均温型甲醇塔在渭化等压甲醇装置上的应用 均温型甲醇塔在渭化等压甲醇装置上的应用

均温型甲醇塔在渭化等压甲醇装置上的应用

  • 期刊名字:氮肥技术
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  • 论文作者:张安平,王学军,周传华,赵金龙
  • 作者单位:陕西渭河煤化工集团有限责任公司双甲车间,杭州林达化工技术工程有限公司
  • 更新时间:2020-03-17
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论文简介

第5期张安平等:均温型甲醇塔在渭化等压甲醇装量上的应用11(E2701 )管程,与换热器壳程的人塔气体换热,后又进入水冷器(E2702A/B )进-步冷却,温度降到昌40它以下,然后进入甲醇分离器(V2702)进行气液分离。分离出的液体粗甲醇经减压闪蒸除去溶解在其中的大部分气体后送往粗甲醇贮槽(V2712A/B)。从分离器上部出来的气体作为循环气大部分返回循环气压缩机(C2701 ),经加压后循环使用。另有一小部分气体作为弛放气,先通过弛放气洗涤塔(T2701 )用密封水洗涤吸收其中的甲醇自蒸气,后经C2702(弛放气压缩机)加压后送往老厂变换回收。工艺流程方块图见图1。V27017新鲜气- +脱硫剂罐E270127- -R27011循环气压缩机中间换热器甲醇合成塔弛放气心E2703C V2702. [E202 一级废锅溶解气甲分离路水冷器]E2704V2703 J二级废锅图2甲醇合成塔结构简围闪蒸罐V2712测温热电偶,共设28个测温点,同平面4个测温粗甲醇贮槽圄1甲醇合成工艺方框流程图点,按不同插人深度均匀分布于7个平面,从而有利于操作工更好的掌握催化剂层的反应情况2甲醇合成系统主要设备(见表1)表1甲醇合成系统主要设备和温度分布,以便进行相关操作。渭化中3 000低压均温型合成塔是杭州林达号设备名称规格型号数量(台)1甲醇合成塔中3000x14000公司由φ2 000型合成塔直接放大为φ3 000型的,虽然理论上工业装置的放大存在- -定的风2开工加热器φ1 200x28x5 6433 - -级废锅中11488/中2 400x44/25x 103991险,但经过在我厂甲醇装置上近两年的应用表明4二级废锅 φ11488/中2400x44/25x11399 1这次放大改进是成功的。5中间换热器φ1 600x 40x 160084催化剂的升温还原情况水冷器φ1 600x56x 13 653 .催化剂升温还原使用的还原气是我公司合7甲醇分离器中2 400x 12x6520成氨装置液氮洗分子筛后的净化气,压力为φ2 400x 16x73165.2MPa,其组成(体积分数)为:C0:2.6%、H2:循环机4V-1S .96.5%。系统采用氮气循环,催化剂还原压力根据3中3 000均温型甲醇合成塔循环机的最大打气量控制在0.7 ~ 0.8MPao合成装置的关键设备合成塔结构简图如图22006年5月5日13时合成系统开始升温,升所示。进塔气由上部进入合成塔,经多根引气管温过程共52h,出物理水2 508.72kgo然后开始加进入上集气环,再均匀分布到多排下行管与催化氢还原,至还原结束,共94.5h,还原阶段累计出水剂层换热,后又并人下集气环,均匀分布到多排11 264.65kgo初次加氢人塔气氢浓度为0.52% ,还上行管与催化剂层再次换热,达到反应温度后出原结束前,,小时出水量小于8kg达7h,还原结束时上行管进入催化剂层进行合成反应并与管内冷合成塔进出口氢浓度分别为:21.22%和21%。气换热,反应气由下部出塔。合成塔内装有4根升温还原情况见表2。