纯氧二段炉在甲醇生产中的实际应用

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一、前言

大庆油田甲醇厂由上海化工设计院设计采用传统的高压法生产技术,即以天然气为原料、一段蒸汽转化、压缩、25MPa高压合成、双塔精馏制甲醇的生产路线, 原设计规模为6万吨/年,投产后经不断改进完善,1995年产量达标.为提高工艺技术水平、降低能耗,2000年以原装置为基础进行节能扩产改造,采用纯氧二段炉、蒸汽透平驱动、低压合成、三塔精溜制取甲醇的生产路线.新工艺采用上海国际化建工艺包,由中国成达化学工程公司承担工程设计.扩能改造后的装置生产能力可以达到年产10万吨甲醇.

由于采用了较先进的工艺技术及扩大规模,提高了设备、原料利用率,改造后的装置各项单耗明显下降,单位成本明显降低,规模效益显著,各项技术经济指标均明显提高,装置总体水平达到国内领先地位.

二、纯氧二段转化炉的工艺原理

三、纯氧二段转化炉的应用效果

1.纯氧二段炉与一段炉的差异

一段转化炉炉管多、管径细,在更换催化剂时,需将每根管内催化剂抽出,在经过空管测量压差,检查是否有堵塞现象才能装填新催化剂.在装填催化剂时也比较复杂,由于炉管长,防止催化剂摔碎,故需将催化剂装在帆布料袋中,用尼龙绳缓慢送入炉管底部触媒托盘上,向下抖动使触媒全部装入炉管内,拉回帆布袋,为防止催化剂架桥,装填过程中轻轻振荡炉管.每装填一次后要用测深米尺测定剩下高度,如此反复进行将炉管全部装填完,再次对炉管进行压差检测.二段炉在更换催化剂时相对比较简单, 二段炉成筒型,内径粗,故在更换上比较方便、省时.

2.纯氧二段炉运转效果

通过计算在同等投料量的情况,有了纯氧二段炉后,比以往多产甲醇0.9t/h,一年下来能多产7776吨,从而说明纯氧二段炉转化率高.二段炉与一段炉出口转化气各组分进行比较,见表二.

通过比较可看出,二段炉出口甲烷含量比一段炉出口低,有效组分CO比较高,从而说明纯氧二段炉在甲醇装置中比一段炉转化的更完全.通过改造后的使用,我们总结出天然气的成本单耗降低15% ~ 20%; 转化率由一段转化法的97% 提高到99. 5%.

四、二段炉投入系统后的异常处理

1.原料气天然气中断

短时间中断,关闭氧气入二段炉调节阀组,确认跨线阀已关闭,同时打开进入氧气加热器的保护蒸汽调节阀(HIC1301),确认氧气放空调节阀全开;打开入二段炉原料气线保护蒸汽阀(F1308A),同时关闭入二段炉原料气天然气调节阀组及副线阀(FIC1304),打开氧气烧嘴事故蒸汽,防止设备超温.若是长时间中断,执行转化工序紧急停车操作规程.

2.氧气中断

短时间中断,首先打开氧气烧嘴事故蒸汽,同时打开氧气加热器保护蒸汽调节阀(HIC1301),关闭氧气入二段炉调节阀组,确认跨线阀已关闭,降低原压机送气量,然后关闭原料气天然气入二段炉调节阀组及副线阀(FIC1304),同时打开入二段炉原料气保护蒸汽阀(F1308A);长时间中断,降低入界区天然气总量,执行二段炉停车操作规程.


五、总结

1.工业应用结果表明,纯氧二段炉的转化率高,副产中压蒸汽更多,使车间整套装置工艺蒸汽量的需求达到了自给自足,大大降低了成本单耗.

2.由于燃烧纯氧,操作温度比较高,故对设备材质要求比较高.

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