天然气合成甲醇技术

天然气合成申醇技术徐明霞(大庆油田天然气化工利用研究所黑龙江省大庆市163457)易华(大庆石油管理局经济学校黑龙江省大庆市163000摘要甲醇合成塔是甲醇生产的关键1.2自热转化设备,目前应用的主要塔型有冷管型、多8Topsoe开发的自热转化工艺是将部分氧化的放8段绝热段间冷型合成塔以及副产蒸汽的等热反应和蒸汽转化的吸热反应结合在一个反应器内温型合成塔。粗甲醇的精馏有两种流程,∮。完成,降低了工艺的投资费用。与联合转化工艺相◇即二塔流程和三塔流程。它们的不同点比,其特点是部分氧化再现。传统的蒸汽转化制合。是:①三塔流程比二塔流程的投资高;②。成气的生产工艺,合成气中R值约为2.9,这和最◇三塔流程的蒸汽消耗比二塔流程低;③三佳组成2.05相差甚远,造成能耗高。为了使合成◇塔流程中第一精馏塔在加压下操作,所需气的R值接近2.05,可以采用两种方法,即一段塔釜加热蒸汽的压力路高些,而二塔流程炉加2转化法和二段加纯氧转化法。二段转化中主塔在常压下操作,塔釜接近108故再沸器所用蒸汽可以是压力很低的低压法有以下优点(1)一段炉的热负荷仅为一段法的35%~蒸汽。45%,因此燃料天然气耗量明显下降,和传统一段主题词天然气合成甲醇转化。法相比,每吨甲醇的天然气耗量可下降10%Q过程技术15%,每吨甲醇的能耗下降2.09GJ,且烟道气中氧化氮的含量也大大减少,使环境得以改善。1.甲醇工业生产技术(2)转化负荷向二段转移,原料天然气一部分通过一段炉,另一部分直接进入二段炉,节省了工目前,全球天然气经由合成气(CO+H2)间艺蒸汽,同时只要控制纯氧的加入量,便可正确地调节合成气的R值达到2.05左右,合成气中甲烷接制取的甲醇产量,占甲醇总产量的90%,而采含量降至0.5%~1%左右,大大改善了合成回路用天然气转化为合成气的工序投资和生产费用,要的操作。占工艺全过程的60%,因此改进合成气制造技术二段纯氧转化法的优点是明显的,特别是传统对提高后续合成过程,有着重大的经济意义。纯氧二段转化法技术是成熟的(与合成氨造气相11联合转化工艺似),从80年代初期以来已有近20个装置采用富80年代后期率先由mg公司开发的联合转化氧二段转化(用于合成氨)及纯氧二段转化(用于工艺,在第一段常规蒸汽转化反应器后串联一个二甲醇装置和合成氨装置段加氧转化炉进行自热转化,总O,/C为0.35~选择二段纯氧转化需配套建设空分裝置以提供0.45。该工艺最大优点是降低了一段蒸汽转化反应99,9%以上的纯氧。70年代后期空分装置由于采用器的出口温度,从而可以将转化压力升高到0.35了分子筛净化及铝板式换热器,大大提高了装置的-0.45MPa,与单独用蒸汽转化工艺相比,后续过可靠性,而且操作周期均超过800lo程压缩机规模可减少50%,同时可以满足甲醇合1.3合成工段成中要求的H/CO,消除了H2过剩,达到节能目的,但投资费用有所上升。英国ICI和美国的的主YHE中国煤化》关键设备,目前应用热段间冷型合成塔以Kelg艺是具代表性的联合转化新工艺,该工及副xCNMHG。艺将蒸汽转化和自热转化置于一个管壳式反应器1)冷管型。适合于低压合成的冷管型合成塔内,减少了设备。有ICI的冷管型塔。我国中、高压法合成普遍采用油气田地面第梯卷第4期欺2017)9**我社已建立刊登广告电子版的网站http:/ww.puioad.com冷管型塔,有多种冷管结构型式。例,然后用离心压缩机升压到5MPa,送入温度为(2)多段绝热段间冷型合成塔。第一种型式为270℃冷激式反应器,反应后的气体进行冷却分离多段绝热段间冷激式,第二种型式为段间换热器出甲醇;未反应的气体经压缩升压与新鲜原料气混合再次进入反应器,反应中所积累的甲烷返回转化3)副产蒸汽的等温型合成塔。