全自热非等压醇烷化净化新工艺生产运行小结.doc

全热自非等压醇烷化净化新工艺运行小结山东阿斯德化工有限公司 李刚 尚秀兰 尹承俊 王成刚山东阿斯德化工有限公司的全自热非等压醇烷化净化新工艺生产系统自2004年8月投入生产以来已运行多年。经过近几年运行目前实际生产能力已达到年产23万吨氨醇、30万吨尿素的生产能力。下面就我公司高压醇烷化净化新工艺运行情况作一小结。1、改造情况公司采用南京国昌化工科技有限公司的全自热非等压醇烷化净化新工艺，该工艺由中压醇化、高压醇化和高压烷化三套装置组成，在8.016.0MPa压力下设置一套中压醇化装置，该装置在此压力下以产醇为主，在2031.4MPa压力下设置一套高压醇化和一套高压烷化装置，在此压力下以净化为主，高压醇化甲醇转化率大幅度提高（达到99%以上），出高压醇化系统气体中的CO+CO2达到200PPm以下，使原料气中的CO+CO2几乎全部转化为高附加值的甲醇产品。中压醇化装置于2002年2月投入运行，2004年5月公司1600氨合成系统取代原有的1000及800两套氨合成装置后，置换下来的两套氨合成装置改为全自热非等压醇烷化净化新工艺，取代1000及800两套铜洗净化工艺。铜洗净化部分的替换改造于2004年6月开始进行，8月中旬完成投入运行，由于800高压烷化装置是利用原来800氨合成装置改造的，受到原装置的限制，800高压烷化系统阻力在0.8M Pa左右，为此，公司于2005年3月开始筹建1000高压烷化系统，并于2006年1月中旬投入运行，从而彻底解决了甲酸（醋酸）铜氨液带来的环境污染问题，不仅为公司创造了可观的经济效益，而且具有很好的社会效益。1.11000氨合成系统仅更换醇化塔内件，氨分离器改为醇分离器，甩掉废热锅炉、冷交换器、氨冷器等设备，调整部分管道。电器（含原电加热器）、仪表、土建、保温等全部利用原有设施。1.2.800氨合成系统仅更换烷化塔内件，氨分离器改为水分离器，增加一台700提温换热器，甩掉废热锅炉、冷交换器、氨冷器等设备，调整部分管道。电器（含原电加热器）、仪表、土建、保温等全部利用原有设施。1.3新上1000烷化系统一套，主要设备1000烷化塔、800塔前换热器、水冷器各一台以及电器（含电加热器）、仪表、土建、保温管道等为新购置；水分离器是利用原800冷交换器的外筒改造，油分离器是用600冷交换器的外筒改造。1.4改造工程投资1000醇化系统和800烷化系统的改造工程投资含催化剂及设计、安装、新增设备、新增外管等费用，共计260万元；新上1000烷化系统的改造工程投资含催化剂及设计、安装、新增设备、新增外管等费用，共计580万元。2、高压醇烷化装置工艺流程来自联醇工段的气体经过醇化塔前换热器，提温至160-180，进醇化塔，经塔内换热器加热至210-230，醇化反应后气体升至245左右，再进醇化塔前换热器换热降温后进醇化水冷器，进一步降温至40，进入醇分离器，经醇分后，（CO+CO2）降至200PPm；醇后气进入烷化预热器，从烷化塔下部进入提温换热器提温至240260，进行烷化反应，出烷化催化床温度为230-250，经塔前换热器与醇后气换热降温，此时（CO+CO2）降至10ppm以下，烷后气经烷化塔前换热器、烷化水冷器降温至30以下，进入分离器分离水等物，送入氨合成系统。循环机仅升温还原时使用。3、催化剂装填及升温还原根据南京国昌化工科技有限公司建议，醇化催化剂选用南化研究院的醇化催化剂；烷化催化剂选用川化烷化催化剂。装填与GC型氨、联醇反应器的催化剂装填一样，十分方便。