甲醇合成工艺系统升温操作的改进

河南化工HENAN CHEMICAL INDUSTRY2008年第25卷甲醇合成工艺系统升温操作的改进魏素敏(中原大化集团有限责任公司,河南濮阳457004)摘要:简要介绍了托普索甲醇合成工艺系统流程,分析其升温操作中存在的问题,提出改进措施,缩短了开车时间,减少了合成气的放空损失,节约了大量蒸汽。关键词:甲醇;合威;升温操作;改进措施中图分类号:TQ23.121文献标识码:B文章编号:1003-3467(2008)12-002803河南省中原大化集团有限责任公司煤化工50热器08F003和2进气/换气换热器08E002中被预万va甲醇项目于2008年5月底正式建成试产。热。混合后的合成气被送至甲醇反应器08R,在该装置利用目前世界上先进的壳牌粉煤加压气化技此氢、一氧化碳、二氧化碳按下列反应式转化为甲术产生的粗合成气,经过宽温耐硫变换工艺,将部分醇一氧化碳变换为二氧化碳;采用德国鲁奇公司的低CO2+3H2一→CH3OH+H2O+102.5kJ/mol温甲醇洗净化技术脱除硫化氢和二氧化碳,然后进Co +2HCH,OH+115.6 kJ/ mol入甲醇合成系统进行化学反应生成甲醇。甲醇合成甲醇合成塔为沸水反应器,通过调节锅炉水/蒸技术采用了丹麦托普索的低压合成工艺,托普索公汽混合物的压力很容易地控制壳侧的冷却温度。合司开发的甲醇合成催化剂MK-12具有较高的稳成塔产生的蒸汽被送出界区。反应器出来的合成气定性和选择性,系统单程转化率较高整个寿命期内体被分为两股物流,它们分别在1和2进/出气换副产品生成很少。由于催化剂的高活性和在闪蒸部热器08F001和08E02中被冷却。两路物流混合分产品损失的减少,可得到更多的甲醇产品。副产后在3进气/出气换热器08F0,脱盐水预热器品的减少同时降低了甲醇精加工系统——精馏的操08E004及最终冷凝器08F005中进一步地冷却和冷作成本。凝。粗甲醇在高压分离器08D001中被分离,并送甲醇合成工艺流程叙述往低压分离器08D002。新鲜合成气中含有少量的惰性气体,为了防止这些气体在合成回路中积累,从从前系统低温甲醇洗来的合成气在两段合成气回路中弛放一定量的气体。弛放气在高压分离器体压缩机07K001中被压缩。为了确保在下游硫保080001下游被排出此处的情性气体浓度最高。弛护器08R0中的COS的水解在进入1进气出气放气排放后来自ogDo的合成气通过循环气压换热器08F0前,压缩的合成气与一小部分高压缩机07K002环至08F003流程详见下页图1。锅炉给水混合。通过与甲醇反应器08R001中出口气体换热,合成气在1进气出气换热器08E001中2甲醇合成工艺系统的升温流程被预热。预热后的合成气被送至硫保护器08R002,甲醇合成系统在初次开车前需对合成催化剂进在此,COS和H2S按下列反应被去除:行升温、还原。在以后的长期停车后的再开车要求Cos+H2O→CO2+H2S对系统进行升温,确保合成塔、硫保护器08R001/2H2S+ZnO一H2O+Zns的催化剂在接受工艺气时处于正常工作状态。来自循环压缩机07K002的循环气与来自硫保该系统在正常运行过程中,升温管线GEP护器08RO0的合成气混合之前在3进气出气换08011的西道止阅中间的一道排放中国煤化工收稿日期:2008-09-27CNMHG作者简介:魏素敏(1971-),女,工程师从事工艺技术管理工作,电话:(0393)8958570第12期魏素敏:甲醇合成工艺系统升温操作的改进08E00307K0028ROOT08Ro0208E00408E005E001注:虚线为改造前的升温线L图1改造后的工艺流程示意阀与合成气机组07K00高压缸出口隔开,以避免到1”进出气换热器08F001管侧,这样来自合成气合成气进入回路。