GC型轴径向低压甲醇合成技术在我公司的应用-南京国昌化工科技

GC型轴径向低压甲醇合成技术在我公司的应用

于世法张庆海

山东久泰化匸科技股份有限公司邮编：276017

1公司概况

山东久泰化工科技股份有限公司位于山东省临沂市高新技术产业开发区，是具有自主知识产权的国家级髙新技术企业。公司主导产品二甲瞇是一种具有战略意义的新型淸洁替代能源，用途非常广泛，可以作为民用燃料、车用燃料和工业用燃料，具有安全、环保、成本低等优点，是适合我国替代能源发展的主要产品。在我国“富煤、少油、有气”能源结构的基本现状下，充分发挥我国煤炭资源在一泄历史条件下的优势，发展汽油、柴油的替代燃料二甲瞇，对实现我国能耗多元化战略，保障我国能源安全和环境，具有重要的现实意义和深远的历史意义。

2002年公司在5kt/a二甲毬成功运行的基础上,着眼于中国能源结构的变化及二甲瞇的良好市场前景，开始筹建公司I期工程50kt/a甲醇、30kt/a -甲醸项目，为二甲醍工程大型化做工程放大，同时为公司I【期工程150kt/a甲醇、60kt/a二甲瞇项目及III期工程1500kt/a甲醇、1000kt/a二甲联项目做好前期准备工作。公司根据I、II期工程的主要工艺流程（造气一脱硫一变换一脱碳一精脱硫一低压甲醇合成）的特点，对甲醇合成工艺流程及相关技术的选择进行反复论证，并在全国的兄弟厂家考察了鲁奇管壳反应器、均温反应器、轴径向反应器等的基础上，经过反复经济技术对比，考虑到工程的经济性及技术性以及工程大型化的需要，最终选择了南京国昌化工科技有限公司设讣制造的GC型轴径向低压甲醇合成塔。公司选择国昌公司的低压甲醇合成塔技术的主要原因如下：（1）GC型轴径向甲醇合成技术成熟。国昌公司先后成功开发了"800?"2500NC （GC）型轴径向高压氨合成塔、甲醇合成塔（单醇）、中压联醇（单醇）塔等，在许多厂家均有成功的运行经验，技术安全可靠；

（2）合成塔结构简单、操作方便、反应器温度易于控制：

（3）项目的投资省，并且可以实现大型化。50kt/a的甲醇生产规模的装置，国昌公司的合成塔投资与英他塔型相比，减少150?200万。

鉴于上述考虑，经我公司领导集体讨论决立选用南京国昌化工科技有限公司的GC型轴径向低压甲醇合成技术，并全权委托国昌公司对【期工程进行设计。

2003年12月公司【期工程50kt/a甲醇装置投产运行，反应器触媒层温度分布合理，系统运行良好，给我公司带来了良好地经济效益。装苣的甲醇产量在75kt/a的情况下，系统压力5. 2MPa,塔阻力0. llMPa,,煤耗1100?1200kg/t醇,电耗750kWh/t醇。鉴于I期工程的良好运行状况及较好的经

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济效益，公司II期工程继续采取国昌公司的技术，该工程于2005年5月初开车，至今稳泄运行，各项指标均达到或超过设计值。

公司I、II期工程的成功运行，为公司III期工程的顺利完成提供了宝贵的经验。

2工艺流程

2.1I期50kt/a甲醉合成工艺流程

新鲜气和循环气经油分离器分离油水后汇合，气体分五路，其中一路主线气进热交换器: 其余四路副线气作为合成塔的冷激气。主气流经热交换器加热至190?210C进合成塔进行甲醇合成反应，反应后的240?270°C热气体出塔进入废热锅炉副产蒸汽，然后进入热交换器加热入塔的主线气。经热交换器冷却后的气体进入BFW预热器加热锅炉给水，然后经水冷器冷却至W40°C去醇分离器进行气液分离，分离后的气体一小部分放空回收利用，主气流进

