JW型甲醇合成塔运行总结

第36卷第】期化肥工业2009年2月JW型甲醇合成塔运行总结韩秋,王瑞林,李峻',姚泽龙(1.中海石油天野化工股份有限公司呼和浩特010070;2.杭州林达化工技术工程有限公司310012)擴要介绍了JW型甲醇合成塔的结构以及jw3000均温型甲醇合成塔的实际应用情况。实践证明,JW型甲醇合成塔具有催化剂床层阻力小、气体分布均匀、操作方便、调节灵活、对气质要求比较低、催化剂装卹方便等优点,大型JW型甲罅合成塔的推广,对提高我国甲醇合成技术的装备能力是具有非常现实的意义的。关镳词合成塔甲醇JW型Sum-Up of Operation of Type JW Methanol ReactorHan Qiu, Wang Ruilin, Li Jun, Yao Zelong(1. Tianye Chemical Group Co, Ltd. of China National Offshore Oil Corp Huhehaote 010070;2. Hangzhou Linda Chemical Technology Engineering Co, Ltd. 310012)Abstract a description is given of the structure of the Type JW methanol reactor and the actualapplication of the Type JW3000 uniform-temperature methanol reactor. Practice proves that the TypeJW methanol reactor exhibits its advantages of small resistance of the catalyst bed, uniform distributioofin operation, flexibility in adjustment, low requirement for gas quality, and conin loading and unloading of catalyst. The promotion of the large-scale Type JW methanol reactor has ayery practical significance in raising the equipment capacity for the domestic methanol synthesis techKeywords reactor methanol Type JW近年来,国内外甲醇合成工艺的发展特点之一是采用新型结构内件的合成塔,其不仅强化了1甲醇装置概述甲醇合成塔的生产,而且强化了甲醇合成塔的操中海石油天野化工股份有限公司油改气联产作弹性,使合成塔能够稳定持久地运行是提高甲200ka甲醇项目由五环科技总承包设计,中化醇生产能力的核心问题之一。甲醇合成塔工艺参二建公司施工,以天然气为原料转化工序采用数的选择及其结构设计是否合理直接影响整个段炉蒸汽转化工艺;压缩采用德国阿特拉斯生产甲醇装置生产能力和技术经济指标。目前国内许的多轴离心式压缩机;CO2回收工序采用南化院多公司院校相继研究和开发了新型甲醇合成塔的MEA溶液回收技术;精馏工序采用天津大学的技术,一批拥有自主知识产权的甲醇合成技术在三塔工艺流程;氢回收工序釆用普里森膜渗透技国内外得到推广应用,充分体现了国内甲醇技术术;甲醇合成塔选用林达公司具有国内自主知识的进步产权且性价比较高的均温型低压甲醇合成工艺技本文对杭州林达化工技术工程有限公司(以术中国煤化工1l日一次投料下简称林达公司)设计生产的JW型甲醇合成塔成功CNMHG208年5月底,在中海石油天野化工股份有限公司甲醇装置中的林达公司生尸制造的JW型合成塔在天野化工公使用情况简介如下司甲醇装置已经稳定运行了30个月c第36卷第1期化肥工业2009年2月的氧化铝小球作为支撑架,塔内装填XNC98型2JW型甲醇合成塔结构简介甲醇合成催化剂7405t。XNC98型甲醇合成催JW型甲醇合成塔结构如图l所示。化剂的性能参数见表1。表l甲醇合成催化剂性能参数表项目性能参数型堆密度/(kg·L)3.2催化剂使用情况(1)从2005年12月1日17:00开始至12月6日7:00,经过110h的升温还原后,总计出水14.376t,占催化剂总质量的194%,非常接近物理水和化学水的出水量理论值。(2)2005年12月7日17:00向合成塔导1.气体进12.引'管3.上行冷管4.下行冷管气,开始为期3个月的低负荷运行。合成塔在运5.气体出116.催化剂层7.环管行中的进、出口温度与设计值基本相符催化剂床图1JW型甲醇合成塔结构简图层各点温度比较均匀,轴向温差<10℃,径向温入塔气由上部进入合成塔,通过引气管使气差<3℃;催化剂的热点温度以及出口温度都低体均匀分配至各环管,保证塔内气体在径向均匀于235℃,低负荷工况下的运行非常稳定。