在开车需对回路进行升温时,启机组循环段07KO02、经08B001壳程到硫保护器动合成气压缩机,高压缸出口阀XV0700关闭,打08R002的气体会被加热,达到给08RO02升温的目开GEP-08011/12-12”上的两道截止阀、关闭两阀的。中间的排放阀,1"进出口换热器08F001、硫保护器08R00串人回路。通过合成气机组循环段0Wm3存在问题分析建立循环,达到给合成系统升温的目的。升温操作开车前对包括合成塔08R001、硫保护器如下08RoO2在内的合成系统进行升温时,通过合成气压①启动合成气机组,关闭新鲜段07K001到合缩机的循环段07K002与合成回路建立循环来进成回路的出口阀Xvo7002,打开合成气压缩机循环行。从07K002出来的循环气分为两路:一路经3段07K002进出口阀门XV07003/4。07K002出口到进出气换热器08F003、甲醇合成塔出口2进出气换1进出气换热器08F001入口管线GEP-08011-热器08F002,然后进入合成塔,该管线尺寸为18",12″-C24-N的盲板扳至通的位置,打开管线上的且管路中无阀门节流,流程顺畅,阻力较小;另一路两个截止阀。通过循环段07K002建立循环,氮气循环气经过升温管线GEP-08011/12-12”,经1·进循环量至少达到15000Nm3/h(合成气压缩机/循出气换热器08E01、脱硫槽08R002,然后进入合成环段、回路用氮气升压到0.4MPa)。②检查汽包回路,达到对硫保护器08R002升温的目的。第二08D003是否充锅炉给水到最低液位。为了避免系回路中,08R002床层相对换热器来说阻力较大,而统中过热或水击,确保蒸汽在08001里冷凝,用高且该设备前后有两个截止阀、一个止逆阀、一个调节压蒸汽通过HG-08002-3″-F34-I管线上的3”阀,理论上该流程中的管线设备阻力较大。实际运阀给汽包升压到大约1.5MPa。③投运开工蒸汽喷行时,循环气绝大部分从第一回路经过第二回路中射器08J001,锅炉给水下降经过甲醇合成塔基本没有气体通过,达不到给脱硫槽08R002升温08R001开工喷射器08001又回到合成塔的顶部,的目的。形成一个循环回路。继续加热,水将开始通过上升要使温度升到设计要求的180~210℃,需要的管到汽包、通过下降管到合成塔,形成了自然循环,时间是近60h。利用原设计的流程进行升温,开车达到给甲醇合成塔08Rl升温的目的。④在系统时间较长。另外合成气机组运转所用中压蒸汽耗升温的过程中汽包的压力也应随之上涨,以使喷射量为30-35Uh,能源浪费极大。器出口温度总是比沸点至少低25℃。汽包升温到4200~230℃。通过现场温度表TG-08071/70来测中国煤化工量喷射器进出口的温升不应超过40℃。⑤随着合CNMH〔作的改进:成塔温度的升高,从合成塔出来的循环气把热量带检查汽包08D003是否充锅炉给水到最低液河南化工HENAN CHEMICAL INDUSTRY2008年第25卷位。为了避免系统中过热或水击,确保蒸汽在没有对工艺、系统设备、催化剂造成不良影响;二是08J001里冷凝,用高压蒸汽通过HG-08002-3″-缩短了开车时间、节约了开车费用,也相应降低了合F4-I管线上的3阀给汽包升压到大约1.5MPa。成气气体的排放量提前生产出甲醇产品,经济效益投运开工蒸汽喷射器08J001,锅炉给水下降经显著;三是由于改进后减少了合成气的放空量、缩短过甲醇合成塔08R00l、开工喷射器08J00又回到了合成气放空的时间,取得了很好的环保效益。合成塔的顶部,这将形成一个循环回路。