煤制甲醇合成回路技改

总第152期山西化工Total 1522014年第4期SHANXI CHEMICAL INDUSTRYNo.4, 2014生产与应用煤制甲醇合成回路技改夏江宾(河南省中原大化集团有限责任公司,河南渫阳457000)摘要:简述煤制甲醇合成回路工艺原理和工艺流程,分析原回路不能达到设计指标，而无法满足气化炉满负荷状态运行的原因,提出改造方案。改造后，运行效果良好,达到了预期目标。关键词:甲醇合成;技术改造;煤化工中图分类号:TQ522.6文献标识码:A文章编号: 1004-7050(2014>04-0048-03河南省中原大化集团有限责任公司煤化工项目2工艺流程[3-4]是年产50万t甲醇装置,合成装置采用丹麦托普索设计整套工艺包。其特点是流程简洁、转化率高、催从低温甲醇洗送来的新鲜原料气(3.1MPa、化剂装填量小、使用寿命长、投资少,设计产能是日30C、168209m2/h)在两段合成气体压缩机07K001产甲醇1 500 t。但实际生产过程中热负荷大、催化中被压缩至7.8 MPa,在进人第一进气/出气换热器剂抗中毒能力差,随后提出改造。08E001前,与来自锅炉给水(压力11.8 MPa.温度150 C、流量669 kg/h)的锅炉水混合。1生产工艺原理加入水是为了确保下游硫保护器08R002中甲醇合成反应以反应式(1)、(2)在合成塔中COS 的水解。通过与甲醇反应器08R001中出口气进行。体换热,合成气在第一进气/出气换热器08E001中CO+2H2一→CH3OH+Q(1)被预热。预热后的合成气被送至硫保护器08R002COr +3H2 -→+CH,OH+H2O+Q (2)中,COS和H2S在此按反应式(3)、(4)被去除。甲醇合成反应是体积缩小、可逆的放热反应。COS+ H2O- COr +H2S(3)由化学平衡理论可知,低温、高压有利于甲醇合成反H2S+ ZnO=≈H2O+ ZnS应向正反应方向进行。经过08E001加热到210C进人精脱硫08R002甲醇合成单程转化率低,是部分生成的反应。进一步脱硫后,与来自循环气压缩机07K002出口为得到所需的甲醇产品,并使未反应的原料气循环的循环气(7.8 MPa.46.8 C、235 717 m'/h)在第三利用,在合成反应后采取一系列的降温过程,使生成进气/出气换热器08E003和第二进气/换气换热器:的甲醇冷凝后以液态的形式分离出来,作为合成工08E002中被预热210 C后混合,被送至甲醇合成塔段的粗甲醇送出,未反应的原料气经循环气压缩机08R001转化为甲醇。在甲醇合成反应后采取一系加压后循环利用1-2]。列的降温过程,生成的甲醇冷凝后以液态的形式分离出来,成为合成工段最终产品粗甲醇。甲醇合成塔为水浴列管式反应器,列管数量3 323根。催化剂采用托普索MK-121,装填体积29.4 m'。甲醇合成催化剂分别装填在各管子中,管收稿日期:2014-05-13作者简介:夏江宾,男,1986年出生,2011年毕业于中国石油大学(北.子壳侧被沸水包围,沸水有效地移走由甲醇合成产京),现主要从事化工生产技术工作。生的反应热量。通过调节锅炉水/蒸汽混合物的压2014年第4期夏江宾:煤制甲醇合成回路技改●49●力很容易地控制床层热点温度[34]。同时,也严重制约着气化激冷气压缩机改造后的满负荷生产。这与满负荷生产降低生产成本、提高经3生产过程中出现的问题济效益的发展方向是背道而驰的,所以,公司决定对在投用初期,无论是第一炉还是第二炉催化剂，托普索合成回路进行改造。合成回路75%的负荷情况下，合成塔出口温度在现有合成塔上并联1台新的合成塔,分担一233C,压差140kPa,运行状态良好。但随着生产部分负荷,降低现有合成塔催化剂使用强度和催化时间的延长,合成塔出口温度上升。我公司通过专剂床层热负荷,增强催化剂抗中毒能力,延长其使用题会讨论方案,采取了严格控制工艺指标，调整寿命。08E003出口旁路、循环气量、组分等手段来降低合此时,在安化甲醇项目上正好搁置1台合成塔，成塔出口温度,但效果不明显。随后,温度上升到催化剂装填量为30 m3 ,和我公司合成塔类似,可直255 C,合成塔压差达到300 kPa,且合成效率低。接运来使用。因此，技改方案为2台合成塔并联运经过对运行参数的判断,认定催化剂的使用已进入行,新增1个汽包,同时配备汽包需要的锅炉给水及中、后期。结合两炉催化剂使用情况,运行最好也就副产蒸汽调控阀门,催化剂考虑国产化。一年，同时不能达到设计产能,又增加了运行成本，改造工艺流程:合成气进入合成塔前分出2股，给公司造成巨大经济损失。分别进入新、老合成塔。两塔人口分别加一碟阀用于调整各塔负荷。在2座合成塔反应后汇合,再进4改造方案人到下一工序。新老合成塔温度分别通过各自汽包通过前、后两炉催化剂的使用总结,同时对国内及其压力控制阀间接控制,2个汽包上水独立进行同类型、同规模的甲醇合成装置考察对比认为,我公三冲量控制，上水来自同一锅炉给水管线,副产蒸汽司出现这种情况的原因是合成塔设计偏小、热负荷大、汇聚到一起进人次中压管网,汽包排污共用一根总催化剂抗中毒能力差。催化剂的装填量为29.4 m2 ,产管进入排污罐。床层升温时,采用各自配置的喷射能为1500 t,时空收率达到了2.13 t/(h. m')。由器同时投用进行升温。喷射器和汽包冲压用蒸汽为于合成塔体积小,催化剂装填量少,合成塔热负荷很来自4.2 MPa中压蒸汽管网。改造后工艺流程如大,反应热不能及时移走,催化剂抗中毒能力有限，图1。