最具代表性、炉制取合成气。低压操作意味着岀口气体中甲醇浓工业化应用最早的是德国鲁奇等温管壳型甲醇合成度低,因而合成气的循环量增加。但是,要提高系塔,齐鲁石化70年代引进的10×10/a甲醇裝置就统压力,设备的压力等级也得相应提高,这样将会应用此类合成塔。我国在消化吸收的基础上自己设造成设备投资加大和压缩机的功率提高。热稳定性计制造了20多个大小不同的鲁奇型等温合成塔,和温度分布是反应器设计的两个至关重要的参数,是目前国内甲醇装置中应用最多、效果最好的塔所以设计时应该使反应气体分布尽可能均匀,以防止催化剂床层局部过热,导致催化剂烧结失活德国鲁奇等温管壳型合成塔的优点如下低压工艺生产的甲醇中含有少量水、二甲醚(1)无需设置开工加热炉,开工时直接将蒸汽乙醚、丙酮、高碳醇等杂质,需蒸馏分离才能得到送入甲醇合成塔壳程使催化剂加热升温。精甲醇(2)合成塔既是反应器又是废锅,合成反应热由管外的沸水移走,管外沸水与废锅汽包组成自然2.甲醇工业生产需求情况循环,只要控制沸水的蒸汽压力,沸水温度也就恒定,故操作时管内催化床的反应温度比较平稳。自1923年BASF公司用CO+H,法合成甲醇正(3)管壳型合成塔反应温度易于控制,而且由式投产以来,世界甲醇产量迅速增长,其应用领域于换热良好,催化床的温度分布也均匀,有利于抑越来越广,目前在主要工业发达国家中,其产量仅制副反应和延长催化剂的寿命。次于合成氨、烯烃、芳烃而列第四位。4)单程转化率较冷激型塔高,岀口甲醇浓度992~1996年,世界甲醇出现了有史以来发展在5-10MPa下可达5%~10%,在同等条件下几较快的5年,总生产能力年均增长率达4.9%乎为常用冷激塔的一倍,因此气体的循环量也小,量年均增长率达7.1%,总消费量年均增长6.7%,随之而来可获得两点好处,一是可以选用较小尺寸开工率84.3%,呈现出供需平衡的态势。甲醇获的设备和管道,二是可以降低运行中的动力消耗。得高速发展的主要原因还在于全球性无铅汽油对5〕由于催化床的反应温度易于保持恒定,故MBE需求的快速增长,以及甲醇羰基化法制醋酸允许含CO比较高的补充气送入合成塔,获得的粗新工艺的高速发展。甲醇不仅浓度高,而且质量好。我国甲醇工业发展迅速,1991年生产能力尚(6)副产蒸汽过热后可用于驱动补充气和循环不足100×10t,到1998年底全国甲醇装置总生产气压缩机的蒸汽透平,而蒸汽透平用过的乏气又能能力已近230×10t。199年进口甲醇12.3×10t继续用于甲醇蒸馏,所以系统的热利用度很高。同比增长145.78%,甲醇进口数量占国内消费量的1.4精馏工段48.7%。粗甲醇的精馏有两种流程,即二塔流程和三塔目前国内正在建设的甲醇项目总生产能力约为流程。它们的不同点是:①三塔流程比二塔流程的60×10t,主要集中在西南和西北富产天然气的地投资高;②三塔流程的鰲汽消耗比二塔流程低;③区,今后以上两地域将成为我国商品甲醇的主要供三塔流程中第一精馏塔在加压下操作,所需塔釜加应地。近期我国甲醇虽呈现供过于求状态,但从长热蒸汽的压力略高些,而二塔流程中主塔在常压下远来看,甲醇市场仍将看好,需求继续增长。其原操作,塔釜接近10℃,故再沸器所用蒸汽可以是因一是我国的甲醇装置大多规模较小,工艺落后压力很低的低压蒸汽。总体来说,三塔流程的投资生产要高于二塔投资,但操作费用低于二塔流程。L中国煤化工论从成本上还是从工艺上1.5气相法工艺CNMHG下游市场还有较大的开发空间。ICⅠ低压甲醇合成流程由H、CO、CO,及少量CHL组成的合成气经过变换反应以调节CO/CO2比(收稿日期200010-23编辑樊韶华)16油气田地面工程第20卷第4期2017)**请访问hp:www.puioad.com网站查询稿件信息