甲醇合成在线除蜡

●52●姜小林等甲 醇合成在线除蜡经验交流甲醇合成在线除蜡姜小林祁元元(陕西渭河煤化工集团有限责任公司,陕西渭南714000)摘要介绍了甲醇合成反应中产生副产物石蜡的机理及其由此影响甲醇反应进行的危.害,阐述了在线除蜡的工艺流程、方法。在低负荷正常运行情况下,通过在线除蜡减小了合成循环气进入合成塔中的甲醇含量，促进了甲醇合成的反应的正向进行,增加了甲醇的产量。关键词甲醇合成;在线除蜡;机理;水冷器中圄分类号TQ223.12*1文献标识码BDOI 0.96/5.sn.10060 -6829 2013.03.016某公司的甲醇合成装置，采用IMC型合成塔,CO+2H2 -→[CH2]+H20;在8 MPa下进行甲醇合成反应。设计生产能力为3)催化剂中含有Fe或NiMg等碱金属,在0.01~400kv/ao甲醇合成反应是一个伴有多种副反应同时4.00 MPa、180~300 C下的反应:发生的强放热反应,生成的各种副产物对系统的安2CO+H2→[CH]+CO2o .全稳定运行带来一定困难,其中比较典型比较突出2工艺流程的就是生成石蜡的副反应,由于催化剂本身及系统吹扫不干净的原因,新装置第1炉触媒运行期间生.甲醇在线除蜡工艺流程见图1。成石蜡是比较明显的,生成的石蜡出合成塔后大部来自净化的压力约为5.2MPa、温度40C的新分凝固堆积在水冷器里，使水冷器冷却效果下降,不鲜甲醇合成气与甲醇合成弛放气膜回收的富氢气以能很好地冷却出合成塔工艺气,从而导致水冷后工及CO膜回收装置尾气混合,进人新鲜气分液罐,分艺气温度升高,残余甲醇量升高;残余甲醇又随循环离出其中的液滴后,进入合成气压缩循环机合成段气再次进入合成塔与工艺气反应,加大石蜡的生成,压缩至8.3 MPa左右,再进人催化剂保护床进-步最终形成恶性循环,不仅给操作带来极大不便,又影除去其中的有害物质,然后与压缩循环机循环段出响甲醇产量及甲醇精馏的稳定运行,故必须采取措口工艺气混合进人进/出口换热器壳程,被反应后的施进行在线除蜡,确保装置的长周期稳定运行。气体预热至220 C左右,由顶部进入甲醇合成塔。在合成塔内,CO、CO2和H2在铜基催化剂上进行如下1石蜡的产生机理反应:甲醇合成气中的CO和H2在不.换热器蒸汽管网同的铜基催化剂和不同的工艺条件新鲜气|2因当D下,会产生脂肪烃类,即多种高级烷合成塔 !烃混合物一石蜡, 其代表分子式压缩段,jo-为C,H2mn2,熔点70 C左右。1)催化剂中含有Fe、Co、Ni等第压缩循环机循环段②6VII族元素,会发生以下反应:甲醇汽包分离器回水CO+3H2→CH4+H20,2CH4→C2Hs+ H2;去粗甲醇罐水冷器L上水s热水循环泵2)催化剂中含有Co Mo、ThO2元图1甲醇在线除蜡工艺流程素,在0.01~1.00 MPa条件下的反应:Fig I Process of methanol dewaxing mline收稿日期:2013-03- -282013年第20卷第3期化工生产与技术Chemical Production and Technology53●CO+2H2→CH;OH,恒温时间,从而进一步缩短在线除蜡时间,降低甲醇CO2+3H2→CHzOH+H2O。损耗。反应在约230 C 8.3 MPa下进行。反应生成甲5)系统负荷恢复至满负荷。系统恢复过程- -定醇和水,放出大量的热,同时也会有少量的有机杂质要慢,注意甲醇分离罐的液位,防止大量甲醇冷凝造生成,合成塔出口反应气温度约为241 C,进人进/成液位高联锁。