甲醇合成系统在线除蜡总结

2017-05-16王明兰王辉李明明

山东工业技术 2017年9期

王明兰++王辉++李明明

摘要：新能凤凰（滕州）能源有限公司以对置式四喷嘴水煤浆加压气化生产的水煤气为原料，经变换、低温甲醇洗制得合格的净化气体，送入甲醇合成系统生产甲醇。

关键词：甲醇；工艺；水冷

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2017.09.217

甲醇合成分为两套装置，两套并联使用，单套系统年生产能力为300kt，具有甲醇年生产能力600kt。甲醇合成塔为华东理工大学开发的“管壳外冷-绝热复合式固定床催化反应器”（双塔并联），采用西南化工研究院开发的低压甲醇合成工艺，合成操作压力5.3 MPa、温度220～260 ℃。

一期合成装置催化剂采用南化院生产的C307型甲醇合成催化剂，二期合成采用大连瑞克科技有限公司生产的RK-05型甲醇合成催化剂。随着合成催化剂的使用，合成塔副反应增加，生产大量的碳原子数为18-30的烃类混合物，主要组分为烷烃类物质，少量的烷烃类等石蜡副产物会沉积在水冷器和分离器，造成换热效果下降等问题，直接反应在水冷却器后温度上升，甲醇分离不彻底。

1 甲醇合成生产工艺流程

来自上工段低温甲醇洗岗位的净化气进入本岗位缓冲罐，在缓冲罐内与循环机来的循环气混合进入入塔预热器，被出合成塔的气体加热后进入合成塔顶部。气体从上部进入通过合成塔装有催化剂的列管，在催化剂作用下生成甲醇，放出的热量被合成塔壳程沸腾水带走。从合成塔出来的热反应气体进入预热器，与入塔逆流换热，气体被冷却后再进入水冷器进一步冷凝，然后再进入甲醇分离器分离出粗甲醇。分离出粗甲醇的气体再经循环机与净化来的气体混合进入下一个循环反应。

2 系统结蜡情况

合成一期采用C307型甲醇合成催化剂，使用往复式压缩机。在日常生产中常利用在线除蜡，以改善操作条件，具有非常可行的操作方案。首先逐渐关小一组水冷器的循环水阀，水冷器入口气体温度约为95℃，随水量的降低，水冷器出口合成气温度不断上升，最高达70-80℃，这时阶附着在水冷器管壁上的蜡类物质，其熔点约在70℃，开始熔化，进入到甲醇分离器中。严格控制好水冷器出口温度，以防影响到循环机的正常运行，是操作的关键。

二期合成催化剂采用RK-05型甲醇合成催化剂，使用离心式压缩机。RK-05型甲醇合成催化剂优于C307型甲醇合成催化剂，具有低温活性好、转化率高、稳定性好等特点。二期合成系统开车在冬季，循环水温度较低，但水冷器出口温度较平稳，2012年根据一期运行的情况，车间及时提高了循环气体中的氢气含量，对抑制副反应物生成，保护催化剂起到了一定的作用。水冷器出口开车时为24℃，进入夏季生产时，虽然循环水温度有所上升，但水冷器出口温度仍然在30 ℃左右运行，7、8月份最高达到了35 ℃，运行一年以来，没有经任何处理的情况下，依然能够<40℃运行。这反映出没有蜡类物质堵塞水冷器的列管。 2012年2月、6月系统停车时，仪表人员检修甲醇分离器液位自调阀LV5103时也没有发现蜡类物质，2012年整体运行平稳。

3 在线除蜡工作实施情况

合成二期与一期系统不同的是二期循环机采用了离心式压缩机，对入口温度要求更高，严禁液体带入到机体内，二期隐患处理方案如下：1保护好循环机的安全运行，通过防喘振阀门，保证循环机气量，并在分离器中及进排放气体中夹带的甲醇。2一级密封改高压氮气，防止气体中夹带液体污染干气密封系统。3第一次进行在线除蜡，要求各人员精心操作，甲醇分离器出口温度控制在≤68℃

准备工作：

当前工段因气化倒炉，负荷减小到60%时，循环机一级密封气改为高压氮气。打开防喘振阀约50%，安排专人根据分离器液位进行甲醇的排放。控制室人员监控好循环机进气温度，严禁超过68-70℃。

煮蜡过程：

（1）现场操作人员逐步关小E5102A循环上水阀，直至全关，当循环机进气温度达64.38℃时，全开循环水上水阀，这时除蜡效果便显现出来，最低循环气温度可达38.25℃；

（2）根据以上方法，进行E5102B的煮蜡，除蜡后可达到32.62℃；

（3）循环机循环量较小，机体负荷较轻，汽机振动和位移没有发生太大变化。

（4）按照以上方法又进行了两次水冷器的除蜡，效果较好。

具體数值见表：

4 除蜡总结

（1）本次除蜡达到了预期的目的，循环机进气温度达到30℃，提高了甲醇分离器的分离效果，是比较成功的。循环气中甲醇含量由1.46%降到0.42%，提高了甲醇的产量，降低了副反应物的生产。

（2）循环机的防喘振分离器排出了较多甲醇，说明气体中有可能夹带了大量甲醇气，经冷却后分离下来，今后除蜡，保护循环机的安全运行仍是重点。

（3）考虑到今后除蜡的方便，结合期他厂家的经验，在循环机入口处加一台分离器，更有利于在除蜡中保护好循环机，这项技术改造已上报公司。