大型煤头甲醇合成装置设计改进.pdfVIP

周 芳等 大型煤头 甲醇合成装置设计改进 3 大型煤头 甲醇合成装置设计改进 周 芳 姜 波 中国成达工程有限公司 成都 610041 摘要 DPT向国内转让了多套大型煤头甲醇合成工艺专利技术，本文分析了不同原料的甲醇合成反应， 介绍了全球首套投产的规模最大的以煤为原料的甲醇装置的工艺流程、装置运行存在的问题，探讨了DPT吸取 神化包头运行经验后，在类似装置转让技术中所作的主要设计改进，供相关技术人员参考。 关键词 大型 煤头 甲醇合成 改进 北方某大型煤制烯烃项 目是全球首套煤制烯 表 1 典型的天然气转化气和煤气化合成气组成 烃工业化示范工程，其 甲醇合成装置采用 DPT低 压 甲醇合成技术及 JohnsonMatthey甲醇合成催化 剂，以煤气化生产的合成气为原料生产 MTO级甲 醇。甲醇合成采用两个串联的专为百万吨级 甲醇 合成装置开发的蒸汽上升反应器 (SRC)，装置生 1．1．1 氢碳 比 产能力折合纯甲醇 1830kt／a。该装置也是世界上首 典型天然气转化气明显氢多碳少，而煤气化 套投产的规模最大的以煤为原料的甲醇装置。自 合成气的氢碳 比可通过上游变换和低温甲醇工序 2010年投料成功后，装置最高操作负荷达 105％， 调整到甲醇合成所需的范围，获得更高的甲醇合 总体来讲，装置运行情况 良好。虽然之前 DPT转 成率。即气体的氢碳比，决定了以煤为原料的甲 让过多套甲醇装置，但作为 DPT提供专利技术的 醇装置床层温度更难控制。 首套煤头甲醇装置，因装置的规模大，同时以煤 1．1．2 气体中的C0和CO 为原料，在高负荷运行下，一些工艺问题逐步暴 相对于典型的天然气转化气，煤气化合成气 露出来。DPT公司在提供技术支持 的同时，也密 中CO含量更高，CO 含量更低。而甲醇合成反应 切关注装置的实际运行情况，在之后煤头甲醇装 中，因CO的合成反应热要 比CO合成反应热低 置的技术转让中，进行了一些设计改进，本文对 40％左右，即CO 参加的反应可抑制合成温度的 主要改进点进行了初步探讨分析，供相关技术人 升高，一定程度上避免过热现象，以延长催化剂 员参考。 的寿命。故从理论上，煤头装置中甲醇合成反应 l 反应原理及装置的大型化 热更多，更容易超温，因而需快速移除反应热， 避免催化剂超温。 1．1 反应原理 1．1．3 气体中微量杂质 主要的甲醇合成反应方程式如下： 煤气化合成气中含有微量硫、氯、砷等杂质， 这些杂质源于装置前端原料煤的复杂组成，杂质 CO +2H2_+CH3OH 的