大型甲醇装置的选择.docVIP

大型甲醇生产技术的进展 字体：【大 中 小】 来源：中国甲醇网 日期：2005-1-31 ???分析了国内外甲醇大型化技术的发展，介绍林达成功开发的JW低压均温型甲醇合成塔，并已在哈气化成功改造引进装置，达到提高产量50％，已在哈气化、江苏新亚、山东垦利、河南中原、邯郸新阳光、云南曲靖等六套装置上成功投运，现已进行陕西渭化、内蒙天野、辽宁大化等年产20～30万吨大型甲醇反应器加工，提出了日产1000～5000T/日大型合成反应器结构问题的解决。??????一??中国甲醇生产发展的背景??????1、近代甲醇不论作为化工原料（制二甲醚、丙稀、乙烯）或作为能源（甲醇汽油燃料），用途和规模不断增加。国外装置规模已进入年产百万吨级，我国?“九五”、“十五”都把开发低压甲醇合成技术列为重大项目，国务院领导对发展甲醇生产作过多次重要批示。??????今年4月，国家发改委召开“关于甲醇燃料发展”的座谈会，目前还成立了中国石化协会醇醚燃料及醇醚清洁汽车专业委员会。山西省扩大推广甲醇汽油的试点城市，省政府决定由原来太原等四个市扩大到全省11市全面推广甲醇汽油，到2003年中石化山西分公司已建100座甲醇汽油加油站，供应甲醇汽油，为甲醇汽车产业化示范推广创造条件，争取太原等四个市全部用甲醇汽油。??????在这种甲醇生产规模不断扩大，向大型化发展的情况下，中国是否能开发自主的现代甲醇生产技术，几十年来在我国建成的大化肥当中，廿余套大型氨合成塔全部从国外引进，现在我们中国已可以用自主知识产权的专利技术建设大型甲醇生产装置了。??????2、目前国外的大型甲醇合成技术??????当代甲醇合成生产技术因低压法能耗省而成为主要技术，据称英国ICI公司和德国Lurgi公司技术占据70％以上的国外生产装置，代表了国外甲醇合成生产的技术水平。目前单套最大能力为今年6月在特立尼达Atlas投产的日产5000吨的由三台反应器组成的Lurgi联合反应器。??????ICI甲醇塔结构简单，催化剂装填系数大，易大型化，目前已有单套日产3000吨的装置，但催化剂床层温差大，气体返混严重，合成效率低。??????Lurgi管壳甲醇塔，催化剂床层温度平稳，操作容易，合成效率较高，但反应器催化床存在严重壁效应，影响空时产率提高，催化剂装填系数小，反应器结构复杂，单塔能力小，大型化难度大。??????除以上二者，还有塔间换热的TOPSΦE径向流动反应器，KBR的球形反应器，段间换热的CASALE卧式多床反应器。这类反应器由多台或多床串联组合，塔间或段间设置外部换热器移去反应热。三??大型甲醇合成反应器结构问题的解决??????由于单系列大型化甲醇生产装置可显著降低投资和生产成本，故甲醇装置大型化成为甲醇生产技术发展的重要方向，而在这一问题上管壳式反应器由于实际上是一台由管板列管和壳体组成一整体而不可分的大型列管换热器，而大型化遇到难题。如在5MPa合成压力下年产20万吨单台管壳反应器直径已达4米，而这已达到我国公路运输限宽，超过4米不仅加工难度大，且整体难以运输。故超过20万吨/年需要采用多台管壳式并联，而这将带来增加设备投资等问题。减小直径的一个办法是提高合成塔高径比，国内有冷激塔提出高径比达10，如此大的高径比采用轴向塔阻力很大，即使采用了径向塔，如为连续催化剂床，则对压制成型、强度低的甲醇催化剂难保不被压碎粉化。虽然提高合成压力也可使一定直径上反应器生产能力提高，但这一使反应管内外和管板上下反应气和壳程水汽压差增加，同样增加设备投资和制造加工技术难度。而JW均温型塔却在大型化上具备多方面有利条件。??????1、首先JW塔触媒装填系数大，同样生产能力和催化剂装量下，反应器体积大幅减小（见表2），故在5MPa下直径4米以内合成塔单台能力可达到年产30万吨。??????2、JW塔提高合成压力时，内件中管内外压差并不相应增加，因此除了壳体设计压力相应增加外并不增加合成塔内件加工制造的技术难度，可以十分方便地用提高合成压力提高一定直径下的生产能力，合成压力9MPa左右单台生产能力达到年产60万吨。??????3、JW塔内件采用化整为零冷管胆多重同轴套装，因此即使直径超过4米，也可以采用内件分开运输到现场组装，外壳到现场组焊和热处理，我们已在进行国外购置多套塔径超过4米、4.3米、4.5米、4.8米合成塔改造设计，这样单台能力可达到年产100万吨。??????4、用多台组合??????国外在大型化甲醇合成系统中对合成塔采用的方案，ICI为增大塔径单台塔，TOPSΦE采用三台径向绝热塔串联，Lurgi过去提出二台管壳式并联共用一个汽包，现在则大力提倡水冷－气冷联合反应器，即由一台气冷的冷管合成塔和外冷副产蒸汽的水冷反应器串联组合，原料气先进气冷反应器，这种