图1 50kt/a甲醇合成工艺流程示意图

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图2 150kt/a 甲醇合成工艺流程示意图

2.2 II 期150kt/a 甲醇合成工艺流程

新鲜气油分和循环气汕分出口的气体汇合后分为两路，一路气体作为合成塔的冷激气; 列一路主线气体经塔前换热器加热至160?180°C 后进入合成塔进行反应，反应后的240C 气 体离开合成塔进入废热锅炉回收余热，副产1. 0?1. 3MPa 的饱和蒸汽。出废热锅炉的气体并 联进塔前换热器和软水加热器进一步回收热能，然后进入水冷器冷至40°C 以下去甲醇分离 器分离岀甲醇产品，分离后的气体一小部分放空回收利用，大部分气体经循环机提压后进入 系统循环（见图2）。 3甲醇合成塔结构及工艺流程

3.1 50kt/a 甲醇合成塔结构及工艺流程

50kt/a 甲醇合成塔的结构为GC 型热壁式四轴一径低压甲醇合成塔，催化剂床层温度通

过冷激气和层间换热器调廿，其主要技术参数见表lo

表1 50kt/a 甲醇合成塔技术参数 塔型

GC-R111Y 型四轴一径催化剂自卸结构 塔径

irm <t>1800 塔高

IEC1 16000 催化剂装填量

5 m 25 操作压力

MPa 5. 0 合成塔阻力

MPa <0.3 塔内电加热器

kW 1500 入塔气量

kNm'/h 130?180 蒸汽产虽 kg/tCHOH

>100（蒸汽圧力1. OMPa ） 合成气经热交换器预热至160°C 左右进入合成塔层间换热器换热,加热至190?210°C 进 入第

一催化剂床层；气体经第一轴向层进行反应，温度升至240°C左右与冷激气汇合，温度降至210°C,然后进入第二轴向催化剂床层反应：反应后的气体与冷激气汇合后进入第三轴向层反应，第三轴向层出口的240C气体进入层间换热器换热，冷却至210C进入第四轴向层进行反应，反应后的气体与冷激气汇合全进入第一径向层反应，反应后的240?270C气体离开合成塔。

3.2150kt/a甲醇合成塔结构及工艺流程

150kt/a甲醇合成塔的结构为GC型热壁式二轴二径低压甲醇合成塔，催化剂床层温度通过冷激气和层间换热器调节，其主要技术参数见表2。该塔与公司【期合成塔的显著区别是触媒筐2、3段及3、4段使用层间换热器代替菱形分布器移上段间反应热。

表2 150kt/a甲醇合成塔技术参数

来自塔前换热器的工艺气进入合成塔上、下层间换热器管程加热至210^左右进入第一轴向催化剂床层进行反应，反应后的气体（温度240C）-与冷激气混合温度降至210e C左右进入第二轴向催化剂床层进行反应，反应后的气体（温度240°C ）进入上层间换热器壳程换热，温度降至

21CTC左右进入第一径向催化剂床层进行反应，反应后的气体（温度240°C ）进入下层间换热器壳程换热，温度降至210°C左右进入第二径向催化剂床层进行反应，反应后的岀塔气（温度

240S C）进入废热锅炉回收余热，副产1.0?1.3MPa的饱和蒸汽。

4设备的技术规格

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5催化剂的升温还原及系统运行

5.150kt/a甲醇合成系统催化剂的升温还原及系统运行

公司I期工程的” 1800甲醇合成塔装填C306型低压甲醇催化剂约40吨，四层轴向床层全部装填大颗粒催化剂＜1)9X7约30吨,径向床层装填小颗粒催化剂＜I＞5X5约10吨。2003 年12月3日甲醇催化剂开始升温还原，升温还原采用分段低氢还原法。升温还原过程中，温度控制平稳，水汽浓度及出水速率均控制在指标范围内，实际出水呈:达到理论出水量的98%,催化剂床层各点温度均提高至240°C左右，各点温差均在0?1°C°升温还原过程中，由于前工段波动，恒温约14小时，总共历时约110小时。催化剂升温还原结束后系统转入轻负荷生产，至今运行良好，其运行情况见表5、表6.

5.2150kt/a甲醇合成系统催化剂的升温还原及系统运行

公司II期工程150kt/a低压甲醇系统"2200甲醇合成塔装填催化剂约67吨，全部为小颗粒催化剂＜b5X5o 2005年4月27日甲醇催化剂开始升温还原，升温还原采用分段低氢还原法。升温还原过程中，温度控制 …… 此处隐藏：2400字，全部文档内容请下载后查看。喜欢就下载吧 ……