12氮肥技术2008年第29卷表2渭化 NC307型甲醇合成催化剂升温还原情况时间塔出口升温速率进塔气入塔压力人塔流量出入速率出水量阶段(h)温度( Ch)H,浓度(MPa) (m2/h)(kgh)(kg)阶段累计(C)(%)升177窒温-70~720157.4070~17040-140 2 120.80温145217007-40230.52104 170-1800.2~0.5).7-900070-250 9 031.126 110 180-1901.59~1930863.9736 146 190-2101-201369.56原IV20166210-225~0.7注:升温阶段出入总量2 508.72kg,还原阶段出水总盘11 264.65kg,升温还原总出水量13 73.37kg在整个升温还原过程中出水均匀,温度易于况的继续进行。均温型反应器在出现此类问题时,控制且分布均匀,催化剂还原比较彻底,做到了处理起来就表现出明显的优势,由于床层温差小,低温下多出水。升温还原结束后的床层温度分布就允许快速降低反应器人口温度,增大循环量,从见表3。而有效地降低床层温度,以稳定系统反应,而又不表3催化剂床层温度(C)怕入口温度降的过低而导致床层局部垮温或整体T1-7 218.9 220.4 220.4 220.2 221.0 221.4 220.8垮温,这对稳定生产是非常有利的。T8-14 216.7 219.0 218.1 220.0 220.8 220.6 220.6在装置运行初期,由于前系统工况大幅度波T15-21 214.3 217.5 218.5 219.0 218.5 219.2 2193动,加之操作工缺乏操作经验,曾导致催化剂床层T22- -28 217.2 220.1 220.6 220.9 221.4 222.8 222.0出现了几次偏温情况。操作工为了控制床层不超5甲醇合成系统的运行情况总结温,大幅度降低反应器入口温度,又为了防止床层(1)系统导气及轻负荷生产温度下降过快而减小循环量,造成入塔气体温度我厂甲醇装置于2006年5月11日23:00过低且分布不均匀,使整个床层换热不均匀,而最导气进行生产。导气前催化剂床层温度已升至终出现局部温度下降,另外-部分温度上涨的偏220C左右,分布均匀,系统压力为0.6MPa,随着温现象。我们在处理这类问题时充分考虑了均温新鲜气量的增加系统压力不断上涨,当系统压力型反应器的特点,不断提高人塔气温度,同时加大上涨至大约1.0MPa 时,催化剂层温度开始出现循环量以利于气体人塔后的均匀分布,使人塔气上涨趋势,表明反应已开始进行,随后采取不同与整个床层均匀换热,从而将低温部分的温度慢手段对床层温度进行调整控制,以优化系统反慢提起来,而又能减缓高温部分的上涨趋势,最终应,在12日13:00时甲醇分离器出现液位,表明将整个催化剂床层温度调整趋于均匀。总的来说已产出粗甲醇产品,随后系统即进人低负荷生均温型反应器在温度控制上是比较容易的,操作产。弹性大,同样适用于优质合成气。(2)对于反应器温度的控制(3)系统结蜡情况由于我厂采用德士古水煤浆制气,从气化装对于均温型反应器,由于催化剂床层温度分置来的水煤气中Co含量高达30%左右,其他惰布均匀,且易于控制,减少了副反应地进行,从而性组分含量<1%,催化剂又处于初期高活性阶大大减少了石蜡的生成,2007年5月装置大检修段,所以对有效组分的变化非常敏感,稍不注意时共清理出石蜡约30kg,对比使用同样催化剂而就有可能出现温度快速上涨。在生产初期就频繁使用不同甲醇合成反应器的装置,石蜡的生成量出现此类现象,前系统CO上涨0.2%床层温度就少,对生产没有影响。开始上涨,由于反应加剧系统压力就不断下降,(4)装置性能考核导致前后系统压差增大,无形中新鲜气量就增大渭化甲醇装置自建成投产以来,由于种种原了,随之反应就更加剧烈,如此形成恶性循环,这因的限制,系统- -直处于低负荷运行状态,为了尽就要求必须尽快将系统反应控制住,遏制这种情早实现达标达产,在2007年对甲醇合成装置进行第5期张安平等:均温型甲醇塔在渭化等压甲醇装置上的应用了72h性能考核。