甲醇产量影响因素...ppt

影响我厂甲醇产量的因素 影响甲醇合成的因素1 合成压力2 合成温度3 气体组成4 空速及循环量 气柜及焦炉气压缩机焦炉气压缩机打气量是影响后续工段气量的重要因素 1 目前我厂3 压缩机瞬时流量比1 2号压缩机多300 400m3 h 2 压缩机入口压力3kpa时比2kpa时瞬时流量多200 300m3 h 3 焦炉气中焦油 萘阻塞气阀 影响压缩机打气量 提高气量方法 工艺 前工序稳定操作 减少焦油 萘带入压缩机 设备 更换1 2 焦炉气压缩机一级气阀 操作 气柜保持高位运行 定期倒机清理气阀 精脱硫精脱硫的稳定运行时后续催化剂正常运行的重要保证工艺 控制前工序焦炉气氧含量及硫含量 保证精脱硫催化剂稳定运行 控制好加氢催化剂入口温度及各槽操作温度 防止超温及硫超标事故发生 设备 及时更换吸油剂及活性炭 防止杂质带入后续催化剂 使催化剂失活 操作 定时对过滤器排液 防止杂质带入后续催化剂 使催化剂失活 系统阻力上升 系统升 降压速率慢 防止催化剂粉化 系统阻力上升 影响气量 转化转化是影响合成气体组成的重要环节氧化反应 CH4 2O2 CO2 2H2O QH2 1 2O2 H2O Q转化反应 CH4 H2O CO 3H2 QCH4 CO2 2CO 2H2 QCO H2O CO2 H2 山西建滔转化气成分 我厂转化气成分 初步设计转化气成分 可以看出我厂转化气中CH4含量高 CO2含量高 CO含量少 H2含量少 主要原因为转化炉温低 氧 甲烷对转化气的影响 从上表可以看出 随着氧量增加 反应器出口温度升高 出口CH4含量减少 CO含量增加 CO2含量减少 氢碳比值减少 这都有利于甲醇合成 但从CH4部分氧化反应式 2CH4 O2 2CO 4H2 的化学计量来看 O2 CH4应为0 5 过多的氧量实际上会消耗过多氢 使反应温度提高 但这有利于CH4蒸汽转化反应 并会消耗一定量的H2 使氢碳比趋于理论最佳值 实际生产中 O2 CH4应取0 6 0 7为宜 我厂目前O2 CH4约为0 51 水 甲烷对转化气的影响 从上表可以看出 随着H2O CH4比的增加 CO浓度降低 CO2浓度增加 反应器出口温度降低 而未反应CH4含量也略增加 尽管f值未变 但CO CO2比值减少 这不利于后续工段的甲醇合成 因此从工艺条件来讲 只要催化剂能抗结炭 焦炉气纯氧转化应尽量减小H2O CH4比 现在部分厂家H2O CH4控制在1我厂H2O CH4控制约为2 转化系统补碳工艺探讨合成甲醇的新鲜气理论上氢碳比为2 一般取2 05 2 15 对于焦炉气为原料 氢含量高 生产甲醇用纯氧自热转化 虽然烧掉部分氢 但氢碳比值仍然偏高 当O2 CH4 0 6 0 7时 其氢碳比在2 64 2 51 为达到理想的氢碳比 可以在转化后补充水煤气或在转化前补加CO2 在反应器中进行逆变换反应 CO2 H2 CO H2O 两种补碳的方法可以增加甲醇产量 现主要讨论在转化炉前补入CO2的可行性 从上表可以看出 加入的CO2与总气量的摩尔比为0 064时 相当于n CO2 n CH4 0 2 所得气体组成f 2 02 2 09 是比较理想的甲醇合成气组成 加入CO2后 由于逆变换反应 使氢含量减少 同时CH4转化率下降 从上表可以看出 加入CO2后反应气中H2量减少 水量增加 明显发生了CO2的逆变换反应 焦炉气在反应前加入CO2的过程 可以假设为焦炉气先进行反应 然后加入CO2 再进行逆变换反应的过程 经组分平衡计算 在转化的CO2中仅有80 发生了逆变换反应 还有20 发生了甲烷化反应 