降低甲醇生产的合成气消耗.pdf

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1、降低甲醇生产的合成气消耗张锐(兖矿国宏化工有限责任公司，山东邹城273500)摘要：针对兖矿国宏化工有限责任公司甲醇消耗新鲜气高的原因进行排查，通过收集、分析运行数据，提出整改措施，整改后效果明显，提高了产量，降低了消耗。关键词：消耗；产量；惰性气；H／C；甲醇损耗；企业效益兖矿国宏化工有限责任公司是一家年产50万t甲醇的大型企业。以高硫煤为原料，通过德士古气化技术生成主要成分为Hz、CO和C02的原料气，由气化工段生产的原料气经变换炉调节气体成分，将H：和CO的比例由l：l调节为2：1，出变换炉的粗合成气进入低温甲醇洗工段，除掉HzS、COS和绝

2、大部分的CO：，得到总硫含量小于o．1PPm的精制新鲜气，经联合压缩机送入合成塔，在铜基催化剂的作用下生成甲醇，粗甲醇经四塔精馏得到精甲醇产品。新鲜气消耗的多少，决定了生产运行效率的高低，如何在确保生产装置运行稳定的前提下，采取各种技术措施来实现新鲜气的有效降低与稳定控制，是提高系统生产能力，提升企业市场竞争力的关键所在。1背景改良前系统新鲜气消耗情况我厂甲醇生产装置投产后，新鲜气消耗值偏高，平均值为2361Nm3／t。在生产相对稳定、甲醇产量相对较高的情况下，新鲜气消耗值仍高于设计值(2267Nm3，t)。2消耗偏高原因分析通过长期的理论研究及实

3、践摸索，发现消耗偏高的原因主要有以下两方面原因：生产过程中新鲜气的损耗；生产过程中甲醇的损耗。2．1新鲜气生产过程中的损耗2．1．1惰性气体含量偏高，甲醇合成系统中的惰性气体是指氮、甲烷、氩气及其他不凝性的有机化合物。系统中惰性气含量高，相应地降低了CO、CO：、Hz的有效分压，对合成甲醇反应不利，动力消耗也增加。对于甲醇生产系统，循环气中惰性气量会不断累积，需要经常排放一部分气体来维持惰性气含量在一定指标之内，因此造成了一定量的新鲜气的损耗。系统惰性气体中除了Ar外，甲烷和氮气含量均高于系统设计指标，氮气超标值最为严重，平均超标8％左右。2．1_

4、2惰性气体来源分析惰性气的来源主要有以下几个方面：①造气原料煤中含有的氮、甲烷等元素通过燃烧气化后进入系统；②空分工段提供的氧气中含有的；③与工艺气管线相连的中压氮气阀门存在内漏现象，使少量氮气进入系统；④氢回收系统膜分离效果差，造成大量惰性气体回收至系统中。因此若要降低新鲜气中惰性气体含量则须从以上几个方面进行改善。2．1．3处理措施：2．1．3．1从生产系统源头降低惰性气体输入量(1)原料煤中的氮含量约为1．5％，按照正常负荷，气化炉投煤量100t／h，则带入的氮气量为1200Nm3／h。经多方论证后，尝试少量掺烧其他煤种，在气化炉工况稳定的情

5、况下逐渐增加掺烧量，最终，因原料煤带入的氮气量可减少150NM3／h。(2)对氮气管网进行排查确认，将所有与工艺气管线相连的中压氮气管线阀门关闭并加盲板，或者用两道阀门进行隔离，两阀中间加导淋阀，保持导淋全开，可减少氮气量40Nm3／h。(3)空分氧气中的含氮量也是一个很重要的来源。满负荷生产时用氧量为56000Nm3／h，纯度为99．6％，则带入系统的氮气量为224Nm3／h。采取措施：适当降低主冷液位，通过减小主冷底部静压、增大主冷温差的方法，使上升氧气量增加，达到提高氧纯度的目的。经过一段时期数据摸索和优化后，纯度提至99．8％。减少氧气中的

6、含氮量112Nm3／h。通过以上措施减少惰性气体302Nm3／h。2．1．3．2对氢回收装置进行整改氢回收装置的目的是将驰放气中的有效气体进行回收，以氢气为主的回收气，再循环进入合成塔，参与合成反应生产甲醇；大分子惰性气体膜的被膜过滤后，作为非渗透气排至锅炉作为燃料气，可有效调控系统中惰性气体含量。因此非渗透气中氢气含量越低，表明装置的回收效率越高，有效氢的损失越少。通过该装置的应用能够降低新鲜气消耗，提高系统产能。但是在运行过程中，没有达到预期的效果，以下为运行数据设计值对比表。表1．氢回收装置设计参数表＼＼成份N2CH4(％)气量(Nm3／气露

7、＼H2(％)C0(％)C02(％)(％)h)＼驰放气77．365．981．629．82．438255一级氢气91．952．121．652．50．533870二级氢94．241．4l1．461．620．342407非渗透气26．7219．511．7634．818．891919表2．氢回收装置优化前运行数据表＼鹰舒气量(Nm3／气叭H2(％)C0(％)C02(％)N2(％)CH4(％)＼h)驰放气71．626．862．1511．634．5l65002016年5N化工彳挥I237l一级氢气70．055．531．6916．743．151943l二级氢气80

8、．164．931．954．393．272550l非渗透气60．711．193．1316．176．162007通过上表对比可