新鲜气量加至63 000Nm2/h,三天表6压力和温度(8 月14日现场数据)甲醇总产量为1902.8t,平均日产量为634.3t,平循环机合成塔催化剂层温度均负荷率为97.6% ,Co单程转换率达到75%以项目进口出口进口出口进床层热点底部上,且催化剂床层温度分布均匀,热点温度基本稳定在252C左右,平面温差<15C ,轴向温差压力(MPa) 4.48 4.80 4.76 4.57< <19C ,基本达到设计值。只是由于前系统和弛温度(C) 33.8 40.6 107.9 244.0 242.6 260.0 248.3放气压缩机的原因,甲醇合成系统没有加至满负表7气体成分荷,但从性能考核数据来看,待影响问题解决后气体COCO2H甲醇装置达到设计能力是毋庸质疑的。进塔气(%)9.041.5284.87性能考核数据(2007年4月15日10:00)如出塔气(%)2.281.1688.58下。新鲜气62 800Nm2/h温度25.29压力5.08MPa鉴定意见认为“该项目开发研究的气冷均循环气274 00Nm2/h温度36.3C压力4.88MPa温大型甲醇合成塔及甲醇合成技术成功应用于人塔气温度98.49压力4.85MPa水煤浆加压气化为原料气的等压合 成工艺。在强入塔气组成(%) H284.67 C07.32 CO20.68放热条件下,具有固定床甲醇合成床层径向和轴出塔气温度224.7C压力4.65MPa向的温度均匀、温差小操作稳定、控制方便、催出塔气组成(%) H88.13 CO 1.25 C020.43化剂生产强度大、CO转化率高等优良性能。";温度T1-7(C) 231.2 235.6 242.9 243.8“本项目研制开发出年产20万吨甲醇的大型均241.5 245.7 233.8温型甲醇合成塔,在结构上通过上下行冷管的优温度T8-14(C)234.3235.1 240.1 222.3化设计,达到了缩小轴向和平面温差,提升热点226.7 226.5 221.2温度位置的目的;催化剂装填在管间装填系数温度T15 -21(C)244.2 250.1 253.8 249.7达70%以上,反应器体积小,壳体和内件自由伸246.4 241.3 243.5缩,避免了热应力;壳体结构设计合理,简单可温度T22- 28(C)229.3 233.4 246.4 242.1靠,催化剂装卸方便,制造安装维修容易;用低合235.8 234.4 222.6金钢和国产不锈钢替代进口双相不锈钢,大大降(5)陕西省科技厅科技成果鉴定2007年8月14 日,陕西省科技厅组织并主低了投资。”;“工厂运行表明,该合成塔完全满足持,对列人陕西省重大科技项目的陕西渭河煤化水煤浆加压气化和等压合成工艺,各项运行及经工集团有限责任公司和杭州林达化工技术工程济指标良好,为煤制甲醇装置大型化提供了成功有限公司共同完成的“均温型甲醇合成塔的大型示范。”;“其整体技术达到国内同行业领先水平,属于甲醇合成塔的重大技术创新。”;“建议进一化研究开发"项目进行了科技成果鉴定。科技鉴定几天的甲醇合成运行数据见表4、步加大推广应用并完善系统工艺及装置的配套性能。”。表5、表6、表7。6结语衰4产量渭化甲醇装置,2007年曾创下了连续运行日期一 班(t)_二班(t) 三班(t)日产可100天的骄人成绩,进出塔CO差值高于6%,8月11日208.6217.4227.82653.848月12日204.5212.6212.85629.95CO单程转换率达到75%以上;装置负荷率-8月13日217.6218.9223.30659.82直保持在80%以上,现在平均日产精甲醇550t三日平均值647.86以上。表5气量(8月 14日现场数据)(收稿日期:2008- -07-17)原料气量循环气量放空气量(10^Nm?/h)(10^Nm2/h)(Nm/h)_6.3226.666134,

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