王立云（寧夏慶華煤化集團(tuán)有限公司，寧夏吳忠 751900）

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轉(zhuǎn)化工段增加循環(huán)氮?dú)夤芫€，縮短甲醇系統(tǒng)升溫開車時間

王立云
（寧夏慶華煤化集團(tuán)有限公司，寧夏吳忠 751900）

【摘要】焦?fàn)t氣制甲醇的工藝系統(tǒng)中，因工藝設(shè)計的缺陷在系統(tǒng)開車中，精脫硫系統(tǒng)和轉(zhuǎn)化系統(tǒng)不能同時進(jìn)行升溫，造成開車時間的延長。根據(jù)原工藝的管線設(shè)計，將系統(tǒng)進(jìn)行管線改造。在加熱爐A的氮?dú)膺M(jìn)口管上配置一根管線鏈接在加熱爐B的焦?fàn)t氣盤管進(jìn)口上，這樣就可以保證轉(zhuǎn)化和精脫硫系統(tǒng)在升溫過程中互不干涉，縮短系統(tǒng)開車的時間。

【關(guān)鍵詞】焦?fàn)t氣制甲醇 換熱式轉(zhuǎn)化 升溫時間

1 工藝系統(tǒng)介紹

我公司甲醇生產(chǎn)裝置是由四川通用設(shè)計院設(shè)計的15萬噸/年焦?fàn)t氣制甲醇，現(xiàn)已連續(xù)安全運(yùn)行多年。這套裝置的轉(zhuǎn)化工段采用了換熱式轉(zhuǎn)化工藝，這不同于其他單位的單純二段爐的轉(zhuǎn)化工藝，原理是：在脫硫合格，按照水汽比配入一定量的水蒸氣、并且進(jìn)行了一定程度的預(yù)熱后的焦?fàn)t氣，首先進(jìn)入換熱式轉(zhuǎn)化爐的管程，管程里面裝有轉(zhuǎn)化觸媒，先進(jìn)行一定程度的甲烷轉(zhuǎn)化反應(yīng)，然后氣體進(jìn)入了二段爐，在二段爐里面通入一定量的氧氣，進(jìn)行燃燒，提高氣體的溫度，再在二段爐的觸媒層進(jìn)行深度的甲烷轉(zhuǎn)化反應(yīng)。利用二段爐出口的高溫氣體進(jìn)入換轉(zhuǎn)爐的殼程，給管內(nèi)的焦?fàn)t氣傳熱，提供轉(zhuǎn)化所需要的熱量。這套工藝的特點(diǎn)就是安全性能比較高，耗氧少，缺點(diǎn)是流程長，升溫過程中散熱比較大。特別是開車過程轉(zhuǎn)化爐升溫慢，耽誤開車時間。如圖1所示的工藝系統(tǒng)流程圖。

轉(zhuǎn)化二段爐是靠氧氣的燃燒來提供熱量的，要想投氧成功，必須二段爐爐頭溫度達(dá)到焦?fàn)t氣的燃點(diǎn)640℃，由于氮?dú)獾谋葻岜容^低，所以當(dāng)換轉(zhuǎn)爐和二段爐里面觸媒溫度達(dá)到該壓力下蒸汽露點(diǎn)溫度（130℃）以上時候，（防止水泡觸媒）轉(zhuǎn)化工段要改為蒸汽升溫。

