煤制甲醇装置改造与优化

总第162期山西化工Total 1622016年第2期SHANXI CHEMICAL INDUSTRYNo.2,2016专题讨论DOI:10.16525/. cnki. cn14-1109/tq.2016.02.20煤制甲醇装置改造与优化连雅(山西潞安煤基清洁能源有限责任公司,山西长治046200摘要:以煤制甲醇装置的改造优化为对象展开探究,结合具体的工程项目,分析了煤制甲醇装置运行中存在的不足及其原因,针对性提出相应的改造措施,并对措施实施后的效果进行分析,希望能够为同类项目的建设提供一定借鉴与参考,关键词:煤制甲醇;装置改造;效果分析中图分类号:TQ53文献标识码:A文章编号:1004-7050(2016)020067-03装置进行改造优化,项目技术人员经过不断地摸索引言实践,采取了一系列有效措施解决了制约高效生产甲醇作为常见的化工原料不仅能够用于生产醛的瓶颈问题,消除潜在安全隐患。截止目前,煤制甲类、醚类等重要化合物,更是一种可直接利用的清洁醇装置运行状态良好,各组成部件均维持在90%以能源2。就当前我国能源结构特点及能源需求现上的高负荷运动,各指标亦满足设计需求状而言,发展甲醇制造产业,将其作为一种新兴清洁蒸汽蒸汽能源,降低社会对石油的依赖已成为能源行业的必汽包排汽包排污然趋势。而我国作为一个多煤少气缺油的国家,大锅炉给水炉给水力推动煤化工产业,促进煤制甲醇工艺的不断进步,驰放气成为我国现代多元化能源战略的必由之路36闪蒸气项目概述新鲜气粗甲醇至精馏某在建煤制醇项目设计产能为180万t/a,项目1,7一汽包;2-1合成塔;3一水冷器;4—循环气压缩机于2014年10月正式投料试车,12月产出合格甲醇5一空冷器;6—2#合成塔制品。整个煤制甲醇装置主要包括气化装置、净化图1甲醇项目合成流程示意图装置、甲醇合成装置及硫回收装置4个装置。甲醇2煤制甲醇装置改造与运行情况生产流程示意图如图1所示。整个煤制甲醇装置其工艺流程的设计、各生产2.1气化炉预热水系统改造设备的选型、机电控制方案的制定等虽均经历了严1)问题分析格的检验但投入运行一年多以来,也暴露出诸多设在系统初始设计中,气化炉烘炉时期,预热水泵计不足、潜在不安全因素以及制约高负荷生产的影自渣池渣仓取水并将其送入激冷水管线,经过滤器响要素。针对这些问题与不足,为更好地对煤制醇后进人气化炉激冷环,最后,再经由锁斗流回渣池渣仓内。但渣仓内留存有大量灰尘杂质,这些杂质会随着水循环进入激冷水过滤器中并逐渐集聚,最终收稿日期:201602-21作者简介:连雅,男,1980年出生,2005年毕业于中国石油大学(北引起过滤器堵塞,导致气化炉运行时的激冷水量不京)石油工程专业,助理工程师,主要从事煤化工方面工竹足,限制装置鱼并减少气化怕的运行时间中国煤化工CNMHGsxhxgy@163.com第36卷2)改造措施量的调控满足合成气时氢碳比的需求。由于整个变如图2所示,放弃通过原预热流程进行烘炉水换过程复杂且漫长,在开车时应当先开启导气暖管,循环,鉴于渣池泵泵送能力不足,在渣池泵出口管线但由于变换炉电动阀上游管线加热时间较长,粗煤处增加预热水泵。在烘炉时通过预热水泵将渣池渣气流经该段区域时会产生热凝液,从而对管线造成仓内的水通过预热水泵送至新增的沉降槽中进行固定的腐蚀,同时冷凝液还会随着变换炉的导气作液的沉降分离,沉降槽中固含量相对较小的上层灰业进入变换炉内部,从而对催化剂造成损害。此外,水溢出至灰水槽后经由灰水泵输送至激冷水过滤,变换炉入口处温度处于不可控状态,这使得变换炉再通过过滤装置后送入气化炉激冷环,实现烘炉时床层温度极难做到人为调控。期的预热水循环2)改造措施在变换炉入口阀前及变换炉出口阀后分别增设根直径26mm的管线,将其作为变换炉的副线。3)效果分析增设变换炉副线后,变换单元的开车导气操作获得极大的改善与简化,不仅开车导气的耗时缩减近3h,而且也大幅节约了开车费用。同时,变换炉导气时有效地避免了冷凝液进入变换炉内部破坏催化剂。此外,副线的增设亦有助于对炉口处的温度1—气化炉;2—激冷水过滤器;3一渣池;4—预热水泵;5—渣池泵进行调节,使得变换炉床层温度变得可控6一洗涤塔;7—沉降槽;8一灰水槽;9—灰水泵2.3甲醇合成塔温度控制改造图2气化炉烘炉流程示意图1)问题分析3)改造效果甲醇合成装置自投料使用以来,甲醇合成塔上通过改造后激冷水过滤装置开车前的堵塞问部催化剂床层存在局部温度过高的现象最高时床题得到很好改善,并使气化炉运行周期由原本的不层温度可达310℃,系统稳定装填后,1#塔上部热足20d增长至近40d。与此同时,预热水泵出口同点温度始终维持在299C~304℃,一且系统负荷渣池泵出口管相互联通后,不仅有助于烘炉中的热进行调整,其温度极易升至310℃以上,使得系统负水排放而且一定程度上增大了渣池泵的备用,使得荷一度无法实现增长。操作控制方法得到了加强。2)原因分析2.2变换炉进、出口改造图4所示为甲醇合成塔结构图,其属于典型的1)问题分析径向流反应器蒸汽上升式合成塔,催化剂处于反应变换炉单元流程如图3所示。