JW型甲醇合成塔运行总结

第36卷第1期化肥工业2009年2月JW型甲醇合成塔运行总结韩秋',王瑞林',李 峻',姚泽龙”(1.中海石油天野化工股份有限公司 呼和浩特 010070;2.杭州林达化工技术工程有限公司310012)摘要介绍了 JW型甲醇合成塔的结构以及JW300均温型甲醇合成塔的实际应用情况。实践证明,JW型甲醇合成塔具有催化剂床层阻力小、气体分布均匀、操作方便、调节灵活、对气质要求比较低催化剂装卸方便等优点。大型JW型甲醇合成塔的推广,对提高我国甲醇合成技术的装备能力是具有非常现实的意义的。关键词合咸塔甲醇JW型Sum-Up of Operation of Type JW Methanol ReactorHan Qiu' , Wang Ruin' , L Jun' , Yao Zelong2(1. Tianye Chemical CGroup Co., Lid. of China National Ofshore Oil Corp Huhehaote 010070;2. Hangzhou Linda Chemical Technology Engineering Co, Ltd. 310012)Abstract A description is given of the structure of the Type JW methanol reactor and the actualapplication of the Type JW3000 uniform-temperature methanol reactor. Practice proves that the TypeJW methanol reactor exhibits its advantages of small resistance of the catalyst bed , uniform distributionof gas, ease in operation, flexibility in adjustment, low requirement for gas quality，and conveniencein loading and unloading of catalyst. 、The promotion of the large-scale Type JW methanol reactor has avery practical significance in raising the equipment capacity for the domestic methanol synthesis tech-nology.Keywords reactor methanol Type JW近年来,国内、外甲醇合成工艺的发展特点之-是采用新型结构内件的合成塔,其不仅强化了1甲醇装置概述甲醇合成塔的生产,而且强化了甲醇合成塔的操中海石油天野化工股份有限公司油改气联产作弹性,使合成塔能够稳定持久地运行,是提高甲200 kt/a甲醇项目由五环科技总承包设计,中化醇生产能力的核心问题之一。甲醇合成塔工艺参二建公司施工,以天然气为原料,转化工序采用一数的选择及其结构设计是否合理,直接影响整个段炉蒸汽转化工艺;压缩采用德国阿特拉斯生产甲醇装置生产能力和技术经济指标。目前国内许的多轴离心式压缩机;CO2回收工序采用南化院多公司、院校相继研究和开发了新型甲醇合成塔的MEA溶液回收技术;精馏工序采用天津大学的技术,一批拥有自主知识产权的甲醇合成技术在三塔工艺流程;氢回收工序采用普里森膜滲透技国内外得到推广应用,充分体现了国内甲醇技术术;甲醇合成塔选用林达公司具有国内自主知识的进步。产权且性价比较高的均温型低压甲醇合成工艺技本文对杭州林达化工技术工程有限公司(以术。该甲醇装置于2005年12月11日一次投料下简称林达公司)设计生产的JW型甲醇合成塔成功并产出了合格产品。截止到2008年5月底，在中海石油天野化工股份有限公司甲醇装置中的林达公司生产制造的JW型合成塔在天野化工公使用情况简介如下。司甲醇装置已经稳定运行了30个月。17第36卷第1期化肥工业2009年2月的氧化铝小球作为支撑架,塔内装填XNC-98型2 JW 型甲醇合成塔结构简介甲醇合成催化剂74.05 t。XNC-98 型甲醇合成催JW型甲醇合成塔结构如图I所示。化剂的性能参数见表1。表|甲酵合成催化剂性能参数表项日_性能参数型号XNC-98堆密度/(kg.1.")1.35-1.45外形尺寸/ mm05xS颜色3.2 催化剂使用情况(1)从2005年12月1日17 :00开始至12月6日7 :00,经过110 h的升温还原后,总计出水14. 376 t,占催化剂总质量的19. 41% ,非常接近物理水和化学水的出水量理论值。(2)2005年12月7日17:00向合成塔导1.气体进门2. 引(管3. |:行冷件 4. 下行冷管气,开始为期3个月的低负荷运行。合成塔在运5. {体出11 6. 催化剂层7. 环臂行中的进、出口温度与设计值基本相符,催化剂床81 JW型甲醇合成塔结构简图人塔气由上部进入合成塔通过引气管使气层各点温度比较均匀,轴向温差<10 C,径向温体均匀分配至各环管.保证塔内气体在径向均匀差<3C;催化剂的热点温度以及出口温度都低分布;然后气体进人下行冷管与催化剂层反应气于235 C ,低负荷工况下的运行非常稳定。并流换热升温,再进入上行冷管进-步与催化剂3.3 性能考核情况从2006年9月14日16:30起至9月16日层反应气体逆流换热升温,气体温度达到催化剂16:30进行了为期48h的性能考核,装置负荷达活性温度后进人催化剂层进行甲醇合成反应;反到102%(19 500 m'/h,标态) ,2006年9月I5日应后气体由下部出甲醇合成塔。