高压醇烷化工艺技术方案

2016-11-29信誉

安徽化工 2016年4期

关键词：醇化合成氨净化

信　誉

（安徽三星化工有限责任公司，安徽亳州233600）

高压醇烷化工艺技术方案

信誉

（安徽三星化工有限责任公司，安徽亳州233600）

拟选用醇烷化工艺取代现有的铜洗工艺，以降低生产消耗，消除环境污染，实现企业在市场竞争中的利益最大化。该技术具有工艺流程简单，操作方便，催化剂时空产率高，一氧化碳单程转化率高，无污染物排放以及生产比较稳定等特点。

高压；醇烷化；技术

安徽三星化工集团现有醇氨总产能～33万吨，其中甲醇为10万吨/年。其氨合成系统为φ800、φ1200及φ1500氨合成系统各一套，联醇合成系统为φ600联醇系统两套、φ800联醇系统两套、φ1000联醇系统一套、φ1200联醇系统两套，合成氨原料气净化采用的是传统的铜洗工艺。

根据市场需求及企业的发展规划，安徽三星化工集团拟选用醇烷化工艺取代现有的铜洗工艺，以降低生产消耗，消除环境污染，实现企业在市场竞争中的利益最大化。

1　工艺条件

（1）新增系统要求能满足620～660吨/天合成氨原料气的净化任务。

（2）在满足上述条件的前提下，适当副产部分甲醇。

（3）新增系统要求是清洁工艺，无新增环境污染物排放。

2　工艺技术方案

2.1“非等压醇烷化净化工艺”简介

该工艺以国内成熟运用的甲醇、甲烷化技术为依托，将氨合成原料气中有害的CO、CO2通过甲醇合成反应全部转化成有价值的产品甲醇。它主要由中压联醇、高压甲醇、高压烷化、氨合成系统4个子系统构成。其工艺流程为：压缩机五段出来的脱碳气体进入中压醇化系统，出中压醇化系统的气体去压缩机的六段进口，经加压后去高压醇化、高压烷化系统。中压醇化系统以产醇为主，把脱碳系统出口80%～90%的CO和CO2转化为甲醇。余下的10%～20%的CO和CO2通过高压醇化、高压烷化装置转化为甲醇及微量（毫克每升级）的甲烷和水，高压醇化、高压烷化装置以净化为主；进高压烷化装置气体中的CO和CO2为50～200 mg/L，出高压烷化系统的气体中CO和CO2为5～10 mg/L，合成氨原料气中的CH4基本没有增加，净化后的气体去氨合成系统直接生产合成氨。

2.2技术特点

（1）甲醇产量大，质量好，能耗低。该工艺将副产甲醇的主要任务（85%～90%）定位在中压甲醇合成系统，因此合成的甲醇质量好，能耗低；另外，由于该系统设有独立的循环机循环生产，因此，醇产量可根据企业需要进行调整。

（2）调整企业产品结构，增强企业对市场的应变能力。该工艺将合成氨原料气的净化与产醇有机结合起来，特别是对于目前仍然是单一产品（氨）的企业，该工艺可以改变企业单一产品的局面，在一定程度上增强了企业对市场的应变能力，使企业在市场中更有竞争力。

（3）催化剂使用寿命长。该工艺的高压醇化催化剂设计使用寿命为2.5年以上，烷化催化剂设计使用寿命为4年以上，吨氨催化剂成本不足5元钱。

（4）操作更加简单，运行稳定可靠。由于该工艺依据甲醇合成、甲烷化反应的化学平衡及反应动力学原理，对这3个工段进行明确的分工与定位，并辅以优秀的反应器设计，因此整个工艺操作简单，运行稳定可靠。

（5）运行费用低，节能效果明显。该工艺投运后，一方面可以大幅度降低变换工段的蒸汽消耗及脱碳工段的有效气体损失；另一方面，由于高压醇化系统及高压烷化系统气体均为一次性通过，正常生产中无需开循环机循环，也无需开电炉（高压烷化系统需外补少量热量）；再者，该工艺正常生产中除催化剂的正常消耗外，无其它物料、电力及蒸汽等消耗，因此运行费用低，节能效果明显。

表1　设备配置

（6）更加经济、高效、环保，无“三废”排放。该工艺将氨合成原料气中有害的CO、CO2全部转化为CH3OH、H2O及微量的CH4（所生成的CH4＜0.6Nm3/tNH3）。甲醇作为重要的基础化工产品，具有较高的经济价值。微量的CH4则与NH3合成中的工艺甲烷一起作为燃料燃烧利用，因此该工艺真正做到了“变废为宝”，发挥了最大的经济效益，且没有其它排放物，属节能环保型工艺，符合公司的长期发展战略。

2.3技术方案

根据现有装置及技术改造要求，只需要在现有装置基础上新增一套高压甲醇合成装置及一套高压烷化装置，即可组成“非等压醇烷化净化工艺”，设备配置见表1。完成对合成氨原料气的精制任务，满足技术改造的要求。