在整个过程中要注意汽包压力和温出口换热器管程与新鲜气换热回收反应热后，温度度的控制,防止热水循环泵因温度变化较快,引起气降至95 C左右,此时有少量的甲醇冷凝下来,然后蚀现象的出现,损坏机泵、引起流量波动、床层热量再进人水冷器进- - 步冷却至40 C左右,此时大部分失控。甲醇可冷凝下来,冷至40 C的气液混合物经甲醇分除蜡前后主要控制参数对比如表1所示。离器分离出粗液体甲醇。分离出的粗液体甲醇经减表1除蜡前后系统40%负荷的参数压后进人甲醇膨胀槽闪蒸，以除去液体甲醇中溶解Tab 1 Parameters before and after dewaxing of 40% load in system的大部分气体，然后送至甲醇中间罐区的粗甲醇贮除蜡前除蜡后项目槽,再经泵送人甲醇精馏单元。设计实际设计实际甲醇合成为强放热反应，反应热经板片间的饱新鲜气量10 km'h.14.0和水汽化移出。板片间副产2.9~4.1 MPa的饱和蒸床层温度/C220-257 252220-257 250汽,经调节阀减压至1.1 MPa后,并人蒸汽管网。汽入塔w(H2)%>70757081.7包和甲醇合成塔为强制循环式，通过热水循环泵强水冷器出口温度/C<7535.628.1制循环换热。汽包压力/MPa1.0-~3.0 2.81.0~3.0 2.863在线除蜡过程压缩机压缩段出口温度/C <75 38.9<75 38.01)在线除蜡时,合成工段将负荷降至40%。理论压缩机循环段出口温度/C <80 43.1<80 41.8上负荷越低、循环气量越少,系统中累积的甲醇就越压缩机循环气侧振动/uM__ <15.8<15少,合成气压缩机运行中带液的可能性也越小，机组运行的安全性也越高。负荷降的过低则不能维持正4结论常床温运行，导致副产物变多、系统消耗蒸汽量过1)通过在线除蜡使系统在水冷器表面粘附的石大,不能经济运行。2)通人蒸汽将床层温度维持在220 C以上。因蜡能够部分清除，有效缓解了因水冷器出口温度高造成甲醇分离器甲醇闪蒸不完全，进而减小了合成为铜基催化剂在床层温度210 C左右时，副产石蜡循环气进人合成塔中的甲醇含量，促进了甲醇合成的速率最快，所以在除蜡过程中尽量将床层温度控的反应的正向进行，增加了催化剂的反应活性,降低制在220C以上，防止出现二次结蜡现象。3)缓慢关水冷器循环水回水阀，控制升温速率了系统中的CO累计含量,抑制了副反应的生成速30C/h。系统升温严格按照速率进行，以免出现阀率，增加了甲醇的产量。在线除蜡是直接用合成气门、管件受热不均匀,出现弯曲、变形,影响系统的安的热量来加热,受热均匀,并以大量的合成气来熔蜡带人分离器分离,除蜡较快,效果显著。全气密性。4)将水冷器出口温度升至70 C恒温2 h,温度2)虽然在线除蜡是在较小影响甲醇产量的基础曲线无变化后,按降温速率缓慢投用循环水。当温是进行的，能够取得较好的效果。但是在线除蜡过度达到65~70C时,粘附在管壁上的石蜡开始融化,程中由于反应一直在进行，且水冷器出口温度要升水冷器出口温度曲线就会出现波浪形升降变化,待至70C,使系统中的甲醇含量提高的更快、累计的无变化时,说明石蜡已经融化完全，系统可以升温。更多。通过这次除蜡证实在循环水恢复正常后,系但是在线除蜡过程中，温度只在65 C时变化1次,统中的甲醇含量还是较高，以至于在除蜡1周后水70C恒温2h都无变化，说明循环量大的情况下,冷器出口温度又上升至48C。因此在线除蜡的优点升温过程中带出的液体石蜡量较大，不会像停车除是方便、快捷、节能,但要长周期运行还需要不断探蜡那样波动几次。因此下次在线除蜡时，可以缩短索、研究降低在线除蜡后系统的反复速率。.