第4期(总第97期)煤化工No 4(Total No 97)2001年11月coal Chemical IndustryNov.2001Lurgi和ICⅠ低压甲醇合成工艺比较刘宏建河南省义马煤气化分公司472300盛于蓝哈尔滨气化厂154800摘要通过对 Lurgi低压甲醇合成工艺和ICI低压甲醇合成工艺的流程情况、床层温度分布状况、催化剂的使用效果及动力消耗进行分析比较认为: Lurgi低压甲醇合成工艺比ICl低压甲醇合成工艺具有更优的技术经济性更有利于发挥催化剂的作用和降低甲醇的生产成本关键词 Lurgi低压甲醇合成工艺ICI低压甲醇合成工艺比较文章编号:10059598(201)04-001802中分类号:TQ546文献标识码:A随着这两种工艺在我国近几十年的推广应用它们在技术方面的差异也日渐显露出来,从前认为化学合成法生产甲醇始于20世纪20年代,此ICI反应器可实现单台大规模生产,Lurg反应器由于后,随着甲醇作为重要化工原料用途的日益拓宽和制造困难而难于放大。现在由于机械制造技术的不断替代日趋紧张的汽油而用作洁净燃料,甲醇在许多改进,国内 Lurgi反应器单台能力已达20万t/a。本国家得以开发、推广和应用,工业合成甲醇的工艺技文将着重从这两种工艺的流程情况、床层温度分布术得到了迅猛发展,并日趋成熟特别是20世纪60状况、催化剂的使用效果及动力消耗等方面进行分年代中期以后,为了降低甲醇生产的投资降低生产析比较和初步探讨。过程中的动力消耗、实现较温和的生产操作条件、改善粗甲醇的质量和降低生产成本,人们成功研制了两种工艺的比较低压合成甲醇的铜基催化剂,实现了高压合成法向低压合成法的转变,并使低压合成工艺得到迅速发1.1流程的比较lCI低压甲醇合成工艺和 Lurgi低压甲醇合成低压法合成甲醇生产工艺始于1966年,由英国工艺在流程上的不同点主要在于两种工艺所采用的帝国化学工业(C)公司开发,简称CI低压甲醇合反应器不同床层温控方式也不一样,从而导致合成成工艺;随后当时的西德鲁奇( Lurgi)公司于1971塔床层温度分布有很大差别,具体示于图1。年开发了另一种低压法合成甲醇工艺,简称 Lurgi低压甲醇合成工艺。这两种低压法合成甲醇工艺便成了以后低压合成甲醇的主要工艺。我国从20世纪第一层70年代以来所建的甲醇装置主要采用这两种工艺,如四川维尼纶厂和哈尔滨气化厂建的CI低压甲醇合成装置;在齐鲁二化、濮阳和安阳等地相继建成了第四层urgi低压甲醇合成装置。220℃260℃收稿日期:2001-06-28作者简介:刘宏建,男.1968年4月出生,工程师,1991年毕中国煤化上示意图及业于齐齐哈尔轻工学院,现主要从事化工生产工作CNMHG2001年1l月刘宏建等: Lurgi和ICI低压甲醇合成工艺比较·191.1.1CI低压甲醇合成工艺合成塔部分的流程示1.3两种工艺中催化剂使用效果的比较于图1经过换热后的入塔气与一部分未经换热的冷在低压法合成甲醇工艺中,合成塔床层温度及激气混合后温度在220C左右,从合成塔上部进入其分布是影响催化剂使用效果的重要外因之-,温第一反应床层在催化剂作用下合成甲醇,反应放出度过高易使催化剂晶粒粗化,活性降低而过早老化的热量使气体升温到260℃左右,离开第一段催化温度过低则会使催化剂的活性得不到有效的发挥。床层后,与第二层的冷激气混合,混合气的温度在ICI低压甲醇合成工艺中合成塔床层温度随床220C左右并进入第二层催化床继续反应,如此循层高度的变化而不同,催化剂床层温度波动较大这环,进入第三第四反应床层。从合成塔出来的气体一特点也就决定了:(1)不同床层高度的催化剂活性进入换热器加热入塔气后,经甲醇冷凝器、分离器分不同,催化剂的整体活性不能有效发挥、催化剂的时离甲醇后大部分循环使用,小部分作为驰放气。空产率低,经济效益低;(2)不同床层高度的催化剂1.1.2urgi低压甲醇合成工艺合成塔部分的流程老化失活的程度与速度不同,不利于保护和延长催示于图2化剂的使用寿命,催化剂的有效利用率低而在Lurg低压甲醇合成工艺中,由于合成塔整个催化剂床层温度平稳均匀,并由合成塔壳程的水所产中压蒸汽来调节控制因而具有如下优点(1)便于整炉催化剂催化作用最大限度的发挥,时空产率高,经济效益好;(2)当催化剂使用到中期和后期时,其活性有所降低,这时可通过提高合成塔壳程所产中压蒸汽压力来适当提高反应床层温度,从而提高催化剂的活性,延长催化剂使用寿命1.4出塔气中甲醇含量和粗甲醇质量的比较在ICI低压甲醇合成工艺中,由于催化剂的催化作用受床层温度波动的影响和冷激气分层加人所图2 Lurgi工艺合成塔部分的流程示意图及产生的稀释效应,原料气的单程转化率低,出塔气中合成塔内温度分布图的甲醇含量只有3%~4%,而且温度的波动使得经换热后的入塔气温度为225℃,直接从上部副反应增加粗甲醇质量下降进入合成塔的反应管内在催化剂作用下发生反应在 Lurgi低压甲醇合成工艺中,由于反应温度平生成甲醇,反应过程中放出的反应热被合成塔壳程稳,催化剂的作用得到很好发挥,原料气的单程转化中的水汽化产生中压蒸汽带走,反应后的气体进入率得以提高出塔气甲醇含量一般达到5%~7%,换热器加热入塔气后经甲醇冷凝器、分离器分离甲而且副反应少,粗甲醇质量较好。