甲醇装置技术改造总结

2012年12月大氛肥Dec.2012第35卷第6期Large Scale Nitrogenous Fertilizer IndustryVol.35 No.6甲醇装置技术改造总结张建民,李爱玲(新能凤凰(滕州)能源有限公司,山东滕州277527)摘要:通过对生产系统原始开车、生产工艺、设备等多方面的技术改造,解决对置式多喷嘴水煤浆加压气化的瓶颈,节约了大量资金,效益可观;同时也为装置实现安稳长满优运行奠定了坚实的基础。关键词:对置式黏温特性激冷环 工艺烧嘴新能凤凰(滕州)能源有限公司是新奥集团股解决气化炉适宜原料问题。份有限公司控股的子公司，总投资近40亿元,规对周边、国内同类型生产厂家原料煤调研,结模为2套年产36万吨甲醇的大型煤化工项目。该合王家塔煤种情况，有针对性的对当地煤、神木项目以煤为原料,采用华东理工大学“对置式多喷煤、渝阳煤进行筛选,选择灰熔点较低的原料煤进嘴水煤浆加压气化”专利技术,于2010年投产。利行煤浆浓度试验，再对优化后的煤种进行煤种黏用2a多时间对装置创造性地进行技术改造,主要温曲线的试验，并从数十个煤样中确定2~3个适涉及工艺、设备、环保、节能等方面,解决了关键性宜与王家塔煤进行配比作为原料煤试验煤种，经的技术问题，使装置实现了安稳长满优运行。反复论证和试验，最终确定为陕西榆阳煤和内蒙古王家塔煤,两种煤按1:1混合。该方案实施后气1工艺技术改造化炉氧煤比降低，燃烧室温度降为1 200~1 250C,1.1 气化炉原料煤优化炉壁温度符合工艺要求,运行周期延长到90d;气装置原设计原料煤种为当地高硫煤，灰熔点化炉冷态检查一切正常，工艺烧嘴再也没有烧失高达1400C以上,从华东理工大学对所用煤作的现象,烧嘴寿命延长,下降管和激冷环也没有变形黏温特性来看，炉温只有控制在1450C以上,炉或烧环等现象。气化炉运行状况已经达到国内同内熔渣的黏度才能降到25Pa.s以下,以满足正常类企业较好水平。排渣要求。此时气化炉的操作温度要高达1450~1.2变换升温还原技 术优化. 1 500C,对设备、耐火衬里要求较高,运行周期仅2009年,为了确保工程按计划顺利投料,采用能维持在10d左右,经常伴随气化炉炉壁超温、烘外购氢气、二硫化碳的方法对变换催化剂提前进顶温度超温、渣口压差增大、4台工艺烧嘴及下降行升温硫化。管和激冷环被烧坏等恶性循环事故，开停车次数1)采用传统方法硫化,需要气化炉一台运行，增加，维修维护和运行成本增加，严重制约着生提供硫化所需氢气及硫化氢。买成品硫磺磨碎后，产。经多方考察验证,水煤浆气化技术对煤质要求以每300t原料煤中加入1t硫磺粉末的比例掺混，较为苛刻,被迫使用陕西神木地区熔点在1150C先用经 氮气加热炉加热后的低压氮气按不高于30以下的原煤。采用此煤后,灰熔点得到有效控制，C/h 的升温速率对变换炉进行升温，待床层各点.装置运行逐步趋于稳定，气化炉运行周期也延长到50d。但采用此煤运输成本较高，每吨原料煤价收稿A期:2012-04-24;收到修改稿日期:2012 09-05。格高达1 100元左右(到厂价),增加了甲醇的制造作者简介:张建民,男,1972年出生,T程师,1999年毕业于北京化T.大学化学工程专业,现在新能凤凰(滕州)能源有限公司维成本。为了有效降低生产成本,与华东理工大学和修车间从事技术管理工作。联系电话:0632-2225244;E- -mail:水煤浆气化研究中心等多方共同研究，集中力量jmhgzjm@ 126.com。第6期张建民等.甲醇装置技术改造总结385温度均达到180~220C时, -台气化炉以60%(最180~2209时,往系统中加入氢气,确保人变换炉低)的负荷运行，向变换炉提供所需氢气及硫化循环气中H2含量为25%(干基)左右。开始时二硫氢。化碳的加入量控制在20~30L/h，当变换炉出口2)采用循环氮气配氢及二硫化碳进行循环硫H2S含量为1g/m2时表明已穿透催化剂床层,可适化。