因此使甲烷含量增加 为了提高焦炉气中的甲烷转化率 可以适当增加氧量 使反应温度提高 当O2 CH4 0 7时 加入同样的CO2 由于反应温度提高很多 其出口甲烷含量已相当低 云南大为焦化在气柜前补入CO2 就我厂目前情况看 由于转化炉限制原因 存在出口温度低 出口气体残余甲烷含量多 一氧化碳含量少等问题 造成合成气氢碳比不合理 惰性气体含量大 工艺 在保证转化炉安全运行的情况下 尽量提高出口温度 以保证转化气质量 在催化剂允许范围内 尽量降低转化系统加入蒸汽量 提高转化气一氧化碳含量 尝试在焦炉气中补入二氧化碳 以小技改提高甲醇产量 设备 最好将转化炉改为中心烧嘴式 以提高转化率 保证转化系统长周期运行 操作 精心操作 将转化炉出口温度控制在要求范围内 管理 严格考核转化炉出口温度 将工艺指标考核与考核奖金挂钩 合成主反应 CO 2H2 CH3OH QCO2 3H2 CH3OH H2O Q 气体成分对甲醇合成的影响1 CO2含量对甲醇合成的影响合成工序的新鲜气 其氢碳比要求控制在 H2 CO2 CO CO2 2 05 2 15 并保持一定量的CO2 一定量的CO2的存在对保持催化剂的高活性是有利的 适量的CO2可以降低反应热 这对维持床层温度也是有利的 结论 合成气中CO2含量低于1 时 为催化活性不稳定区 运转中催化剂活性不断下降 失活 其原因是在H2 CO气氛下Cu 易被还原为Cu0而失去活性 合成气中CO2含量为1 5 此时甲醇时空收率随CO2增多而上升 其原因是由于存在少量逆变换反应生成水 使催化剂上出现活性中心 促进CO不单循甲酰基途径合成甲醇 还可以从甲酸基途径合成甲醇 合成气中CO2含量5 20 随CO2含量上升甲醇时空收率不断下降 这是由于CO2在催化剂上竞争吸附削弱了对H2的吸附与异裂 因而影响了甲醇的合成 我厂目前合成气中CO2含量在7 7 5 左右 降低CO2含量主要靠增加氧气量 提高转化炉温度 增加合成放空量解决 2 压力对甲醇合成的影响根据分子运动理论 气体分压的大小决定了其分子运动速度的大小 如果操作压力较低 分子的密度和运动速度均会受到影响 化学反应速度也会受到限制 结果影响了气体的转化率 3 惰性气体含量对合成的影响在甲醇合成反应中 甲烷和氮气为惰性气体 不参与反应 但惰性气体的存在会降低有效组分的分压 从而影响甲醇的产量 我厂目前循环气中氮气 甲烷含量16 17 一般建议合成气惰性气体含量在12 以内 出塔气在16 以内 我厂目前合成面临的问题是惰性气体含量多 CO2含量高 想要改变气体组分 必须从转化着手 不能单纯依靠增加放空量 放空量增加 会短时间优化气体组分 改善合成氢碳比 但会降低合成压力 如成分不好的弛放气长时间回炉 会影响原料气成分 最终造成恶性循环 根据我厂目前的情况 我厂合成系统惰性气体含量大 CO2含量偏高 氢碳比不合理 工艺 增加燃料气管线 将合成弛放气供锅炉 预热炉 管式炉燃烧使用 延长弛放气回焦炉管线 尽量在回炉煤气管道末端配入弛放气 操作 稳定合成塔温度 严格控制合成塔出口温度波动范围在 1 根据气量严格控制合成系统压力 在保证合成系统压力前提下 认真调整合成放空量 优化合成气指标 管理 严格考核合成塔出口温度 合成系统压力 将工艺指标考核与考核奖金挂钩 精馏以日产150T甲醇为例残液醇含量0 6 排除甲醇量0 16吨 残液醇含量0 12 排除甲醇量0 32吨 操作 排放残液时 严格控制常压塔塔釜温度106 以上 管理 严格考核常压塔釜温度 残液醇含量 将工艺指标考核与考核奖金挂钩 连续稳定运行