醇后,大部分循环使用,小部分作为驰放气1.5两种工艺动力消耗的比较.2两种工艺合成塔中温度分布及工况比较CI低压甲醇合成工艺中,由于原料气的单程转1.2.1在CI低压甲醇合成工艺中,由于冷激气的化率低,为了有效地利用原料气及减少驰放气排放分层加入,在整个反应床层中的温度呈现较大范围波量,这就要求生产中必须有很大的循环气量;而Lu动的特点触煤初期,床层温度210C~240C,后期gi低压甲醇合成工艺中,单程转化率较高,要求的循控制在240℃~270℃。具体如图】所示。而且由于环气量就比ICI低压甲醇合成工艺少得多,具体比用四股冷激气来控制床层温度实际难于操作,易出较如下现超温或垮塔现象。ICI低压甲醇合成工艺中循环气:新鲜气1.2.2 Lurgi低压甲醇合成工艺中,合成塔为管壳10:1式管程为反应催化床层,反应热被壳程中的水汽化tu中国煤化工环气:新鲜气产生中压蒸汽带走,生产过程中可通过控制所产中=5:CNMHG压蒸汽压力来调节催化床层温度,反应温度易控制,由于lCI低压甲醇合成工艺要求的循环量比径向温差5C左右轴向(除反应器入口外)几乎没 Lurgi低压甲醇合成工艺多,这就决定了其生产过程有温差。转第22页)煤化工2001年第4期经过多组数据的试验和分析,最后确定配合煤的最大平均反射率R灬在1.05~1.15之间标参考文献:差在0.28~0.32之间时,可使我厂焦炭质量M稳L]」薛峰主要炼焦煤对焦炭质量的影响及要求「].煤定在%~79%;M稳定在6.5%~8.0%。化工,2000,(4);51~53[2]乔宏芳,白雪峰用V,RmS配煤之实践[J].燃料与3结语化工,2000,(2):69[3]线葵娟,贾建成,路继民,煤岩分析在焦化生产中的应用[J]燃料与化工,2010.(2):79~80配煤理论决定配煤参数;配煤参数决定焦炭质::::》8》》》》》}》;》}》(上接第19页)2.2 Lurgi低压甲醇合成工艺比ICI低压甲醇合成中的动力消耗比 Lurgi低压甲醇合成工艺要大;且工艺可更有效地提高产品质量和原料气的单程转化有关设备管道的尺寸也要比urgi低压甲醇合成工率艺的大,其一次性投资也要比Lurg低压甲醇合成2.3L.urgi低压甲醇合成工艺比ICl低压甲醇合成工艺多工艺动力消耗低,生产成本也较低2.4 Lurgi低压甲醇合成工艺还能利用反应热副结论产中压蒸汽,能量的利用比ICI低压甲醇合成工艺更为有效2.1 Lurgi低压甲醇合成工艺反应床层的温度比2.5Cl法最大的特点是合成塔结构简单,材料没ICI低压甲醇合成工艺的床层温度更易于控制和调有特殊要求,设备易制造;而Lurg甲醇合成塔管材节,并且反应床层温度的分布也更合理因而催化剂采用双相不锈钢,加工较复杂活性高,时空产率比1CI法高一倍左右。··公··命·,·······。合:吣·全国大型合成氨装置第十五届技术年会在山西天脊集团隆重召开全国大型合成氨装置第十五届技术年会于2001年10月26日至28日在山西天脊煤化工集团公司隆重召开。出席本届技术年会的140多名代表来自全国22个大化肥企业、14个设计研究院和公司以及中石化,中石油机关中国化工信息中心等单位,此次会议介绍了当前国内外化肥生产和市场形势,重点分析研讨了我国加入WTO中国放开化肥市场后大氮肥行业面临的新情况、新问题和应对策略是当前我国化肥领域中一次具有深远意义的重要会议这是新世纪大氮肥行业的第一次盛会与会代表就原料和产品结构调整思路、改造方案以及如何深化改革、转机建制、提高企业在市场经济中的克争能力,以求在全球经济一体化进程中继续生存与发展等问题进行了交流与讨论。交流了近两年各企业的生产经营情况;重大技改技措项目的实施情况和运行实效:主要动静设备、DCS系统和常规仪表的运行维护和更新改造情况。各企业的代表们还认真剖析了近两年发生的典型重大事故挖掘了事故发生的根源提出了具体防范措施。代表们认为,在目前化肥市场不旺、企业实施全面改革、人员橢减职工思想波动的实际情况下,更要高度重视安全生产,严格管理,加强教育认真落实各项规章制度和操作规程,确保装置安全稳定运行与会代表在天脊煤化工集团公司现场生产装置区域实地考察过程中国煤化工公司林德、托普索法国液空公司等国家引进专利技术和先进生产设备、年产30万吨大CNMHG与该公可专业技术人员对尚属世界上首例鲁奇大型加压气化炉用于大型合成氨装置的加压气化系统、低温甲醇洗系统、液氮洗系统等方面的技术问题进行了深人探讨,从中借鉴该公司对这套达产达标合成氨装置的技术创新举措和管理先进经验

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