大大缩短了其运行寿命,严重制约装置产能的实现。,锅炉给水Pv08012日去次中g放空阀_APv0801 1压管网泡包压力控制阀g)Fv0801泡包上水阀(08D003新汽包控制负荷蝶阀合成塔进气08J001新喷射器新合成塔08R001新增合成塔及配套设备流程图中压蒸汽去排污罐合成塔出气图1改造后工艺流程 图.山西化工sxhxgy@ 163. com第34卷需要600万元,运行1 a;国产催化剂一炉大约5技改后运行效果400万元,两炉800万元,运行3 a.通过几个月的努力,完成新加合成塔及汽包的催化剂维护费用:改造前600万元/a;改造后公用工程,并在设备安装、化学清洗、催化剂装填、仪266万元/a。每年可直接节省费用334万元。表调试,汽包煮炉、催化剂还原完成后,于2012年7结论.9月24日正式投入运行。改造前合成回路75%负荷:合成塔人口温度经过改造后,甲醇产能已不受合成塔催化剂容200C,合成塔出口温度233C,合成塔压差150kPa,易失活的制约。特别是气化激冷气压缩机改造后装粗甲醇产量50t/h。吨甲醇副产次中压蒸汽比值置满负荷运行时,助力煤化工装置实现达标达产,且1. 07。创造50万t/a煤制甲醇项目A级长周期运行改造后合成回路75%负荷:合成塔人口温度158 d,降低生产成本37. 7%,实现扭亏目标。另190 C,合成塔出口温度220 C,合成塔压差70 kPa,外,催化剂装填量增大以后,生产强度减小,大大延粗甲醇产量53 t/h。吨甲醇副产次中压蒸汽比值长了催化剂的寿命;改造后催化剂实现国产化,装填1. 37。量大,抗失活能力强,大约能运行3a。前、后数据对比足以说明,2台合成塔并联运行参考文献:可以分担负荷,既保持了催化剂的低温活性,又降低了单位催化剂生产强度,从而大大延长其使用寿命。[1]冯元琦.甲醇生产操作问答[M].北京:化学工业出版社,2000.6效益分析[2]谢克昌,房 鼎业.甲醇工艺学[M].北京:化学工业出版社,2010.第1炉催化剂2008年5月投运，累计运行300 d;[3] 彭建喜.煤气化制甲醇技术[M].北京:化学工业出版第2炉催化剂于2011年2月投人运行，累计运行350d。改造结束后，双塔使用的是国产催化剂[4] 赵建军.甲醇生产工艺[M].北京:化学工业出版社，RK-5,已经运行420 d,累计生产甲醇60万t,生产2008.状况良好。托普索MK-121催化剂(包括运输费)- -炉大约Technological transformation of coal methanol synthesis loopXIA Jiangbin(Henan Zhongyuan Dahua Group Co.，Ltd. ，Puyang Henan 457000, China)Abstract: This paper gives a brief introduction to process principles, process, and analyzes the reasons why the original circuitcan not meet design index so as to run at full capacity to meet the gasifier. The retrofit scheme is put forword. After the trans-formation, the operation effer is good. To achiene, the desined target.Key words: methanol synthesis; technological transformation; coal chemical industry(上接第37页)Study of non-grain ethanol development and applicationLIU Qiao-xia, ZHANG Shurqin, ZHANG Juan-li, ZHANG Ju(Research Institote of Yanchang Petroleum(group) Co. , Ltd.，Xi' an Shaanxi 710075, China)Abstract: Non-grain Ethanol fuel has become a global focus with rapid development of global economy and increasingly seriousenergy crisis. This paper reviews domestic energy situation, and introduces production technology and the latest progress ofcoal-based ethanol and biomass ethanol, which are analyzed and contrasted. The difficulties and problems in the practical appli-cation on fuel ethanol are proposed, as well as reasonable comments and suggestions.Key words: coal; ethanol; biomass; ethanol gasoline