甲醇合成系統(tǒng)在線除蠟總結(jié)

王明蘭++王輝++李明明

摘 要：新能鳳凰（滕州）能源有限公司以對(duì)置式四噴嘴水煤漿加壓氣化生產(chǎn)的水煤氣為原料，經(jīng)變換、低溫甲醇洗制得合格的凈化氣體，送入甲醇合成系統(tǒng)生產(chǎn)甲醇。

關(guān)鍵詞：甲醇；工藝；水冷

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

甲醇合成分為兩套裝置，兩套并聯(lián)使用，單套系統(tǒng)年生產(chǎn)能力為300kt，具有甲醇年生產(chǎn)能力600kt。甲醇合成塔為華東理工大學(xué)開發(fā)的“管殼外冷-絕熱復(fù)合式固定床催化反應(yīng)器”（雙塔并聯(lián)），采用西南化工研究院開發(fā)的低壓甲醇合成工藝，合成操作壓力5.3 MPa、溫度220～260 ℃。

一期合成裝置催化劑采用南化院生產(chǎn)的C307型甲醇合成催化劑，二期合成采用大連瑞克科技有限公司生產(chǎn)的RK-05型甲醇合成催化劑。 隨著合成催化劑的使用，合成塔副反應(yīng)增加，生產(chǎn)大量的碳原子數(shù)為18-30的烴類混合物，主要組分為烷烴類物質(zhì)，少量的烷烴類等石蠟副產(chǎn)物會(huì)沉積在水冷器和分離器，造成換熱效果下降等問題，直接反應(yīng)在水冷卻器后溫度上升，甲醇分離不徹底。

1 甲醇合成生產(chǎn)工藝流程

來自上工段低溫甲醇洗崗位的凈化氣進(jìn)入本崗位緩沖罐，在緩沖罐內(nèi)與循環(huán)機(jī)來的循環(huán)氣混合進(jìn)入入塔預(yù)熱器，被出合成塔的氣體加熱后進(jìn)入合成塔頂部。氣體從上部進(jìn)入通過合成塔裝有催化劑的列管，在催化劑作用下生成甲醇，放出的熱量被合成塔殼程沸騰水帶走。從合成塔出來的熱反應(yīng)氣體進(jìn)入預(yù)熱器，與入塔逆流換熱，氣體被冷卻后再進(jìn)入水冷器進(jìn)一步冷凝，然后再進(jìn)入甲醇分離器分離出粗甲醇。分離出粗甲醇的氣體再經(jīng)循環(huán)機(jī)與凈化來的氣體混合進(jìn)入下一個(gè)循環(huán)反應(yīng)。

2 系統(tǒng)結(jié)蠟情況

合成一期采用C307型甲醇合成催化劑，使用往復(fù)式壓縮機(jī)。在日常生產(chǎn)中常利用在線除蠟，以改善操作條件，具有非常可行的操作方案。首先逐漸關(guān)小一組水冷器的循環(huán)水閥，水冷器入口氣體溫度約為95℃，隨水量的降低，水冷器出口合成氣溫度不斷上升，最高達(dá)70-80℃，這時(shí)階附著在水冷器管壁上的蠟類物質(zhì)，其熔點(diǎn)約在70℃，開始熔化，進(jìn)入到甲醇分離器中。嚴(yán)格控制好水冷器出口溫度，以防影響到循環(huán)機(jī)的正常運(yùn)行，是操作的關(guān)鍵。

二期合成催化劑采用RK-05型甲醇合成催化劑，使用離心式壓縮機(jī)。RK-05型甲醇合成催化劑優(yōu)于C307型甲醇合成催化劑，具有低溫活性好、轉(zhuǎn)化率高、穩(wěn)定性好等特點(diǎn)。二期合成系統(tǒng)開車在冬季，循環(huán)水溫度較低，但水冷器出口溫度較平穩(wěn)，2012年根據(jù)一期運(yùn)行的情況，車間及時(shí)提高了循環(huán)氣體中的氫氣含量，對(duì)抑制副反應(yīng)物生成，保護(hù)催化劑起到了一定的作用。水冷器出口開車時(shí)為24℃，進(jìn)入夏季生產(chǎn)時(shí)，雖然循環(huán)水溫度有所上升，但水冷器出口溫度仍然在30 ℃左右運(yùn)行，7、8月份最高達(dá)到了35 ℃，運(yùn)行一年以來，沒有經(jīng)任何處理的情況下，依然能夠<40℃運(yùn)行。這反映出沒有蠟類物質(zhì)堵塞水冷器的列管。 2012年2月、6月系統(tǒng)停車時(shí)，儀表人員檢修甲醇分離器液位自調(diào)閥LV5103時(shí)也沒有發(fā)現(xiàn)蠟類物質(zhì)，2012年整體運(yùn)行平穩(wěn)。

