浅议甲醇生产中节能技术的应用

2015-08-15艾龙华电榆林天然气化工有限责任公司陕西榆林719000

化工管理 2015年5期

关键词：摄氏度煤气气化

艾龙(华电榆林天然气化工有限责任公司，陕西榆林 719000)

随着时代的发展和工业的进步，生产各种材料的需求量也越来越大，甲醇作为一项重要的工业原料，近些年的使用率也在逐步提升。但是，在甲醇的生产工艺上还存在着能源的巨大浪费，本文就结合某公司的甲醇生产工艺对这个问题进行如下的探究。

1 甲醇的制备工艺

由于我国煤炭资源的储量相对巨大，在生产甲醇时，常常用煤来作为原料。首先，通过低压产甲醇的方法，将煤转化为一氧化碳和氢气，再经过催化作用合成产生甲醇。这种方法实现了低温低压产甲醇，对于反应的控制也相对更容易，因而得到广泛的应用。

2 节能技术的应用

以某公司为例，该公司甲醇的生产量为300kt/a，甲醇制备过程中的节能技术主要可以从以下几个反应阶段来进行:

2.1 气化阶段进行的节能操作

通常情况下，在制备甲醇的气化阶段所采用的技术是非熔渣-熔渣的分级气化，以水煤浆作为气化的主要原料。该工艺要求用纯氧进行气化，同时保证环境所处的压力控制在4MPa。在进行节能设置时，常常会在这一阶段取消原有的换热器。在这一阶段的正常工序中，会有一台煤气废热锅炉将热量进行有效的回收利用，从而使煤气中的汽气比从原有的1.4下降为0.38。如果在气化阶段取消原有的换热器，对于汽气比也不会造成太大的影响，同时也可以保证变换阶段的正常运行。通过取消高压换热器可以使生产的含灰蒸汽进行两部分的利用:一部分输送到变换阶段用作汽提蒸汽，另外一部分应用到气化除氧器中。通过一段时间的试验运行，可以发现采用这种方法进行的气化阶段产生煤气的温度值、汽气比与设计规定值相同，符合设计要求。高压闪蒸罐中产生的蒸汽量每小时在10吨左右，蒸汽压力在0.5MPa，可以对其进行全部的回收和利用，如果按照一家企业一小时可以生产甲醇20吨计算，就可以实现节省1.4吨重的煤炭原料，节能效果非常可观。

2.2 变换阶段进行的节能操作

在设计中的变换阶段，主要采用的是全气量的部分变换，这要求水煤气在经过变换之后，其中一氧化碳的体积分数要保证在20%左右，变换炉的汽气比要控制在0.38左右。在气化阶段的煤气汽气比要保证在1.4左右，这时周围的环境温度大约为210℃。煤气在进入变换炉进行变换之前，要在废热锅炉中进行提前降温，从而控制变换炉中的水气比，在蒸汽在压力为0.5MPa的条件下，以20t/h的平均速度进入低压蒸汽管网。煤气经过废热锅炉降温之后进入分离器，通过冷凝液的增压泵将分离出的冷凝液输入进洗涤塔中。相比于直接把冷凝液经过减压操作输送入气化灰水槽再送入洗涤塔中相比，这种方式大大节约了动力电能的消耗。

变换器经过变换炉之后要被输送至热交换器中进行换热操作，通过这一步骤可以将气体的温度降至350℃左右，这一温度明显高于进入有机硫的水解槽中的温度(170℃±10℃)，这就需要通过变换气的余热锅炉对压力进行控制来保证变换气的温度达到设计要求。在生产蒸汽时，变换器的余热锅炉能够保证生产速度每小时10吨左右，可以保证蒸汽完全输送至蒸汽管网中。变换气从水解槽输送出来时的温度大约在180℃左右，但是进入到脱硫系统中要保证温度再次下降40摄氏度左右，这就需要在工艺中装备二级换热器来进行二次的降温，其中换热器可以保证将变换气温度从180摄氏度下降到110摄氏度，经过锅炉给水温度的影响温度又会重新升高到150摄氏度左右，这时就需要进行二次变换，其目的是利用脱盐水将锅炉里的变换气温度再次降低70摄氏度左右，而脱盐水本身的温度也会从原有的60摄氏度提升至110摄氏度左右。

2.3 合成系统进行的节能操作

在这一系统中，工艺主要是通过管壳式合成反应器来实现对甲醇的合成，这也是整个生产工艺中的最后一道工序。在这一过程中，需要在反应器的管内加入一定量的催化剂，在管外会在反应过程中生成一些蒸汽，操作人员可以根据这些蒸汽产生的压力来对催化床的温度进行合理有效的控制。当蒸汽的产生速度为每小时2.5Mpa时，对应的蒸汽量应该为15t。合成塔进出口处的气体需要进行换热，换热后的温度可以保证在100摄氏度左右，这时就能够使用脱盐水来回收其中产生的热量并加以利用。脱盐水回收热量之后，温度会有小幅度的提升，会从原有的30摄氏度上升到70摄氏度左右，这时就需要利用循环冷凝水对其进行冷凝。

在合成系统中释放的驰放气每小时会达到3800m3，正常情况下这部分的驰放气都会被送至提氢装置，为了实现能源的节约，可以将驰放气直接输送到合成氨的装置——压缩机中，这样做在简化工序的同时，也做到了资源的回收利用，提升了气体的回收利用效率，对应的氨产量也得到了显著的提高。