水管式甲醇合成塔在低压甲醇系统的运行总结

2014年第35卷第2期氮肥技术个水管式甲醇合成塔在低压甲醇系统的运行总结王元宋学武(江苏晋煤恒盛化工股份有限公司江苏新沂221400,,,,,,,,,,,,,,,,,的,,,,,,,摘要简述了φ3000mm水管式甲醇合成塔构造、原理、工艺流程及运行参数、运行效果关键词水管式甲醇合成塔压差蒸汽Operation summary of water-tube methanol synthesis tower in low pressuremethanol systemWANG Yuan song Xue-wu(Jiangsu Jinmei Hengsheng Chemical Industry Co, Ltd, Xinyi 221400, Jiangsu Province)Abstract This paper briefly introduces structure, principles, process and operating parameters, operating results of p 3 000mmwaterKeywords water-tube methanol synthesis tower; differential pressure; steam前言物入甲醇分离器、高效醇洗塔后分离出粗甲醇,江苏晋煤恒盛化工股份有限公司氮肥厂再经减压至0.4MPa进入粗甲醇闪蒸槽闪蒸出溶前的生产规模为年产80万t合成氨、100万t尿解的气体后,送中间罐区供精馏用。分离甲醇后素、50万t甲醇。其中一套年产15万t单醇系统的气体一部分进入循环机,压力由48MPa升至使用的是湖南安淳高新技术有限公司开发的5.4MPa进入油分,一部分放空去提氢工段。由闪φ300omm低压恒温悬挂水管式甲醇合成塔,此蒸槽出来的弛放气送到吹风气回收锅炉岗位燃系统从开车以来运行稳定,操作便捷,日产粗甲烧炉内燃烧。催化剂筐水管内的水吸收反应热,醇495t,年产能达14.83万t产生的蒸汽经合成塔顶部蒸汽上升管进入分配1工艺流程说明器,再由分配器的上升管进入汽包,产生中压蒸从压缩机四段来的原料气(54MPa、35℃)进汽,减压至1.3MPa左右送蒸汽管网。由除氧器来人补气油分,随后与循环气油分离器来的循环气的压力50MPa,温度104℃的脱盐水进入合成塔在气体缓冲器中混合后进入甲醇预热器与合成顶部的汽包,热水由下降管进人合成塔的水管内塔底部岀来的热合成气逆流换热,被加热到换热,产生的蒸汽去分配器,如此反复循环。200~220℃后,由合成塔底部进入催化剂框环隙,甲醇系统工艺流程简图见图1。从圆周方向径向进入管间催化剂层,在225~255℃2主要设备配置及催化剂作用下,氢气与一氧化碳、二氧化碳反主要设备配置情况见表1应生成粗甲醇,反应后气体在中心集气管汇合3水管式甲醇合成塔的构造(温度为230~260℃)后出合成塔,气体进入甲醇φ3000mm低压恒温悬挂水管式甲醇合成塔预热器壳程,与人塔气换热,其温度降至78~85℃,由外壳、径向催化床、水管和汽包组成操作压力大部分粗甲醇被冷凝下来。再进入两台串联的甲5.0MPa:水管内压力为30MPa,吸收甲醇反应热并醇水冷器管内,与管外的循环水换热,被冷却至产生中压过饱和蒸汽;管外裝填催化剂。该合成塔40℃以下,使粗甲醇进一步冷凝下来。气液混合中催化剂和水YH中国煤化工向低压甲CNMHG氮肥技术2014年第35卷锅炉给水来自外管中压蒸汽去外管气来自压缩弛放气去醇烃化闪蒸气去锅炉房粗甲醇去精馏样污1粗甲醇贮槽2甲醇分离器3循环机4水冷器5甲醇预热器6汽包及分配器7甲醇合成塔8排污膨胀槽图1甲醇系统工艺流程简图表1主要设备一览表设备名称规格型号数量/台DN3000H净=11200其中:内件:3000×15549容积:84m3合成塔催化剂筐容积:41.5m3换热面积:2900m甲醇预换器DN1800H净=13500换热面积:3100m2立式DN1400H净=11230换热面积:800m2循环油分离器DM2200H净=12395旋风、凝聚、过滤式醇分离器D2200H净=12395旋风、凝聚、过滤式高效醇洗塔DM2400H净=20550内件:高效全回收式内件补气油分离器DM1200H净=7050旋风、凝聚、过滤式往复式循环机4M20-110/48-54四列对称平衡式排气量:110m}min,功率1700kW1开1备汽包DN1500L=6022全容积:10.08m3分配器DN1200L=4690全容积:5m3粗醇中间槽DN2800L=13516全容积:80m3稀醇液中间槽DN1200L=4530全容积:4m3排污膨胀槽DN1600L=3000全容积:4m3热水循环泵0 m/min扬程H=40m回流泵Q=6 m/min扬程H=60m软水泵Q=6 m/mil扬程H=60m加药装置1套醇合成塔相反,所以又称之为“反 Lurgi炉”。其水(1)进系统新鲜气压力:466管为双套管悬挂式催化剂为全径向装填(2)热交入口气体压力:4.64JD型低压恒温水管式甲醇合成塔结构简图(3)合成塔入口气体压力:4.58见图2。(4)合成塔出口气体压力:4.57低压恒温悬挂水管式甲醇塔系统运行参数(5)水冷器入口气体压力:45641系统压力(MPa(6)水冷H中国煤化工CNMHG第2期王元等:水管式甲醇合成塔在低压甲醇系统的运行总结气体成分见表2表2气体成分表(体积分数%气体名称COCO2H2CH4N2O2补充气21.11.672.61.73.00.1人塔气4.70877936129放空气2.81.07217057.60.25系统的评价(1)由以上数据可以看出:由于补充气中氮气、甲烷含量较高,造成醇后放空气量较大。把这部分气体送到合成氨系统生产甲醇和氨,达到有效气体充分利用目的。(2)催化剂床层同平面及轴向温差较小,说明1外壳2径向内筒3中心集气管4双套管床层气体分布均匀移热方式合理系统运行非常5蒸汽环管6下管板7上管板8顶盖稳定。该工艺靠水的汽化潜热带走反应热,采取调a未反应气进口b进水口c反应后气体节蒸汽出口压力来保证催化剂层温度稳定。因此d卸料口(催化剂)c装料(催化剂)口具有工艺操作简单、炉温波动小、催化剂使用寿图2JD型低压恒温水管式甲醇合成塔结构简图命长等优点(3)热交入口气体温度219℃,热交出口气体(7)循环机入口气体压力:4.54温度63.9℃。温差155.1℃C,可以看出热交的换热(8)循环机出口气体压力465效率高冷却水消耗低(9)汽包压力:220(4)小时产甲醇20.6t,小时产蒸汽228。吨(10)合成塔气汽压差238醇产蒸汽1.l0t,说明该塔型热回收效率高,热利4.2系统温度(℃用较好,副产品蒸汽品位高、产量大。5)系统压差为0.1MPa,合成塔压差为(1)补气温度:36(2)入塔气温度:19000IMPa说明该套装置压差小、功耗低。由于该塔为全径向,因此合成塔阻力很小,系统阻力也很低,(3)出塔气温度:224且空速较小,有利于降低循环机电耗(4)水冷器入口温度:70(6)合成塔设计有催化剂自卸口及催化剂装(5)水冷器出口温度:22填专用工具,催化剂装卸方便。(6)汽包加水温度97)与管壳式合成塔相比材质要求低,设备(7)催化剂层温度投资较低。el-1:2302:2463:246结束语e2-4:2335:2456:242江苏晋煤恒盛化工股份有限公司采用湖南(8)塔壁温度,上:152中:123下:177安淳公司φ3000m水管式甲醇合成塔技术,建(9)蒸汽温度:214.8成了15万ta甲醇装置。通过水管式甲醇合成塔4.3系统流量在单醇工艺中的应用,充分显示出单塔能力大、塔(1)新鲜气流量:50470Nm沿h阻力小、副产中压蒸汽多、循环机电耗小、冷却水(2)循环气流量:209646Nm/h耗少、升温还原容易、操作控制方便、运行弹性(3)粗醇流量:20.6h大、催化剂装卸容易等优点。该系统粗醇日产量(4)放空气流量:7897Nm3/h可达495,2013年度为公司带来了显著的经济效(5)蒸汽流量:2.8益44气体成分H中国煤化工401-27)CNMHG