水管式甲醇合成塔在低压甲醇系统的运行总结

2014年第35卷第2期氮肥技术5水管式甲醇合成塔在低压甲醇系统的运行总结王元宋学武(江苏晋煤恒盛化工股份有限公司江苏新沂 221400)摘要简述了φ3000mm水管式甲醇合成塔构造、原理工艺流程及运行参数运行效果。关键词水管式甲醇合成塔 压差蒸汽Operation summary of water-tube methanol synthesis tower in low pressuremethanol systemWANG Yuan SONG Xue- -wu(Jiangsu Jinmei Hengsheng Chemical Industry Co., Lad., Xinyi 221400, Jiangsu Province)water-tubemethanolsynthesistower.Keywords water -tube methanol synthesis tower; dfferential pressure; steam前言物入甲醇分离器、高效醇洗塔后分离出粗甲醇，江苏晋煤恒盛化工股份有限公司氮肥厂目再经减压至0.4MPa进人粗甲醇闪蒸槽闪蒸出溶前的生产规模为年产80万t合成氨、100万t尿解的气体后,送中间罐区供精馏用。分离甲醇后素、50万t甲醇。其中-套年产15万t单醇系统的气体-一部分进人循环机，压力由4.8MPa升至使用的是湖南安淳高新技术有限公司开发的5.4MPa进人油分,- -部分放空去提氢工段。由闪φ3000mm低压恒温悬挂水管式甲醇合成塔,此蒸槽出来的弛放气送到吹风气回收锅炉岗位燃系统从开车以来运行稳定,操作便捷,日产粗甲烧炉内燃烧。催化剂筐水管内的水吸收反应热，醇495t,年产能达14.83 万t。产生的蒸汽经合成塔顶部蒸汽上升管进人分配1工艺流程 说明器,再由分配器的.上升管进人汽包,产生中压蒸从压缩机四段来的原料气(5.4MPa .359C )进汽,减压至1.3MPa 左右送蒸汽管网。由除氧器来人补气油分,随后与循环气油分离器来的循环气的压力5.0MPa,温度104°的脱盐水进入合成塔在气体缓冲器中混合后进入甲醇预热器与合成顶部的汽包,热水由下降管进人合成塔的水管内塔底部出来的热合成气逆流换热，被加热到换热,产生的蒸汽去分配器,如此反复循环。200 ~ 220C后,由合成塔底部进入催化剂框环隙,甲醇系统工艺流程简图见图1。从圆周方向径向进人管间催化剂层,在225 ~ 255C2主要设备配置及催化剂作用下，氢气与--氧化碳、二氧化碳反.主要设备配置情况见表1。应生成粗甲醇，反应后气体在中心集气管汇合3水管式甲醇合成塔的构造(温度为230 ~ 260°C)后出合成塔,气体进入甲醇φ3 000mm低压恒温悬挂水管式甲醇合成塔预热器壳程,与人塔气换热,其温度降至78 ~ 85C,由外壳、径向催化床、水管和汽包组成,操作压力大部分粗甲醇被冷凝下来。再进人两台串联的甲5.0MPa;水管内压力为3.0MPa,吸收甲醇反应热并醇水冷器管内,与管外的循环水换热,被冷却至产生中压过饱和蒸汽;管外装填催化剂。该合成塔40°C以下,使粗甲醇进- -步冷凝下来。气液混合中催化剂和水的位置刚好与Lurgi型轴向低压甲第2期王元等:水管式甲 醇合成塔在低压甲醇系统的运行总结37气体成分见表2。表2气体成分表( 体积分数%)气体名称COCO2H2CH4N20补充气21.1 1.6 72.6 1.7 3.0 0.人塔气.70.8 77.9 3.6 12.9放空气2.8.07.2?1;7.057.60.25系统的评价2(1)由以上数据可以看出:由于补充气中氮气、甲烷含量较高,造成醇后放空气量较大。把这部分气体送到合成氨系统生产甲醇和氨,达到有效气体充分利用目的。(2)催化剂床层同平面及轴向温差较小，说明.1外壳2径向内筒3中心集气管4双套管床层气体分布均匀,移热方式合理,系统运行非常5蒸汽环管6下管板7上管板8顶盖稳定。该工艺靠水的汽化潜热带走反应热,采取调a未反应气进口 b进水口c反应后气体出口节蒸汽出口压力来保证催化剂层温度稳定。因此d卸料口(催化剂) e装料(催化剂)口具有工艺操作简单、炉温波动小、催化剂使用寿图2JJD型低压恒温水管式甲醇合成塔结构简图命长等优点.(3)热交人口气体温度219C,热交出口气体温度63.9C。温差155.1 C,可以看出热交的换热(7)循环机人气体压力:4.54效率高,冷却水消耗低。(8)循环机出口气体压力:4.65(4)小时产甲醇20.6t,小时产蒸汽22.8t。吨(9)汽包压力:2.20醇产蒸汽1.10t ,说明该塔型热回收效率高,热利(10)合成塔气汽压差:2.38用较好,副产品蒸汽品位高、产量大。4.2系统温度(9C)(5)系统压差为0.1MPa, 合成塔压差为(1 )补气温度:360.01 MPa,说明该套装置压差小、功耗低。由于该塔(2)人塔气温度:190为全径向,因此合成塔阻力很小，系统阻力也很低,(3)出塔气温度:224且空速较小,有利于降低循环机电耗。(4)水冷器人口温度:70(6)合成塔设计有催化剂自卸口及催化剂装(5)水冷器出口温度:22填专用工具,催化剂装卸方便。( 6)汽包加水温度:94(7)与管壳式合成塔相比,材质要求低，设备(7 )催化剂层温度投资较低。e1-1:230 2:246 3:246结束语e2- -4:233 5:245 6:242江苏晋煤恒盛化工股份有限公司采用湖南(8)塔壁温度,上:152中:123 下 :177安淳公司φ3 00mm水管式甲醇合成塔技术,建(9 )蒸汽温度:214.8成了15万t/a甲醇装置。通过水管式甲醇合成塔4.3系统流量在单醇工艺中的应用，充分显示出单塔能力大、塔(1)新鲜气流量:50 470 Nm3/h阻力小、副产中压蒸汽多、循环机电耗小、冷却水(2)循环气流量:209 646 Nm/h耗少、升温还原容易、操作控制方便、运行弹性(3 )粗醇流量:20.6t/h .大.催化剂装卸容易等优点。该系统粗醇日产量(4)放空气流量:7 897Nm)/h可达495t,2013年度为公司带来了显著的经济效(5 )蒸汽流量:22.8 th益。4.4气体成分(收稿日期:2014-01-27) .