的考核数据见表2、表3和表4。JW3000均温型甲醇合成塔总高13 600 mm,表2 102% 负荷下JW型甲酵合成塔塔径3000 mm,催化剂装填高度7860 mm。塔内催化剂床层温度分布情况/心设有4组温度热偶,每组7个测点,共计28个热外环内环偶测点,能够在日常生产过程中很好地监测催化251.9250.1256.6256.3剂床层的温度变化，对甲醇合成反应情况的掌握250.3247.7252.5更加全面细致。249.8249.0258.5260.8253.4247.2254.9252.83催化剂装填及使用情况258.8260.9252.3259.9255.3259.23.1催化剂装填情况 .251. 2256. 9255.4261.4塔底铺放厚约200 mm、直径为15 ~ 20 mm表3102% 负荷下JW型甲酵合成塔运行数据温度/C合成塔压力/MPa合成环路压力/MPa废锅副产水冷器人口出口入口废锅出11 分离出口0.98 MPa蒸汽V(1.h-1)出11温度/C151. 2254.86.8566.7526. 9226.6916. 52018.6138.9考核结果表明:(2)甲醇合成环路设计操作压力7.8 MPa,而(1)合成塔轴.径向温差均<10 C ,床层温度实际操作压力为6.92MPa,为设计操作压力的分布比较均匀。88.7%。18第36卷第1期化肥工业2009年2月表4102% 负荷下JW型甲醇合成塔中化分析数据生产负荷维持在19 000 m'/h(标态)运行时,合项目φ( H2 )4p(CO2 )@(N2)/q(CO)4@(CH,)/氢碳成塔进、出口压差-直小于设计值(0.25 MPa),%比这充分说明JW型甲醇合成塔催化剂床层阻力设计转化气66.10 12.4017.30 3.90 1.81小,气体分布比较均匀。实际转化《( 66.81 14.62 1.50 12.21 4.80 1.95(2)由于在JW型甲醇合成塔催化剂层设置实际塔入1 62.04 11.97 1.63 4.64 19.09 3.01实际塔出日1 61.78 9.92 1.77 2.99 23.55了28个热偶测点,操作起来比较直观可靠,根据注:1)102%负荷下粗甲醇平均产量I 790.4 m'/h,48 h性能考核对催化剂床层温度细微的变化,中控操作人员可期向精甲醉产量I 327.56 1。对合成塔工况提前做出预判.给及时调整带来诸(3)因下猪尾管管台设计缺陷,转化管出口多方便,只要通过入口冷激线调节阀控制合成塔温度比设计温度低近55C,使转化气中CO体积人口温度稳定就可以了。此外,JW型甲醇合成塔分数低5%左右,尽管生产负荷为102% ,但产量适应气质范围宽,台成塔人口气氢碳比设计值是.却没有达到100%负荷设计能力(666.7 Vd)。2.68,而实际操作值在2. 50 ~7.50。(3)JW型甲醇合成塔结构比较简单,且由于4 JW型甲醇合成塔运行情况合成气冷、热介质基本上不存在压差,即使发生了(1)自2005年12月投产以来,甲醇装置累部分泄漏,仍可维持正常生产。而鲁奇甲醇合成.计停车57次,其中联合压缩机循环段人口设定在塔由于管壳侧压差比较大,-旦发生泄漏根本无2 s内快速关闭的两电动阀XV01303/XV01304在法维持正常生产。另外,由于JW型甲醇合成塔紧急停车状态下共计出现了9次不能正常关闭，.结构简单,相比较鲁奇甲醇合成塔而言,甲醇合成即JW3000型甲醇合成塔的压力在10min内由催化剂的装填和卸出都比较方便。6.5MPa突降至1.8MPa左右,这样的卸压速率(4)JW型甲醇合成塔在不同负荷下的运行对合成催化剂的冲击相当严重。但目前甲醇装置情况见表5和表6。表5 JW 型甲醇合成塔在不同负荷下的运行数据运行负荷/_合成塔温度/C合成塔压力/MPa合成环路压力/MPa度锅副产0.98 MPa水冷器出人口出口人口废锅出口 分离出口燕汽V(t●h-')口温度/C94.2)158.2261.86.443.6.2626.4926.2586. 24917.1338.39.42)171.4 .266. 87.195 6.9637.2416.9626. 88917.5838.6注:1)测定8期200507;72)测定A期20805-16表6 JW型甲醇合成塔实际运行天敷、中CO含量将不断提高,产品精甲醇产量肯定能平均负荷与年产对比超过设计能力。项月2006年2007年 2008 年(前5个月)(2)由林达公司设计生产的JW型甲醇合成运行天数/d302.36 341.76141.13塔催化剂装填量较大,空速也可相应提高,单塔生平均负荷/%60.282.279.7产能力相应提高。本套甲醇装置目前已经累计生产量/121 503187 34174 996产了382kt精甲醇,JW型甲醇合成塔已经稳定运行30个月,各项性能已超过设计能力。随着林达5结语公司设计的03200mmJW型甲醇合成塔在大连(1)在人口气质和合成环路压力未达设计大化300 kVa甲醇装置中投入运行,经进一步完值、催化剂已使用30个月(末期)的前提下,目前善的林达公司甲醇合成塔在国产化600 kV/a甲醇维持生产负荷19 000 m'/h(标态),日产量仍可装置中应用也指日可待。林达公司设计制造的大达到625t。随着甲醇装置2008年大修后转化管型JjW型甲醇合成塔的推广,对提高我国甲醇合下猪尾管管台瓶颈问题的彻底解决.转化管出口成技术的装备能力是具有非常现实的意义的。温度的逐渐提升并接近设计值(855 C) ,转化气(收稿日期2008-11-11)19