用氮气建立循环后,按不高于30C/h的升温当增加二硫化碳的加入量。两种硫化方法对比如速率对变换炉进行升温，待床层各点温度均达到表1所示。表1两种硫化方法对比硫化方法传统硫化方法创新的硫化方法硫化时间50 h(且开车7d)40h(不需要开车)成本19001原料煤.5t硫磺,总费用约200万元外购氢气5000m' ,二硫化碳3500kg,总费用在11万左在硫化效果催化剂硫化不彻底,影响催化剂活性不存在交换反应,催化剂硫化后具有高活性安全性.存在着带水、返硫化或氧气超标、氧化等多种安全隐患过程影响因素少.可控性好2设备技术改造EAPL 250K3-315,其流量300m/h、扬程15m、功2.1高 温热水泵技术改造率22kW,有力的提高泵人口压头及泵气蚀余量,试生产过程中气化工段6台高温热水泵因振避开泵气蚀点。动严重超标,引起机械密封泄漏严重，最终导致该2)高压端叶轮加清洗装置,在叶轮级间节流设备转子平衡遭到破坏,无法运行,被迫停车。高套内增设级间冲洗水系统,冲洗水采用7.9MPa的温热水泵是气化关键设备，该泵采用自平衡式结高压脱盐水,用量10m2/h,以改善摩擦件间的运行构,型号SCSZ250-100x8,流量245m/h,扬程760状况,消除轴向压差,降低轴向推力,改善轴承工m,效率72%,电机型号YAKK5603-2W ,功率710作环境。kW,电压10kV , 传输介质为灰水(灰水具有腐蚀3)加工轴套外圆尺寸至φ95mm,使轴套与机性，易结垢，含有少量NH、HS .CO2.Cl-固含量械密封静环间隙由原来的0.5mm增大到1.0mm,0.5%) ,输送介质温度为171 C,进口表压力为0.83保证机械密封在振动情况下，也不会发生机械密封静环与轴套摩擦破碎，避免因大量介质泄漏工试运行过程中,运行负荷偏低,灰水浊度波动艺来不及处理就迅速恶化的情况，最大限度的保较大，导致进口压力(设计压力0.83MPa)仅能维证机械密封、轴瓦、轴不被损坏,节约检修费用。持在(0.65+0.5)MPa,而进口介质温度基本保持不4)提高泵体内件的耐磨度,在泵级间节流套、变(171C),致使人口介质有气体存在,泵在运行轴套、泵体及叶轮口环等内件处堆焊司太立合金过程中发生气蚀和磨蚀,最终造成泵运行周期短,材料,提高耐磨等级,从而克服灰水中固体颗粒对运行不稳定,最短的运行时间仅15d。由于气蚀发内件的快速磨蚀。生振动,导致转子系统振动加剧,现场监测水平方2.2沉降槽底流泵技术改造.向振动值(设计值仅为0.02mm)远远大于垂直振沉降槽底流泵是渣水系统主要设备，主要作动且达到0.05mm,此时两端径向轴瓦受到严重破用是将系统沉降的介质输送至过滤系统进行固液坏且推力瓦完全破坏,最终导致泵运转工况恶化,分离处理。在试生产过程中气化车间渣水工段2转子动平衡遭到破坏,整个机组失去平衡,无法继台沉降槽底流泵经常出现泵壳严重磨损现象,泵续运行,被迫停车。对高温热水泵进行解体、测绘运行15d左右泵壳、护板被磨穿泄漏,同时管道阀发现,两端机械密封静环粉碎,泵体与叶轮口环有门也被磨穿泄漏,平均10d就得安排检修一次,备偏磨的情况,隔离套磨损严重，叶轮及泵体内附着件、材料消耗量较大,也影响到灰水系统的浊度,固体颗粒。就上述情况与厂家进行多次沟通,最终给整个生产造成很大被动。其设备型号为GLZ65-确认设备破坏的主要原因是气蚀引起振动。制定400,流量为35~40m2/h,介质为黑水,配套电机功实施技改方案如下。率22kW ,转速1450r/min。针对以上情况,多方考1)优化工艺,提高蒸发热水塔压力,让泵的进查论证，决定对该设备增设变频器控制电机转速口压力满足设计要求(0.83 MPa);增设管道泵.来调节流量。3862012年第35 卷大氛肥改造后泵的出口压力完全满足生产要求,泵行更换,同时对2台压缩机组进行大修,合理调整转速降低后泵内固体颗粒流速降低，减少了介质部件安装公差及装配精度。检修完毕后,机组运行湍流,改善了泵内流场,降低了泵内磨蚀。流量控稳定,消除了安全和设备隐患。