自气化装置出来器壳侧。合成作业时,合成气由反应器底部中心管的粗煤气一部分经由废热锅炉降温、冷凝、分离后(均匀分布有分配孔保障气体均匀进入)进入合成塔经由变换炉变换配气,并通过对向变换炉的送气流后沿径向自内向外经过反应器的催化剂床层;锅炉水先通至反应器底部,然后自下而上运动,并部分气中的的的化以带走甲醇合成时产生的热。由于合成塔上部不具备开孔收集装置,热气体先向下折流经过中、下部目15新增副线1—一换热器1/2;2一废热锅炉2;3—分离器2;4一废热锅炉3;5—废热锅炉4;6—分离器3;7—废热锅炉5;8-分离器4;9—换热器4/5;10一废热锅炉1;11一分离器1;12—粗煤气预热器;13—换热器3;14—变换炉;15一洗氨塔中国煤化工图3变换炉流程示意图CNMHG2016年第2期连雅:煤制甲醇装置改造与优化催化剂后才能进入收集器并排除塔外。这使得气体1#塔入口温度,以增强下部床层反应速度,将反应在合成塔中、上部的滞留时间较长,加之催化剂周围主要维持在中、下部进行,减小顶部热生成未布设换热列管,导致反应热的带出速度相对较慢通过逐项实施措施,合成塔顶部温度基本维持存在热量积累超温的情况。在290℃以下,确保了整个煤制甲醇过程的顺利工艺方面的影响因素:①气体合成过程中引起进行速度过快导致合成气快速进入,在催化剂表层发生3总结合成反应,进而生成大量热,且无法及时移出,使得床层超温;②气体构成成分对合成塔床层温度的影煤制甲醇作为煤炭深层开发利用的重要方向之响。系统进行负荷调整时,新入气体中CO2含量不一,不仅是提升煤炭经济价值的重要手段,更是实现稳,时高时低,当其含量较低时CO与H2反应加能源清洁利用、达成环境保护目标的必要保障。我剧,引起催化剂床层温度过高。③合成塔内惰性气们应当积极总结以往工程项目经验教训,通过新技体体积分数控制过低(低于8%),使得催化剂在初术新手段的研发,更好地推动煤化工产业发展,充期反应时活性较大,导致反应剧烈,生成大量热,床分发挥我国煤炭资源丰富这一优势,为我国经济的层温度超温持续高速发展和国家现代化建设提供充足的能源3)改造措施保障。①控制引起速度,逐步提升合成系统压力,确保参考文献合成气体缓速进入合成塔,逐步进行甲醇合成反应,并逐步加大负荷,确保塔内始终处于平稳状态,避免[1]王建辉.煤制甲醇装置汽系统的优化与改进[J,大反应热的快速集聚。氮肥,2015,38(5):305-309②合成系统选用防喘振阀或通过调控压缩机转[2]易洪民煤制甲醇合成装置改造与优化[冂].化工设计速的方式对入口处压力进行控制,确保系统压力始通讯,2015,41(1):41-44.终平稳同时配合净化装置将CO2体积分数始终[31同晋慧媒制甲醇工艺研究化工管理,214(8):维持在3%左右,避免催化剂温度过高。[4]程东风,王成,史彦辉.60万t/a煤制甲醇项目存在的③鉴于催化剂使用初期活性良好,应将此时合问题及优化[].广东化工,2014,41(11):145-146,151成系统中惰性气体的体积分数维持在10%左右,以[5]韩燕.某厂煤制甲醇工艺中低温甲醇洗装置的改造及避免甲醇合成反应的过度进行,维持床层的合理优化研究[D].大连:大连理工大学,2014温度[6]李雪冰.180万ta甲醇装置运行总结[冂.化肥设计④当出现热点温度降低的情况,应当适时提升2013,51(4):28-31Modification and optimization of coal-tor-methanol plantLIAN Ya( Shanxi Lu'An Coal-Derived Clean Energy Co., Ltd, Changzhi Shanxi 046200, ChinaAbstract: Taking the transformation and optimization of the coal-tormethanol plant as research subject, and combined with thespecific construction project, this paper analyzes the insufficiency existed in the operation of coal-to-methanol plant and its reasons, puts forward corresponding improvement measures, and describes the effect after the implementation of the measuresproviding certain reference for construction of similar projectsKey words: coal-to-methanol; equipment modification: effect analysis中国煤化工CNMHG