新型隔热涂料在甲醇与合成氨装置上的应用.doc

新型隔热涂料在甲醇与合成氨装置上的应用刘卫平 （山东红日阿康化工股份有限公司 山东临沂市 276021） 在甲醇和合成氨装置中，从造气工段生产的水煤气，经过洗涤塔洗涤后，经煤气管道进入气柜缓冲，再经过管道进入脱硫工段，主要过程如下：造气工段洗涤塔 煤气管道 气柜 煤气管道 脱硫进口洗涤塔 罗茨风机在此过程中，水煤气的降温是必不可少的一个环节。而如何采用更经济的方式降低气体温度，从而达到节能降耗的目标，是目前化工行业比较普遍的问题。一 水煤气温度对装置的主要影响1 影响罗茨风机寿命和能力对于罗茨风机而言，一般要求进口气体温度要求在45以下，而且水煤气经过罗茨风机以后，由于压力提高，温升一般在30左右。由于风机一般采用风冷，调整能力较小，设备内两个转子的间隙很小，如果进口气体温度太高，相应造成 轴承轴承等运转部件温度过高，严重可造成转子抱死，设备停车。根据气体特性，在相同体积压力下，温度越高则体积越大。罗茨风机为容积式设备，即进口气体的流量是不变的，因此，气体温度越高，则设备的输送能力越小，相应生产能力越小。2 影响脱硫和再生。对于脱硫而言，一般采用湿法脱硫，在脱硫塔内通过气液接触的传热和传质过程，使气体中硫化氢和脱硫液反应，同时降低气体温度，如果水煤气温度高，则影响脱硫效果和脱硫液的再生。3 影响生产能力同样压力的气体，温度越低则体积越小。以我公司10万吨合成氨装置为例，夏季每个班产量94-96吨之间，冬季则产量在102-104吨之间，其中气候的影响是关键因素。由于各地气候条件存在差异，气候的影响也大小不同。以我公司所在地临沂市为例，临沂地处中纬度区，属温带季风区大陆性气候，四季分明、光照充足。年平均气温约14，夏季七、八、九三个月平均气温2526.5，夏季最高气温超过40，在这种情况下，夏季白天气柜和管道的表面温度一般超过60。从而造成气体在输送过程中温度升高。 根据我公司10万吨/年合成氨装置的设备布置状况，气体所经过的管道（气柜前后）距离约230米，管道直径1.4米，气柜直径28米，容积1万方，一般情况下高度维持在10-12米左右。则气体经造气进入脱硫工段所经过的管道和设备的表面积约2000平方，停留时间约10分钟。在这种条件下，经实际检测，夏季造气工段洗涤塔出口气体温度在43-44之间，脱硫洗涤塔进口气体温度约47-51。气体在此过程中的升温约4-7。相应降低生产能力1.5%以上。二 新型涂料的应用目前国内甲醇和合成氨厂家在降低水煤气温度方面，基本采用循环水洗涤的方法，虽然能达到降温效果，但相应增加能耗。对10万吨合成氨装置，按气体的气量50000标方计算，气体中主要成分的含量按下表： 名称CO2COH2N2CH4O2含量 %828.540热值KJ/Kmol40.329.52929.53829.9由上表计算可知，在此过程中，气体温度每升高1，所吸收的热量为67.8MJ，相应气体每降低1所消耗的循环水量在80立方以上。而对于国内的石化行业，目前已经普遍应用在储罐表面采用隔热涂料的方式，降低储罐内气体或液体的温度，从而降低消耗，提高装置安全性。这种隔热涂料能使太阳辐射和其它热辐射给予反射、隔热，以达到隔热、降温、防腐的效果。而目前的国内甲醇与合成氨装置中，气柜及输送管道多数采用涂刷红丹防锈底漆和面漆的方式，仅考虑防腐作用，而没有隔热降温的作用。 三 新型涂料的使用特点1 降温效果明显根据在齐鲁石化的试验结果，在气温38条件下，罐顶表面涂白漆温度为46，涂隔热涂料温度为41 ，而我公司合成氨气柜表面涂普通灰漆，在气温38条件下，表面温度可达65。可以看出，通过涂刷新型隔热涂料，在夏季可降低气柜表面温度20以上，基本可以消除由于光照对气体温度带来的影响，消除由于气候对气体温度带来的影响。2 提高装置生产能力，降低运行费用对相同压力的水煤气而言，在40气体温度每升高1，体积增加0.32%。相应降低生产能力0.32%。虽然0.32%数字较小，但对于长周期运行的装置，累积起来则数值不可忽视。年产10万吨的合成氨装置，1则影响每年320吨产量，产值超过60万元。有的企业为了降低脱硫工段进口气体温度，在脱硫进口设有冷却塔，通过循环水洗涤降低气体温度，而采用隔热涂料以后，可以取消冷却塔，从而减少设备和占地，降低一次性投资，降低装置的水电消耗，降低运行费用。仍以我公司10万吨合成氨为例，脱硫进口的冷却塔循环水量在夏季约150方/小时，按每方0.4元计算，则仅夏季3个月循环水费用为13万元。节能效果明显。3 降低一次性投资。 我公司在脱硫进口设置冷却塔，主要在夏季使用，冬季较少使用，由于新型隔热涂料的降温效果，可取消该冷却塔以及相关的循环水上水及回水管线，及配套的水泵，减少相应占地，和采用隔热涂料代替普通防腐漆增加的费用相比，总体投资下降明显。4 代替传统的防腐方式 隔热涂料底漆比红丹防锈漆耐腐蚀，具有良好的附着力和耐湿热性，防腐蚀能力极佳，是代替传统的红丹防锈漆的新型防锈底漆；对大气具有良好的稳定性、耐久性，能经紫外线、冷热日晒雨淋作用，而且耐磨性好、附着力强，涂膜有效期长达5年以上；常温干燥快，1小时干，施工期短，具有装饰性和保护性，表面属于亚光型漆，有一定的装饰性和耐大气腐蚀性；4 新老装置改造施工均比较方便 由于仅仅是采用新型涂料代替，不增加占地和设备，不增加施工难度。5 其它方面在气柜表面涂刷隔热涂料，降低气体温度，相应缩小气体体积，从而提高的设备的有效容积，提高设备的缓冲能力，有利于装置的平稳运行。气体温度的降低，可提高装置安全性，有利于设备的稳定运行，提高设备运行寿命，提高装置运行时间。 四 结论 通过以上可以看出，新型隔热涂料在甲醇和合成氨装置中的气相管路及设备的应用效果是明显的，而且可根据此种隔热涂料的特点推广应用到液氨储罐、甲醇储槽、以及天然气、城市燃气等其它行业。同时根据气候特点，在南方应用效果应比北方更明显。姓名：刘卫平 联系电话： 手机办公室：05397112897电子邮件： LWP163126.com籍贯：山东省临沂市毕业学校：华南理工大学 专业：化学工程