1000醇化系统和800烷化系统升温还原时，先还原烷化催化剂，后利用烷化系统出口的氢、氮气还原醇化催化剂，以保证催化剂的质量。1000烷化系统升温还原时，利用800烷化系统出口的氢、氮气还原醇化催化剂，以保证催化剂的质量。4、高压醇烷化装置近期运行情况现公司具有一套1000醇化系统、一套800烷化系统和一套1000烷化系统各一套，2006年1月1000烷化系统投入运行正常后，800烷化系统停止运行作为备用。正常运行时，开一套1000醇化系统和一套1000烷化系统，原料气量65350Nmh，运行H8压缩机26.5机，增加甲醇产量约36吨天，合成氨产量为510吨天，不开循环机，不带电加热器，运行十分稳定。主要指标见表1表1 醇烷化系统主要运行指标参数名称高压甲醇系统高压甲烷化系统系统压力MPa27.527.3内件阻力MPa 0.4 0.3甲醇产量th 1.5 0入系统新鲜气量Nmh 65350 62000入系统气体CO+CO2含量1.82.2（300400）106出系统气体CO+CO2含量106300400 510出系统甲烷含量1.5 1.5内件热电温度24552655 5、醇烷化与铜洗工艺的比较从近几年实际运行结果看，“全自热非等压醇烷化净化新工艺”中的高压醇烷化工艺与铜洗工艺相比具有以下优点：5.1净化度高。高压醇化出口气、高压烷化塔出口气CO和CO2含量均较低。5.2彻底解决了环保问题。该净化工艺是将压缩机送来的气体全部转化为甲醇和氨，完全甩掉了铜洗装置，彻底解决了公司甲酸铜氨络合溶液带来的环境污染，有效保护了环境。5.3吨氨节省电解铜0.02kg、甲酸0.21 kg、自用氨5.0 kg、蒸汽0.25t、冷却水30 m。5.4实现系统的自热平衡。各反应器正常运行时不需要电加热器提供热量，不开循环机，没有冷量消耗，吨氨节电35.0kWh。5.5、经济社会效益好。5.5.1降低运行费用经过测算吨氨节约运行费27.16元，以17104t/a氨计，则节约运行费为17000027.16=461.8万元/年5.5.2年增加甲醇的利润：36330（2150-1782）=437.18万元5.5.3 社会效益醇烷化工艺改善环境，防止了污染，杜绝了回收再生气中氨而产生的废氨水排放，按每小时4m3/h计，废氨水减排量31680m3/a，减排氨氮2.979t/a，解决了化肥企业长期以来的老大难问题，对提高企业形象具有很好的效果。6、结论及建议6.1“全自热非等压醇烷化”净化工艺技术成熟，净化气CO+CO2含量10 PPm。6.2“全自热非等压醇烷化”工艺中，高压烷化系统采取移热的方式可在合成氨系统内部实现自热平衡，其热源来自氨合成塔二出气，氨合成二出气体温度、压力比较稳定，可以确保高压烷化塔温的稳定，从而确保高压烷化出口气体微量合格，保证生产稳定。正常生产时高压醇化和烷化系统均不需要开用循环机和电炉，系统电耗为零，操作简单，运行安全可靠。6.3醇化塔内件及烷化塔内件设计合理，CO、CO2转化率高，出醇化系统气体中CO+CO2含量为（300400）106，出烷化系统气体中CO+CO2含量10 106。6.4在“全自热非等压醇烷化净化” 工艺中起净化作用的醇化装置放在高压，高压醇化将CO和CO2进行深度转化为便于利用的高附加值的甲醇，可以与产品甲醇一同出售，净化后的气体送到氨合成系统转化为氨，不仅净化度高，而且对环境没有污染。6.5根据市场需求和生产条件的变化，能及时方便地调整变换和脱碳出口气体中的CO和CO2含量，达到灵活增减醇氨比和甲醇产量的要求，提高企业产品效益。6.6经过“全自热非等压醇烷化净化” 工艺处理后的高压醇化出口CO+CO2含量小于200PPm，所以经过烷化系统后CH4含