行填料改造,院、北京化工大学共同研究开发的绝热-管壳式反应以提高处理能力器管内装填催化剂管板上部为绝热层管间为沸腾3.6两塔气量分配问题水利用反应热副产中压蒸汽通过调节饱和蒸汽的两塔并联运行后由于触媒使用处于不同时期老塔为中期新塔刚开始使用触媒层温度分布老塔压力来控制催化剂床层温度,甲醇合成压力在偏高情况基本正常。但从两塔气量分布来看在正5.0WPa,反应温度在220~260℃。新合成塔为常生产和新触媒升温还原时新塔空速是老塔的1.7dl800mm绝热-管壳式反应器与原d2800m合倍~2倍表现出气量分布不均的现象。在两塔同时成塔并联配套新增汽包、水冷器和分离器等设备。装填新触媒升温还原时受喷射器气量的影响新塔新塔下部封头装d25mm的耐火球1.425dl0mm的升温速度较快还原时两塔温度也不太一致除受喷耐火铝球1.073t采用南京化工研究院开发的NC307射器影响外与触媒本身还原产生的热量有关可以催化剂其外观为两端是球面的黑色圆柱体,直径通过调节喷射器的大小来控制但还原的进程与空速5mm高度4~5mm含有CuO54.54%、ZnO19.6%,有很大的关系必定一塔先于另一塔完成这可以通另有Al2O3和少量石墨列管装催化剂12.65t装填过延长还原时间分析合成塔进出口氢气含量来判断体积8.43m3绝热层上表面距管板250mm。是否还原完毕。3.4回收甲醇吹除气原设计甲醇合成水洗塔弛放气的洗涤液来自精4生产运行情况馏排放槽经过水洗塔送往精馏汽提塔回收粗甲醇我们将洗涤液改去甲醇合成膨胀槽作为甲醇精馏的扩产以后从氨净化调过来的氢气量在12000~补水既便于甲醇精馏的经济运行,又节省了投资。16000m3/h,为了防止氢气倒流在配氢管线上安装同时将从水洗塔岀的甲醇吹除气CO+H2>86%),两道止逆阀,并提高氨净化操作压力在(2.10±利用水洗塔(4.0MPa)与氨净化系缭≤2.75MPa)的0.05)MPa将甲醇净化接氬处压力控制在(1.95±压差由直接放空改送合成氨净化变换系统降低了0.05)MPa操作另设流量联锁当氢气量低于1500甲醇的消耗m(标)时自调阀切断配氢。为保证合成甲醇所需3.5改造精馏塔CO水煤气副线中气量一般控制在3000~4000m3我厂甲醇精馏为国产单系列节能型三塔精馏流程生产美国AA级精甲醇。其三塔的作用分别为h可通过分析出变换气中CO含量来调节副线开度。预塔是脱除甲酸甲酯、二甲醚、丙酮等轻组分杂质加甲醇合成系统压力稳定在4.5-4.56MPa最大新鲜压塔采用加压精馏增加粗甲醇的挥发度采出部分气量可达50km3/h合成塔入塔气量在290km3h左精甲醇加压塔和常压塔的作用是脱除H0、乙醇等右放空气则维持在1600~200m°h范围内触媒重组分以获得高质量的甲醇产品。加压塔和常压塔温度分布均匀系统运行平稳,改造前后生产运行数的协调操作是控制水含量的关键所在。据见表2产品质量都在国优指标之内μ甲醇的消耗在改造中我们用天大天久的规整板填料对原塔指标(见表3)处于历史最佳状态。板进行了改造。通过改造精甲醇的水溶性大大提存刊有供fH中国煤化工CNMHG本刊有自1975年创刊以来的少量过刊及合订本欢迎有需要者联系订购。联系电话们731-560396013974864498E-mailjgsjtx@263.net联系人李金阳《化工设计通讯》编辑部第4期周广梅孙西英孙岩押醇系统扩能改造总结表2改造前后生产运行数据日期负荷入塔气量入塔气成分/%催化剂床层温度/℃系统压力合成塔压差粗甲醇产量T5406T15407189364176387产前扩产后1921439.594865944398067498262764288.4l497982738894.55143注扩产后的负荷为总新鲜气但两塔床层温度由于触媒使用处于不同时期故有偏差,表3产品消耗情况精醇产量粗醇产量/t电耗单耗/kWht循环水单耗/m3·t-1软水单耗/t蒸汽单耗/副产蒸汽/扩产前330.538.90.860.75扩产后506.44541.94172.3543.740.950.750.845结论此日产量计算年产甲醇可望达到160kt电单耗比以前减少20kWh蒸汽单耗比以前减少0.15tt。本次扩产改造后甲醇的最高产量达到506.8d,平扩产改造建设周期短投资少收益率高,la即可收均产量为490t/d此比设计的450t/d高出了8.9%按回投资并创造可观的经济效益《化工设计通讯》征稿启事《化工设计通讯》系国内外公开发行的全国性科及上、下角标等,易混淆者尤应注明。技期刊。主要报道化工产品的设计、科研、生产、建设、6、务请注意参考文献著录格式规定(注意标技改、教学等方面的新工艺新技术、新设备、新材料点符号的规定使用主要栏目设计总计、氮肥技术、化肥工业、化工7、保守国家机密。凡涉及原化工部《保密范设备、生产技术、技改节能、应用探讨、学术研究、三废围》和国家有关规定者,作者单位应进行保密审治理、事故分析、无机化工、石化技术、信息报道、产品查,并加盖单位公章。介绍等。8、请作者详细注明通讯地址、邮编、单位名称主要特色以化肥及无机产品为主化工工艺为联系电话,简历(包括姓名、出生年月、性别籍贯、民龙头兼顾化工设备、给排水、环保、自控、电气、暖通、族、何年毕业于何学校及专业、职务与职称所从事的项目信息报道等主要工作和研究方向),并提供近期1寸黑白免冠登来稿要求和注意事项记照片(要求整洁清晰彩照亦可川张,以供刊用。1、文稿要求內容充实、准确可靠、文字精炼实用9、请勿一稿两投;一般情况下会在2个月内有性强。每篇以3000~5000字为宜。回复,投稿6个月未收到用稿通知,作者可自行处2、文稿要求打印在A4白纸上,亦可抄写在16理;未登稿件在作者要求之下可退稿;来稿一经发开单面方格稿纸上字迹清楚,书写正整本刊恕不受表,当按规定付给稿酬。理复印件同时请提供电子版稿件。稿件亦可通过电子邮件或传真发来3、所有文稿务请写出中、英文摘要(50~200字)E-mail:hgsjtx@263.net和关键试3~8个),如不会英文编辑部可翻译。文560(@cing.com.cn章的引言内容宜控制在300~400字。中国煤化工4、文中的单位,务请使用法定计量单位。如系CNMHG13974864498非法定计时单位时,务请换算为法定计量单位,并地址:长沙币韶山甲路398号《化工设计通一律使用国际通用符号。对不常使用的量和单位讯》编辑部请用括号注明名称。邮编:410007联系人:李金阳体、大、小写,黑、白体,英、俄、希腊文种,以