继续加热水将开始通过上升管到汽包通过下降管到合成塔5改进效果及需完善的问题这就形成了自然循环,达到给甲醇合成塔08R0015.1效益分析升温的目的。①改进后的合成系统升温过程中,可以根据前在系统升温过程中,汽包的压力也应随之上升,系统来的截止阀开度、放空阀PV08022的开度来调以使喷射器出口温度比沸点至少低25℃。汽包升节新鲜段0K01的气量和系统的升温速率。②硫温到200~230℃。通过现场温度表TG-08071/70保护器08R002到循环回路的阀门Hv08022关闭,来测量喷射器进出口的温升不应超过40℃。工艺气在硫保护器出口放空阀Pv08022放空。该合成气压缩杋/循环段、回路用氮气升压到0.4情况下新鲜气和循环气各自循环,既保证了硫保护MPa。打开新鲜段07K001进出口阀门Xw00012,器升温的需要,同时又避免了新鲜气进入循环回路。打开合成气压缩机循环段07K002进出口阀门③甲醇合成系统自2008年5月25日运行正常以Xv07003/4;07K002出口到1进出气换热器08F001来,随后的七次长时间停车后的再开车升温均采用入口管线GEP-08011-12″-C24-N的盲板扳至上述升温方法。该项升温技术的应用,每次开车既盲的位置,关死管线上的两个截止阀;打开硫保护器缩短了甲醇合成的开车时间,同时节省中压蒸汽出口放空阀Pv08022的前截止阀。启动合成气机1800t。组,新鲜段、循环段各自建立循环。52需完善的问题及解决方案前系统低温甲醇洗运行正常,且在PV05004放①因循环回路中是用低压氮气进行循环,回路空的合成气已合格(硫含量小于0.1mL/m3)。慢慢中压力条件要求控制来自低温甲醇洗中的合成气压打开该界区到合成气机组入口的截止阀,把合格的力不要太高,可通过调整低温甲醇洗到合成气机组合成气引至合成气压缩机入口。慢慢打开入口阀门的开度来实现。②回路循环过程中保证合PV0802,根据系统压力升温速率来调整该阀门开成塔出口1进出气换热器管、壳侧的压差小于1度,调节过程中保证新鲜段、循环段的压差在允许范MPa,通过参考压力表P08001、P08021显示的压差围之内来判断。同时通过调整上游来的工艺气阀门和后续自2008年5月改进至今,系统运行良好。一是的放空阀Pv08022来实现YOOOOOOOOOOOOOOOCOOOOOOOOOOOCOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOooO(上接第17页)直馏馏分油进行脱硫,实验在常压、温度25℃、液剂根据图1至图4的效应曲线图,可以得出吸附比60mL:1g的条件下,硫脱除率达99.2%。剂SFCZ对脱硫醇的最佳担载量为:(Fe3+Fe2)9%,Cu2·4.5%,zn21.0%,助剂0.05%-0.1%;4结论对脱硫醚的最佳担载量为:(Fe3+Fe2)9%,Cu2在本实验条件下,担载多元活性组分比担载单55%,Zm20.5%,助剂0.05%;对脱噻吩的最佳担活性组分吸附脱硫效果更好。选出SFCZ吸附剂按载量为:(Fe3+Fe2)7%,Cu23.5%,Zn21.0%,助剂0.1%。综合分析,选出SFCZ吸附剂,按每克每克硅胶基计,在助剂质量分数为0.05%~0.1%硅胶基计,在助剂质量分数为0.05%-0.1%时担时担载离子的质量分数为印、+Fe2·)9%,载离子质量分数为:(Fe3+Fe2)9%,Cn24.5%,Cu4.5%,zn21.0%。Zn2+1.0%SFCZ吸附剂对以俄油为原料炼制的沸程在3.3用SFCZ吸附剂处理直馏汽油78中国煤化工g的直馏馏分将所选出的SFCZ吸附剂对以俄油为原料炼制油进CNMHG25℃、液剂比为的沸程在78-174℃、总硫含量为2300gg·g的60mL:1g的条件下,硫脱除率达92%。