甲醇合成系统技术改造.pdf

《甲醇合成系统技术改造.pdf》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、甲醇合成系统技术改造尹艳江陈焕峰(河北金牛旭阳化工有限公司，河北邢台054001)摘要：针对目前大合成系统运行中存催化剂装填量少、空速高、催化剂使用周期短、前工序压力高功耗大、单程转化率低等问题，在原有合成塔基础上再并联一台小塔解决了这一系列问题，提高了甲醇产量和装置操作的稳定性，改造后效益显著。关键词：空速；转化率；增产：降耗；合成塔河北金牛旭阳化工有限公司20万t，a甲醇装置以焦炉煤气为原料，采用纯氧一蒸汽转化、低压合成甲醇技术，经三塔精馏工序制的99．99％(乙醇含量<50ppm)。该装置于2009年5月投产运行。针对合成系统运行过程中出现的制约甲醇提产问题、降低消耗的问

2、题，采取技改等相应措施，实现生产平稳运行。1项目提出的背景及项目的必要性1．1概述河北金牛旭阳化工有限公司的20万吨／年甲醇项目依托四川天一科技股份有限公司设计。装置于2009年投运后，经过一年的运行发现甲醇合成系统中驰放气的CO的平均含量为3％(“v)，CO：的平均含量为6％(“v)，驰放气量为18000Nm3／h、年损失碳1296万Nm3，根据反应生成1吨甲醇需要700m3碳计算，如果进行合理回收每年多生产甲醇5554吨。于是在2010年通过在原合成塔后串联增加一套小合成系统，将这些驰放气中的碳资源进行了合理利用。目前大合成塔设计催化剂装填量为39．1m3，入塔气气量为47

3、0323Nm3／}l。通过查找国内几家知名催化剂厂家(四川天一、南京南华、大连瑞克)提供催化剂参数可知，催化剂空速6000-20000h一、反应压力4．0—15．0MPa、使用寿命2-3年，我厂催化剂空速理论计算值为12029h～、反应压力7．0MPa、生产6年共更换3次催化剂平均寿命为2年，可以看出我公司催化剂的使用情况与同行业企业相比属于中等水平。1．2项目提出背景目前我公司大合成系统在实际运行中存在以下几个问题：1．2．1大合成塔催化剂装填量较小仅为39．1m3、空速较高12029h～、催化剂寿命较短仅为2年。1．2．2大合成塔反应压力较高需保持在6．5-6．7MPa，导

4、致前工序合成器压缩机能耗较高。1．2．3转化系统压力长期处于高危值运行，系统加量难度较大无法保证装置满负荷生产，而且对生产装置长周期、满负荷、安全运行带来巨大挑战。2同行业解决办法唐山中润煤化工有限公司有两套年产10万吨的焦炉煤气甲醇装置，于2009年3月投产、2012年对合成系统进行了技术改造(每套装置都新增串联了一台小合成塔)，再加上焦炉气压缩机镗缸增加打气量和系统补碳(补液态CO：)等一系列手段，单套装置产量由原来的360d增加到420dd。通过技术交流，我们发现了对方增产降耗的原因。主要体现在下几点：2．1催化剂装填量：中润单套100kt／a大、小合成塔催化剂装填量为2

5、9．5m3、15m3，金牛200kda大、小合成塔催化剂装填量为39．1m3、4m3。都折合成100kda这个平台做比较，中润是我们的2倍。2．2操作方式：中润采用大小合成塔并联操作、金牛采用大小合成塔串联操作。原因：唐山中润甲醇装置是化二院设计的系统富余量较大(管道直径、压缩机功率都大)改造后期有加量余地，采用并联操作可以多吃新鲜气是增产的原因。金牛旭阳是由天一设计系统富余量较小，改造后期加量余地几乎没有采用串联保持原有气量不变情况下总碳转化率较高是增产的原因。2．3空速：空速=合成气气量／催化剂装填量，中润：7206h～、金牛：12029h～。2．4反应压力：唐山中润：6．

6、0MPa，金牛旭阳：7．0MPa。2．5使用周期：唐山中润使用大连瑞克生产的RK—05型，使用周期为3年(最长一次3．5年)，金牛旭阳使用四川天一生产的XCN-98型，使用周期仅为2年。3查证相关资料空速的概念：在规定的条件下，单位时间单位体积催化剂处理的气体量，单位为m3／(m3催化剂·h)，可简化为h～。反应器中催化剂的装填数量的多少取决于设计原料的数量和质量以及所要求达到的转化率。空速越高表示催化剂活性越高，装置处理能力越大。但是，空速不能无限提高。对于给定的装置，进料量增加时空速增大，空速大意味着单位时间里通过催化剂的原料多，原料在催化剂上的停留时间短，反应深度浅。相反

7、，空速小意味着反应时间长，降低空速对于提高反应的转化率是有利的。所以，较低的空速意味着在相同处理量的情况下需要的催化剂数量较多，而在目前我公司大合成塔的催化剂装填料数量无法改变情况下，结合我公司实际生产情况，行之有效的办法就是再增加一台新合成塔提高催化剂的装填量，以此能达到降低空速的目的。最后技术人员经过认真分析论证，现已提出系统技改方案：即在现有甲醇合成塔旁边并联一台催化剂装填量为20m3的合成塔，使合成催化剂的装填量达到59．1m3，共用现有气气换热72化工蓄群2015年8月器、汽包、蒸