制由原来的节流控制改为变频调速控制，将变频器安装在配电室内,优化控制回路,删除原回路的3改造效果静态中间继电器，用变频器的保护功能取代原来1)气化炉原料煤优化后,工况稳定,灰水系统的电机综合保护器，利用到现场操作柱的原控制运行稳定;同时每年每台炉节约原料煤采购费用电缆改线,敷设变频器到DCS控制室的传输、控制约5000万元,双系统共节约费用约1亿元左右。电缆并接线,实现现场开停操作、开停显示以及电2)变换升温还原技术的优化,既能保证硫化流显示，控制室控制、调速、监控以及紧急停车的效果,同时又能节约大量资金。据统计,硫化时间工艺需求。可节省10h、费用节省约200万元。2.3循环机技 术改造3)高温热水泵改造后,6台泵运行正常,运行-期合成系统采用2台循环机运行，其型号周期60d以上，完全满足生产需要，年节约费用为4M25往复式压缩机,设计循环量为528 594 m2/150万元。h,实际运行中循环量约560000m/h.由于合成系4)沉降槽底流泵技术改造后,泵的检修周期统的循环量过大，造成合成塔压差大(0.21-0.22 .延长为12个月,运行稳定,灰水浊度控制在15~20MPa) ,热量损失增加。改造措施如下。mg/L,稳定了后序工段设备压滤机的正常运行;设1)优化合成系统工艺,将合成系统循环量降备运行电流由35A降为15A,全年共节电约6万至330000~350000m2/h,与此同时合成塔压差减元;材料、备件无消耗,全年节省费用约30万元。少至0.07MPa,还可以每小时增加副产中乐蒸汽5)循环机优化后,通过电量统计,单台循环机约5t。经在相同负荷下开2台循环机与1台循环比2台循环机每小时少耗电约为2500kWh,电费机的实际运行情况比较发现，停1台循环机后粗价格按0.76元/kWh,每年按8000h计算,年节省甲醇产量变化不大,但大大降低了电能消耗,节省电费为1520万元;合成废热锅炉每小时多产中压了循环水，节约了压缩机运行费用及备品备件费.蒸汽约为5t，按每吨蒸汽110元，每年按8000h用,故采用了单机运行方式。计算,每年产生效益440万元;一开一备,有利于2)解决设备本身问题。在设备原始安装或制降低压缩机运行费用及备品备件费用，每年估计造过程中，压缩机中体和缸体之间的接合面出现节省运行维护费用约为40万元。泄漏,经过多次带压堵漏，均不能很好消除系统隐以上项目改造后，每年节约费用约13000万患。利用停车机会,对2台压缩机的8个密封面进元,效益可观。SUMMARY ON TECHNICAL TRANSFORMATIONOF METHANOL PLANTZhang Jianmin, Li Ailing(Xinneng Phenix (Tengzhou) Energy Co. ,Ltd. ,Tengzhou 277527)Abstract : With the technical transformation of the original start -up for production system , productionprocess and some equipment the bottleneck in multi - nozzles in contra-position in coal -slurry pressurized gasi-fication is solved and a great amount of money is saved with a considerable benefit;a solid foundation is laidfor a long term，stable , safe and optimized running at full load.Key words : contra- positive ;viscosity-temperature characteristics quench ring;process burner欢迎投稿、欢迎订阅、欢迎刊登广↑告!