水煤浆气化制甲醇装置变换工段工业运行分析.pdf

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1、第6期(总第175期)煤化工No．6(TotalNo．175)2014年12月CoalChemicalIndustryDec．2014水煤浆气化制甲醇装置变换工段工业运行分析李斌(陕西神木化学工业有限公司，陕西神木719319)摘要结合陕西神木化学工业有限公司水煤浆气化制甲醇装置变换工段的工业生产实际情况，通过对变换工艺的选择，确定了全气量变换工艺方案；通过对变换催化剂的比较，确定选用QDB一04耐硫变换催化剂。工业应用情况表明，对于水煤浆气化制甲醇装置变换工段，选择全气量变换方案是可行的，在装置运行

2、期问，变换炉入口水／气为0．50～0．60，入口温度2l0oC～260oC，床层热点温度不超过460℃，装置运行平稳，无甲烷化副反应发生，满足甲醇合成生产的要求。关键词水煤浆气化，甲醇，变换工艺，催化剂，水气比，床层热点温度文章编号：1005—9598(2014)一06—006204中图分类号：TQ534．4文献标识码：B陕西神木化学工业有限公司(简称神木化工公比较，神木化工公司最后选择了全气量变换方案，且司)二期工程400kt／a甲醇装置于2008年6月建成，在变换工段中，配上炉外副线以及中部进气副

3、线，便选用了以煤为原料，水煤浆气化，后接c0耐硫变换一于实际生产中的调节。这样做的好处是，在生产前低温甲醇洗一脱硫一脱碳一精脱硫甲醇合成工艺。期，可严格控制进口水气比和进口温度；在中后期，提由于设计的变换压力(3．32MPa)较高，原料气的C0高水气比，降低进气量，变相延长催化剂使用寿命。体积分数(43％)相对变大、水气比(1．40)较大，同时添加中部进气管线，便于在硫化和导气时，控制催化采用低硫煤(硫分0．3％)生产时，原料气中的硫化氢剂床层温度，杜绝超温的情况发生。含量低，因此，神木化工公司甲醇装

4、置变换工序面临1．2催化剂反硫化的解决思路的主要问题是：如何优化变换工艺流程，选择合适的钴钼催化剂在硫化状态下，才能表现出高的催化催化剂，避免在低硫条件下催化剂反硫化以及防止甲活性，并且随着原料气中的Hs含量的增加，催化剂烷化副反应产生。的活性也相应增加，因此对原料气中的HS含量原则甲醇装置变换工段选用青岛联信催化有限公司上无上限要求口]。但由于钴钼催化剂中活性组分硫化的QDB一04型耐硫变换催化剂，于2008年8月开始投物与工艺气中H。s之间存有下列水解平衡反应：料生产，经历了多次开车、停车，并且在

5、运行负荷经常MoS2+2H20~Mo02+2H2S(1)调整的情况下，耐硫变换催化剂床层的热点温度和床故而在一定的反应温度和水／气条件下，当Hs层压差基本保持不变，床层出口c0指标仍能满足工浓度低于平衡时所需的最低H。s浓度时，将会出现反艺要求，截至2013年8月，已经成功运行5年，现对硫化现象而使催化剂失活。在实际生产中，导致催化该装置运行情况进行总结，以供参考。剂失活时的HS的临界浓度还要远大于热力学允许的最低浓度，并且这个临界值随丁艺条件的不同而不变换工段工艺流程的选择同，即当反应温度和水／气不

6、同时，反应所需的最低H。s浓度也不同，温度越高，水／气越大，所需的Hs1．1工艺方案的比较、优化与确定浓度也越高。因此，对原料气中的Hs最低含量有一在文献调研和实验分析基础上，通过工艺的定的要求。不同型号的催化剂，由于性能不同，因而对收稿日期：2014—07—26作者简介：李斌(1976一)，男，陕西佳县，高级工程师，学士，2004年本科毕业于西安交通大学化工工艺专业，现从事煤化工技术丁作，E-mai1：1ibin655@163．aom。2014年12月李斌：水煤浆气化制甲醇装置变换工段工业运行分析6

7、3原料气中的最低H。s含量的要求也不相同。耐硫变换表1甲烷化副反应发生时床层热点与水气比的关系催化剂对原料气中最低H。s含量的要求，存在着以下经验公式的关系：S=R(411)。(2)式中：S一工艺气中最低硫化氢质量浓度，g／m。；一工艺气中水／气；卜床层热点温度，℃。催化剂反硫化的问题与水气比和温度密切相关，水气比越高，需要原料气中的硫化氢浓度越高，因此为避免催化剂在低硫条件下反硫化失活，设计上，考由表1可知，水气比从0．30降到0．16，催化剂虑采用废锅，先降低原料气中水气比，后进行变换反的床层热点

8、温度并未发生很大的变化，当水气比降到应。水气比选0．6，热点温度选取460℃，由公式(2)知：0．06时，床层热点温度升至481℃，随着水气比的持．S=0．6X(460／411)_=0．982g／m。续降低，催化剂床层热点温度升到838℃，说明此时因该变换装置中Hs质量浓度1．069g／m。(>已有大量的热量产生，同时发生了甲烷化反应，所以，0．982g／m。)，因此可满足防止催化剂反硫化性能的要求。在实际生产中，保证最低水气比在0．16以上，且床层1．