低压甲醇、中高压甲醇甲烷化技术在合成氨厂的组合应用

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1、4~．x-催化刺及甲醇技术2011年第6期l0低压甲醇、中高压甲醇甲烷化技术在合成氨厂的组合应用粟杨周小波周传华易困辉饶守荣(杭州林达化工技术工程有限公司310012)(四川I隆昌隆桥化工有限公司642153)摘要本丈着重介绍低压甲醇合成技术在醇氨联产的特点及优势，阐明低压水冷甲醇串等高压双甲的工艺流程能在生产合成氨的同时，以较低的能耗达到较高的甲醇产能，而不仅仅局限于气体净化作用。关键词氨联醇甲醇甲烷0前言我国合成氨联产甲醇经过近半个世纪的发展，从节能、环保、降耗等方面对联醇工艺进行了组合创新，现已

2、成为合成氨生产中的一项重要技术组成部分，近年来随着甲醇合成反应器和催化剂技术飞速发展，低压甲醇合成技术在中小氮肥厂也得到广泛应用，特别是与后续的中高压甲醇甲烷化技术组合，成为中小氮肥厂崭新的工艺，本文就该工艺的技术特点及应用情况作详细的阐述。1工艺说明1．1传统的中压联醇+铜洗组合工艺低压蒸汽甲醇液氨图11．2新型的低压甲醇+高(中)压甲醇甲烷化工艺中压蒸汽高(中)压甲醇合成压烷化I，⋯一、(12MPa)了一“一甲醇图2原料气粗脱后加压至2．0MPa，根据醇氨比进行变换、脱碳，再经精脱硫使气体总硫<0

3、．1ppm以满足甲醇合成工艺要求，气体经合成压缩机低压段加压至5．5MPa进行低压甲醇合成，大部分甲醇在此工段生产。低压甲醇合成分离后气体经合成压缩机进一步加压，通过高压甲醇合成使气体中(co+co2)降至～O．1％，高压甲醇以净化为目的，不追求甲醇产量。高压甲醇合成分离后气体经甲烷化气体中(co+C02)降至10"-'20ppm以达到氨合成工艺要求。化工催化荆及甲醇技术2011年第6期高压甲酵、甲烷化压力’口J‘以设定在12MPa或30．0MPa，甲烷化系统取热可以来自氨合气反应气、过热蒸汽或电加热

4、。1_3新工艺与传统比较(1)采用甲烷化工艺替代比铜洗净化，流程短，能耗低，铜洗、甲烷化工艺吨氨运行费用分别见表1、表2，采用甲烷化工艺比铜洗降低62．20fv_~／t。表1吨氨铜洗消耗单位单耗单价(元)费用(元)铜0．02728．780．78醋酸0．0367．80O．28氨kg62．0Ol2．00蒸汽3500．0621．00电kW·h350．248．40冷却水t301．OO30,00总计72．46表2吨氨甲烷化消耗单位单耗单价(元)费用(元)触媒f0．00675．O00．47电kW．h200．244

5、．80冷却水t51．o05．00总计i0．27(2)两级甲醇合成，一级产醇、二级净化，进甲烷化(CO+CO2)仅～O．1％，CI44生成量少，氨合成原料气消耗低。甲烷化反应仅生成化学水，三废排量低且易处理。(3)低压法合成甲醇，单位甲醇压缩功(含循环功)比中压降低100kwh／吨醇，生产成本降低。(4)低压甲醇合成采用水冷式反应器技术，可副产2．0MPa以上中压蒸汽，蒸汽可作工艺气用于变换，无论蒸汽品位还是产量都比中压高。(5)水冷式甲醇合成塔可以在4000---l2000’空速条件下运行，能广泛适应

6、气体组成及负荷的变化。．(6)通过汽包压力控制触媒层温度，生产操作容易，开停车方便。(7)低压合成系统原料气甚至可以设计为不循环一次通过甲醇合成塔，通过流程优化达到节能降耗。(8)国内低压合成技术成熟，合成塔材料完全国产化，装置投资与中压相当。1．4工艺计算．以年产60l(t氨、40l(t甲醇项目为例，采用低压甲醇合成+等高压甲醇甲烷工艺物料平衡计算见表3，各项消耗指标见表4。。2工程应用2．1生产情况·四川隆昌隆桥化工有限公司原有合成氨能力60kt／a，2007年新建20kt／a低压联醇以解决产品单

7、一的局面，同时通过中压甲醇甲烷化技术对原料气进行净化，装置于2008年4月建成投产。装置以天然气转化、耐硫中低变及洗氨脱氯工艺制各合格的甲醇合成气，低压联醇塔选用了林达最近开发的水冷甲醇合成塔技术，．中压甲醇及甲烷化塔采用了林达均温型技术。低压甲醇合成塔装填XNC．98触媒7．5m，共10．06t，操作压力6．0MPa；中压甲醇合成塔装填XNC．98触媒1．82t，甲烷化塔装填J106-Q触媒1．26t，操作压力12MPa。装置还包括空分、压缩、变换、脱碳、净化、甲醇精馏、甲醇罐区和氨合成等。化工催化

8、剂及甲醇技术2011年第6期l2表3物料平衡表氏压醇高压甲醇l=}]烷化产品甲醇I23456789l0物料名称脱碳气原料e混合气醇后气原料气醇后原料气分离气低压甲醇高压【}_I醇丰l1态P0RVAP0RP0RMIXEDP0RP0RP0RVAP0RL1QUIDLtQUIt)摩尔分率H2O．7l8600．718600．727090．730360．733960．736300．737420．737000．000230．00007C00．093lO0．093l00