百万吨甲醇合成技术.docVIP

百万吨级甲醇合成技术 周夏 1 引言 甲醇规模效应比较明显，装置规模不断向大型化、超大型化方向发展。就在2004年山东华鲁恒升化工股份有限公司建成投产规模为“30万吨/年合成氨＋20万吨/年甲醇” 的第一套国产化大型氮肥装置时，20万吨/年甲醇规模还属于国内单系列生产能力最大的甲醇装置，在那之前，国内单系列甲醇装置大多还只是年产几万吨到十万吨。2005年12月四川泸天化股份有限公司2006年7月下文规定：新建煤制甲醇装置建设规模须在年产100万吨以上。目前在建中的大唐多伦煤化工项目和包头神华煤化工有限公司的甲醇装置单系列年生产能力均在100万吨以上。 Lurgi公司于1997年率先发布了百万吨级大甲醇（MegaMethanol）概念，此后，单系列规模在100万吨以上甲醇技术成为业内研究的重点，目前全球已有十多套年产量在100万吨以上的甲醇装置在运行，其中三套产能已超过170万吨/年。 2 几种百万吨级甲醇合成技术 2.1 Lurgi两段等温甲醇合成工艺不强求保护床，采用副产中压蒸气的方式移出反应热，反应器产生的反应热则通过与新鲜合成气逆流换热方式脱除， Lurgi两段等温甲醇合成工艺Trinidad的TITAN签定了2500t/d甲醇装置。2000年与Trinidad的ATLAS签约5000t/d甲醇装置，2004年6月投产。又分别于2000年和2004年，与伊朗国家石油公司（NPC）签订了规模均为5000t/d的甲醇装置。2004年与卡塔尔的QAFAC签订一套6750t/d甲醇装置。2005年分别与马来西亚的PETRONAS和中国大唐国际签订一套5000t/d甲醇装置。2006年与神华宁煤分别签订5000t/d甲醇装置。 2.1.4 Lurgi两段等温甲醇合成技术的主要不足 冷却水消耗量大,副产蒸汽量少设备庞大，设备运输受到限制设备阻力偏大水冷和气冷温差大。ICI ）径向流蒸汽上升式甲醇合成ICI ）公司早期的大型甲醇技术 说起Davy（ICI ）的甲醇合成技术，人们一般会想起它的多段冷激式甲醇合成塔，多段冷激式甲醇合成塔是采用固定床4段冷激式绝热轴向流动甲醇合成塔，段间采用菱形分布系统将冷激气体喷入降温，以调节合成塔内温度。由于这种塔结构简单，也适用于大型化，世界上早期的大型甲醇装置中，以采用多段冷激式甲醇合成塔为最多。然而，它也存在着明显的问题： 不能回收甲醇合成产生的高位热能，合成回路循环气量大； 存在催化剂段间反混现象，合成塔出口甲醇含量低； 催化剂的时空产率不高，用气较多。 因此，目前大型装置已很少使用。 2.2.2 Davy（ICI ）径向流蒸汽上升式甲醇合成DAVY（ICI）公司为百万吨级甲醇装置专门开发了径向流蒸汽上升式甲醇合成器，其主要特点是催化剂装填在壳侧，原料气从中心管进入，并从中心向四周呈辐射流动。要求在反应器之前设置保护床，对合成气进一步净化。图3为Davy（ICI）目前为大型甲醇装置设计的流程示意图，图4为其径向流蒸汽上升式大型甲醇合成器示意图。 图3 图4 2.2.2.2 Davy（ICI）径向流蒸汽上升式甲醇合成技术的主要特点 采用气体径向流、蒸汽上升式、合成器串/并联结构。 气体沿径向从内到外通过催化剂床层，压力降较小。 锅炉给水从反应器底部进入，通过采用环管排布DAVY（ICI）径向流蒸汽上升式甲醇合成技术的业绩 DAVY（ICI）公司在特立尼达建设的日产5400吨甲醇、由两台蒸汽上升式反应器串/并联流程组成的甲醇装置已于2005年10月投产。2006年12月包头神华煤化工有限公司与DAVY（ICI）公司签订了5500t/d甲醇技术引进合同，采用两个合成塔串联EMethanex的3600t/d甲醇装置、伊朗Kharg Petrochemicals的4430t/d甲醇装置也采用了Davy（ICI）技术。 2.2.2.3 Davy（ICI）径向流蒸汽上升式甲醇合成技术的主要不足 出口甲醇浓度有待进一步提高，以减少循环量，降低循环压缩能耗；气体由里向外呈发散流动，流速变化相差数倍，分布很难保证均匀2.2MPa，温度约220TOPSφE的绝热型管壳式甲醇合成技术 2.3.1 结构与流程简介 对于百万吨级单系列甲醇装置，丹麦TOPSE公司采用台，，使合成气中总硫小于5ppbTOPSφE绝热型管壳式甲醇合成技术的主要特点RM101型铜系催化剂，活性高、强度大选择性高、等较高的单程转化率。0.2 MPa，每吨甲醇的净能耗约为5.3 Gcal（考虑了进料气，透平蒸汽和蒸汽输出）。 热量回收好。TOPSφE绝热型管壳式甲醇合成技术的业绩 在挪威的2500t/d甲醇装置就采用了TopsΦe三台串联工艺。在2006-2007年获得的大型甲醇项目有：沙特阿拉伯日产 5000公吨气头甲醇装置（预计20