分布;然后气体进入下行冷管与催化剂层反应气3.3性能考核情况并流换热升温,再进入上行冷管进一步与催化剂从2006年9月14日16:30起至9月16日层反应气体逆流换热升温,气体温度达到催化剂16:30进行了为期48h的性能考核装置负荷达活性温度后进入催化剂层进行甲醇合成反应;反到102%(19500m3/h,标态),200年9月15日应后气体由下部出甲醇合成塔的考核数据见表2、表3和表4jW3000均温型甲醇合成塔总高13600mm,表2102%负荷下JW型甲醇合成塔塔径3000mm,催化剂装填高度7860mm。塔内催化剂床层温度分布情况℃设有4组温度热偶,每组7个测点,共计28个热外环内环内环偶测点能够在日常生产过程中很好地监测催化251.9256.3剂床层的温度变化,对甲醇合成反应情况的掌握250.3247.7252525].9更加全面细致。258.5253.43催化剂装填及使用情况3.1催化剂装填情况251.2256.9塔底铺放厚约200mm、直径为15~20mm表3102%负荷下JwW型甲醇合成塔运行数据温度八℃合成塔压力/MPa合成环路压力/MPa废锅副产口人口废锅出分离出口0.98MPa蒸汽(t·h-1)出温度/℃151.2254.86.8566.7526.9226.6916.5中国煤化工38.9考核结果表明:CNMHG压力78MPa,而(1)合成塔轴径向温差均<10℃床层温度实际操作压力为69MPa,为设计操作压力的分布比较均匀88.7%。第36卷第l期化肥工业2009年2月表4102%负荷下JW型甲醇合成塔中化分析数据生产负荷维持在19000m3/h(标态)运行时,合项H(H2)q(CO2)q(N2)(CO)4(CH)氢碳成塔进、出口压差一直小于设计值(0.25MPa),这充分说明JW型甲醇合成塔催化剂床层阻力设计转化气66.1012.4017.303.901.81实际转化气66814.621.5012.214.801.95小,气体分布比较均匀。实际塔入162.041971.634.6419.093.01(2)由于在JW型甲醇合成塔催化剂层设置实际塔出I61.789.921.772.9923.55了28个热偶测点操作起来比较直观可靠,根据注1)10%负荷下粗甲醇平均量1794m角48h性能考核对催化剂床层温度细微的变化,中控操作人员可期间精甲醉产量1327561。对合成塔工况提前做出预判,给及时调整带来诸(3)因下猪尾管管台设计缺陷,转化管出口多方便,只要通过入口冷激线调节阀控制合成塔温度比设计温度低近55℃,使转化气中CO体积口温度稳定就可以了。此外,JW型甲醇合成塔分数低5%左右,尽管生产负荷为102%,但产量适应气质范围宽合成塔入口气氢碳比设计值是却没有达到100%负荷设计能力(667td)。268,而实际操作值在2.50-7.50c4JW型甲醇合成塔运行情况(3)JW型甲醇合成塔结构比较简单,且由于合成气冷热介质基本上不存在压差,即使发生了(1)自2005年12月投产以来,甲醇装置累部分泄漏仍可维持正常生产。而鲁奇甲醇合成计停车57次,其中联合压缩机循环段入口设定在塔由于管壳侧压差比较大,一旦发生泄漏根本无2s内快速关闭的两电动阀Xv01303/XV01304在法维持正常生产。另外,由于jW型甲醇合成塔紧急停车状态下共计出现了9次不能正常关闭,结构简单,相比较鲁奇甲醇合成塔而言,甲醇合成即Jw3000型甲醇合成塔的压力在10min内由催化剂的装填和卸出都比较方便。65MPa突降至1.8MPa左右这样的卸压速率4)JW型甲醇合成塔在不同负荷下的运行对合成催化剂的冲击相当严重。但目前甲醇装置情况见表5和表6。表5JW型甲醇合成塔在不同负荷下的运行数据行负荷/合成塔温度/℃成塔压力/MP合成环路压力/MPa废锅副产098MPa水冷器出入口人口出口口废锅出口分离出口蒸汽/(t·h-)口温度/℃94.21158.2261.86.4436.26266.24917.1338.3266.87.2416.9626.889注:1)测定日期200705072)测定日期200805-16衰6JW型甲醇合成塔实际运行天数中CO含量将不断提高,产品精甲醇产量肯定能平均负荷与年产量对比超过设计能力。2006年2007年2008年(前5个月)(2)由林达公司设计生产的JW型甲醇合成运行天数/d30236341.76塔催化剂装填量较大,空速也可相应提高,单塔生平均负荷/%60.28279.7产能力相应提高。本套甲醇装置目前已经累计生产量/12150318734174996产了382kt精甲醇,JW型甲醇合成塔已经稳定运5结语行30个月,各项性能已超过设计能力。随着林达公司设计的的3200mmJW型甲醇合成塔在大连(1)在人口气质和合成环路压力未达设计大化300kUa甲醇装置中投入运行,经进一步完值、催化剂已使用30个月(末期)的前提下,目前善的林达公司甲醇合成塔在国产化600kUa甲醇维持生产负荷19000m3/h(标态),日产量仍可装型中国煤化工设计制造的大达到625tε随着甲醇装置2008年大修后转化管提高我国甲醇合下猪尾管管台瓶颈问题的彻底解决,转化管出口成抆CNMH身实的意义的温度的逐渐提升并接近设计值(855℃),转化气收稿日期2008-1-11)