2 系統(tǒng)升溫說明

在原設(shè)計中，精脫硫系統(tǒng)與轉(zhuǎn)化系統(tǒng)是串到一起進(jìn)行氮?dú)馍郎氐模褪怯媒範(fàn)t氣壓縮機(jī)抽空分來的常壓氮?dú)?，進(jìn)入精脫硫的加熱爐A加熱，然后經(jīng)過精脫硫的鐵鉬預(yù)加氫槽、鐵鉬加氫槽、鐵錳槽（2個）、二級加氫槽、氧化鋅槽（2個），然后進(jìn)入轉(zhuǎn)化工段，在轉(zhuǎn)化的加熱爐b升溫后，氮?dú)膺M(jìn)入換轉(zhuǎn)爐和二段爐，給觸媒升溫，然后再冷卻，從轉(zhuǎn)化末端回到焦?fàn)t氣壓縮機(jī)入口進(jìn)行加壓循環(huán)。原始開車的時候可以，但裝置運(yùn)行一段時間后，當(dāng)純度達(dá)到99.99%的氮?dú)饨?jīng)過精脫硫各個槽子時候，吸附了硫的脫硫劑很可能把硫又解析到氮?dú)庵?，從而帶到轉(zhuǎn)化工段，導(dǎo)致轉(zhuǎn)化觸媒中毒。所以檢維修后開車的時候，精脫硫工序只能是用焦?fàn)t氣壓縮機(jī)打氮?dú)猓?jīng)過加熱爐A升溫給精脫硫工序升溫，氮?dú)庠谀┒朔趴?。待精脫硫工段達(dá)到工作溫度，把精脫硫工序切除，循環(huán)氮?dú)馔ㄟ^加熱爐A加熱，通過精脫硫工序的大副線，去轉(zhuǎn)化工序循環(huán)，把轉(zhuǎn)化爐的整體溫度升到蒸汽露點(diǎn)溫度以上，停止氮?dú)庋h(huán)，改為蒸汽升溫，這時再把精脫硫工序引入焦?fàn)t氣，經(jīng)過加熱爐A升溫到活性溫度，然后再通入精脫硫工序，在末端放空。等待精脫硫后的焦?fàn)t氣含硫＜0.1ppm、轉(zhuǎn)化爐達(dá)到規(guī)定的溫度，才能引入轉(zhuǎn)化工序，進(jìn)行投氧操作。由于轉(zhuǎn)化觸媒在蒸汽流里面時間過長會導(dǎo)致尖晶石的生產(chǎn)，影響活性，所以不能先用氮?dú)饨o轉(zhuǎn)化爐升溫，只能等到精脫硫升溫差不多，才能把氮?dú)獾沟睫D(zhuǎn)化升溫。通過幾次開車實踐，我們發(fā)現(xiàn)有兩個弊?。孩佼?dāng)精脫硫升溫的時候，由于氮?dú)獾妮d熱能力低，并且空分的氮?dú)饬恐挥?000m3/h，氮?dú)獠荒苎h(huán)，空速很低，傳熱慢，精脫硫工序的7個槽子升溫很慢。②操作工操作很不方便，難度大。這樣每次精脫硫系統(tǒng)與轉(zhuǎn)化系統(tǒng)的開車過程的時間很長，達(dá)到了40多小時。

經(jīng)過分析，我精脫硫系統(tǒng)各催化劑都是已經(jīng)硫化、還原結(jié)束的，在開車時，可以直接用焦?fàn)t氣升溫，一個很重要的原因就是焦?fàn)t氣進(jìn)入精脫硫系統(tǒng)會有反應(yīng)熱產(chǎn)生，同時我們是焦?fàn)t氣制甲醇工藝，檢修期間焦?fàn)t氣是放空的，這不存在原料氣浪費(fèi)問題，并且焦?fàn)t氣量遠(yuǎn)大于氮?dú)獾牧?，精脫硫升溫速度對比氮?dú)饪旌芏?。那么在開車時，我們就可以把氮?dú)庵苯咏o轉(zhuǎn)化升溫，這樣既節(jié)約了開車時間，又減少焦?fàn)t氣的浪費(fèi)，只是把進(jìn)入加熱爐A的氮?dú)夤芫€在閥前配一根管線到氣氣換熱器前就能解決這個問題。給精脫硫系統(tǒng)和轉(zhuǎn)化系統(tǒng)同時升溫就可以實現(xiàn)。焦?fàn)t氣經(jīng)加熱爐A加熱后，去精脫硫系統(tǒng)給各槽升溫，在氧化鋅后放空。同時氮?dú)庠谶M(jìn)加熱爐A前經(jīng)新改造的管線直接到氣氣換熱器，再進(jìn)入加熱爐B加熱后去換轉(zhuǎn)爐給轉(zhuǎn)化系統(tǒng)升溫。以達(dá)到縮短開車時間，為企業(yè)增加經(jīng)濟(jì)效益。

3 項目改造優(yōu)點(diǎn)

（1）將精脫硫與轉(zhuǎn)化系統(tǒng)升溫獨(dú)立進(jìn)行，互不影響，可根據(jù)工藝要求合理安排時間；（2）有效的利用了多余的焦?fàn)t氣，節(jié)約了氮?dú)?，提高了精脫硫的升溫速率；?）將開車時間縮短了16小時；（4）增加了經(jīng)濟(jì)效益。

以生產(chǎn)每噸甲醇消耗2000Nm3焦?fàn)t煤氣計算，在正常生產(chǎn)負(fù)荷焦?fàn)t氣18000Nm3/h條件下，每噸精甲醇銷售價2000元，則經(jīng)技術(shù)改造后單次計劃開車產(chǎn)生的經(jīng)濟(jì)效益：

18000Nm3/h÷2000Nm3/t×2000元/t×16h =28.8萬元。

作者簡介：王立云（1986—），男，寧夏吳忠人，?？?，助理工程師，寧夏慶華煤化集團(tuán)有限公司。主要從事焦?fàn)t氣制甲醇工藝生產(chǎn)。