3 在線除蠟工作實(shí)施情況

合成二期與一期系統(tǒng)不同的是二期循環(huán)機(jī)采用了離心式壓縮機(jī)，對(duì)入口溫度要求更高，嚴(yán)禁液體帶入到機(jī)體內(nèi)，二期隱患處理方案如下：1保護(hù)好循環(huán)機(jī)的安全運(yùn)行，通過防喘振閥門，保證循環(huán)機(jī)氣量，并在分離器中及進(jìn)排放氣體中夾帶的甲醇。2一級(jí)密封改高壓氮?dú)猓乐箽怏w中夾帶液體污染干氣密封系統(tǒng)。3第一次進(jìn)行在線除蠟，要求各人員精心操作，甲醇分離器出口溫度控制在≤68℃

準(zhǔn)備工作：

當(dāng)前工段因氣化倒?fàn)t，負(fù)荷減小到60%時(shí)，循環(huán)機(jī)一級(jí)密封氣改為高壓氮?dú)狻４蜷_防喘振閥約50%，安排專人根據(jù)分離器液位進(jìn)行甲醇的排放。控制室人員監(jiān)控好循環(huán)機(jī)進(jìn)氣溫度，嚴(yán)禁超過68-70℃。

煮蠟過程：

（1）現(xiàn)場(chǎng)操作人員逐步關(guān)小E5102A循環(huán)上水閥，直至全關(guān)，當(dāng)循環(huán)機(jī)進(jìn)氣溫度達(dá)64.38℃時(shí)，全開循環(huán)水上水閥，這時(shí)除蠟效果便顯現(xiàn)出來，最低循環(huán)氣溫度可達(dá)38.25℃；

（2）根據(jù)以上方法，進(jìn)行E5102B的煮蠟，除蠟后可達(dá)到32.62℃；

（3）循環(huán)機(jī)循環(huán)量較小，機(jī)體負(fù)荷較輕，汽機(jī)振動(dòng)和位移沒有發(fā)生太大變化。

（4）按照以上方法又進(jìn)行了兩次水冷器的除蠟，效果較好。

具體數(shù)值見表：

4 除蠟總結(jié)

（1）本次除蠟達(dá)到了預(yù)期的目的，循環(huán)機(jī)進(jìn)氣溫度達(dá)到30℃，提高了甲醇分離器的分離效果，是比較成功的。循環(huán)氣中甲醇含量由1.46%降到0.42%，提高了甲醇的產(chǎn)量，降低了副反應(yīng)物的生產(chǎn)。

（2）循環(huán)機(jī)的防喘振分離器排出了較多甲醇，說明氣體中有可能夾帶了大量甲醇?xì)猓?jīng)冷卻后分離下來，今后除蠟，保護(hù)循環(huán)機(jī)的安全運(yùn)行仍是重點(diǎn)。

（3）考慮到今后除蠟的方便，結(jié)合期他廠家的經(jīng)驗(yàn)，在循環(huán)機(jī)入口處加一臺(tái)分離器，更有利于在除蠟中保護(hù)好循環(huán)機(jī)，這項(xiàng)技術(shù)改造已上報(bào)公司。

（4）本交除蠟是車間結(jié)合一期除蠟的經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行的一次在離心式循環(huán)機(jī)合成系統(tǒng)的大量嘗試，有很多操作經(jīng)驗(yàn)值得繼續(xù)摸索和總結(jié)。

2013年4月大修以來，整個(gè)生產(chǎn)系統(tǒng)長(zhǎng)期處于一個(gè)滿負(fù)荷的生產(chǎn)狀態(tài)。合成副反應(yīng)物生成，影響了水冷器的換熱效果，停車除蠟，就不能保證長(zhǎng)周期的運(yùn)行，公司上下對(duì)此都很重視，本次除蠟達(dá)到了預(yù)期效果，保證了系統(tǒng)的長(zhǎng)周期運(yùn)行，同時(shí)也為今后如何在生產(chǎn)中除蠟總結(jié)了經(jīng)驗(yàn)。

作者簡(jiǎn)介：王明蘭（1986-），女，山東棗莊人，本科，助理工程師，研究方向：煤化工。