低壓甲醇、中高壓甲醇甲烷化技術(shù)在合成氨廠的組合應(yīng)用

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1、4~．x-催化刺及甲醇技術(shù)2011年第6期l0低壓甲醇、中高壓甲醇甲烷化技術(shù)在合成氨廠的組合應(yīng)用粟楊周小波周傳華易困輝饒守榮(杭州林達(dá)化工技術(shù)工程有限公司310012)(四川I隆昌隆橋化工有限公司642153)摘要本丈著重介紹低壓甲醇合成技術(shù)在醇氨聯(lián)產(chǎn)的特點及優(yōu)勢，闡明低壓水冷甲醇串等高壓雙甲的工藝流程能在生產(chǎn)合成氨的同時，以較低的能耗達(dá)到較高的甲醇產(chǎn)能，而不僅僅局限于氣體凈化作用。關(guān)鍵詞氨聯(lián)醇甲醇甲烷0前言我國合成氨聯(lián)產(chǎn)甲醇經(jīng)過近半個世紀(jì)的發(fā)展，從節(jié)能、環(huán)保、降耗等方面對聯(lián)醇工藝進(jìn)行了組合創(chuàng)新，現(xiàn)已

2、成為合成氨生產(chǎn)中的一項重要技術(shù)組成部分，近年來隨著甲醇合成反應(yīng)器和催化劑技術(shù)飛速發(fā)展，低壓甲醇合成技術(shù)在中小氮肥廠也得到廣泛應(yīng)用，特別是與后續(xù)的中高壓甲醇甲烷化技術(shù)組合，成為中小氮肥廠嶄新的工藝，本文就該工藝的技術(shù)特點及應(yīng)用情況作詳細(xì)的闡述。1工藝說明1．1傳統(tǒng)的中壓聯(lián)醇+銅洗組合工藝低壓蒸汽甲醇液氨圖11．2新型的低壓甲醇+高(中)壓甲醇甲烷化工藝中壓蒸汽高(中)壓甲醇合成壓烷化I，?一、(12MPa)了一“一甲醇圖2原料氣粗脫后加壓至2．0MPa，根據(jù)醇氨比進(jìn)行變換、脫碳，再經(jīng)精脫硫使氣體總硫<0

3、．1ppm以滿足甲醇合成工藝要求，氣體經(jīng)合成壓縮機(jī)低壓段加壓至5．5MPa進(jìn)行低壓甲醇合成，大部分甲醇在此工段生產(chǎn)。低壓甲醇合成分離后氣體經(jīng)合成壓縮機(jī)進(jìn)一步加壓，通過高壓甲醇合成使氣體中(co+co2)降至～O．1％，高壓甲醇以凈化為目的，不追求甲醇產(chǎn)量。高壓甲醇合成分離后氣體經(jīng)甲烷化氣體中(co+C02)降至10"-'20ppm以達(dá)到氨合成工藝要求。化工催化荊及甲醇技術(shù)2011年第6期高壓甲酵、甲烷化壓力’口J‘以設(shè)定在12MPa或30．0MPa，甲烷化系統(tǒng)取熱可以來自氨合氣反應(yīng)氣、過熱蒸汽或電加熱

4、。1_3新工藝與傳統(tǒng)比較(1)采用甲烷化工藝替代比銅洗凈化，流程短，能耗低，銅洗、甲烷化工藝噸氨運行費用分別見表1、表2，采用甲烷化工藝比銅洗降低62．20fv_~／t。表1噸氨銅洗消耗單位單耗單價(元)費用(元)銅0．02728．780．78醋酸0．0367．80O．28氨kg62．0Ol2．00蒸汽3500．0621．00電kW·h350．248．40冷卻水t301．OO30,00總計72．46表2噸氨甲烷化消耗單位單耗單價(元)費用(元)觸媒f0．00675．O00．47電kW．h200．244

5、．80冷卻水t51．o05．00總計i0．27(2)兩級甲醇合成，一級產(chǎn)醇、二級凈化，進(jìn)甲烷化(CO+CO2)僅～O．1％，CI44生成量少，氨合成原料氣消耗低。甲烷化反應(yīng)僅生成化學(xué)水，三廢排量低且易處理。(3)低壓法合成甲醇，單位甲醇壓縮功(含循環(huán)功)比中壓降低100kwh／噸醇，生產(chǎn)成本降低。(4)低壓甲醇合成采用水冷式反應(yīng)器技術(shù)，可副產(chǎn)2．0MPa以上中壓蒸汽，蒸汽可作工藝氣用于變換，無論蒸汽品位還是產(chǎn)量都比中壓高。(5)水冷式甲醇合成塔可以在4000---l2000’空速條件下運行，能廣泛適應(yīng)

6、氣體組成及負(fù)荷的變化。．(6)通過汽包壓力控制觸媒層溫度，生產(chǎn)操作容易，開停車方便。(7)低壓合成系統(tǒng)原料氣甚至可以設(shè)計為不循環(huán)一次通過甲醇合成塔，通過流程優(yōu)化達(dá)到節(jié)能降耗。(8)國內(nèi)低壓合成技術(shù)成熟，合成塔材料完全國產(chǎn)化，裝置投資與中壓相當(dāng)。1．4工藝計算．以年產(chǎn)60l(t氨、40l(t甲醇項目為例，采用低壓甲醇合成+等高壓甲醇甲烷工藝物料平衡計算見表3，各項消耗指標(biāo)見表4。。2工程應(yīng)用2．1生產(chǎn)情況·四川隆昌隆橋化工有限公司原有合成氨能力60kt／a，2007年新建20kt／a低壓聯(lián)醇以解決產(chǎn)品單

7、一的局面，同時通過中壓甲醇甲烷化技術(shù)對原料氣進(jìn)行凈化，裝置于2008年4月建成投產(chǎn)。裝置以天然氣轉(zhuǎn)化、耐硫中低變及洗氨脫氯工藝制各合格的甲醇合成氣，低壓聯(lián)醇塔選用了林達(dá)最近開發(fā)的水冷甲醇合成塔技術(shù)，．中壓甲醇及甲烷化塔采用了林達(dá)均溫型技術(shù)。低壓甲醇合成塔裝填XNC．98觸媒7．5m，共10．06t，操作壓力6．0MPa；中壓甲醇合成塔裝填XNC．98觸媒1．82t，甲烷化塔裝填J106-Q觸媒1．26t，操作壓力12MPa。裝置還包括空分、壓縮、變換、脫碳、凈化、甲醇精餾、甲醇罐區(qū)和氨合成等?；ご呋?/p>

8、劑及甲醇技術(shù)2011年第6期l2表3物料平衡表氏壓醇高壓甲醇l=}]烷化產(chǎn)品甲醇I23456789l0物料名稱脫碳?xì)庠蟚混合氣醇后氣原料氣醇后原料氣分離氣低壓甲醇高壓【}_I醇豐l1態(tài)P0RVAP0RP0RMIXEDP0RP0RP0RVAP0RL1QUIDLtQUIt)摩爾分率H2O．7l8600．718600．727090．730360．733960．736300．737420．737000．000230．00007C00．093lO0．093l00