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        轉(zhuǎn)化工段增加循環(huán)氮氣管線,縮短甲醇系統(tǒng)升溫開車時間

        2016-08-05 08:06:25王立云寧夏慶華煤化集團有限公司寧夏吳忠751900
        中國科技縱橫 2016年11期

        王立云(寧夏慶華煤化集團有限公司,寧夏吳忠 751900)

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        轉(zhuǎn)化工段增加循環(huán)氮氣管線,縮短甲醇系統(tǒng)升溫開車時間

        王立云
        (寧夏慶華煤化集團有限公司,寧夏吳忠 751900)

        【摘要】焦爐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)進行管線改造。在加熱爐A的氮氣進口管上配置一根管線鏈接在加熱爐B的焦爐氣盤管進口上,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】焦爐氣制甲醇 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/年焦爐氣制甲醇,現(xiàn)已連續(xù)安全運行多年。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、并且進行了一定程度的預(yù)熱后的焦爐氣,首先進入換熱式轉(zhuǎn)化爐的管程,管程里面裝有轉(zhuǎn)化觸媒,先進行一定程度的甲烷轉(zhuǎn)化反應(yīng),然后氣體進入了二段爐,在二段爐里面通入一定量的氧氣,進行燃燒,提高氣體的溫度,再在二段爐的觸媒層進行深度的甲烷轉(zhuǎn)化反應(yīng)。利用二段爐出口的高溫氣體進入換轉(zhuǎn)爐的殼程,給管內(nèi)的焦爐氣傳熱,提供轉(zhuǎn)化所需要的熱量。這套工藝的特點就是安全性能比較高,耗氧少,缺點是流程長,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到焦爐氣的燃點640℃,由于氮氣的比熱比較低,所以當(dāng)換轉(zhuǎn)爐和二段爐里面觸媒溫度達到該壓力下蒸汽露點溫度(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)是串到一起進行氮氣升溫的,就是用焦爐氣壓縮機抽空分來的常壓氮氣,進入精脫硫的加熱爐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),然后進入轉(zhuǎn)化工段,在轉(zhuǎn)化的加熱爐b升溫后,氮氣進入換轉(zhuǎn)爐和二段爐,給觸媒升溫,然后再冷卻,從轉(zhuǎn)化末端回到焦爐氣壓縮機入口進行加壓循環(huán)。原始開車的時候可以,但裝置運行一段時間后,當(dāng)純度達到99.99%的氮氣經(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氣中,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爐氣壓縮機打氮氣,經(jīng)過加熱爐A升溫給精脫硫工序升溫,氮氣在末端放空。待精脫硫工段達到工作溫度,把精脫硫工序切除,循環(huán)氮氣通過加熱爐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溫度以上,停止氮氣循環(huán),改為蒸汽升溫,這時再把精脫硫工序引入焦爐氣,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。等待精脫硫后的焦爐氣含硫<0.1ppm、轉(zhuǎn)化爐達到規(guī)定的溫度,才能引入轉(zhuǎn)化工序,進行投氧操作。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,所以不能先用氮氣給轉(zhuǎn)化爐升溫,只能等到精脫硫升溫差不多,才能把氮氣倒到轉(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,由于氮氣的載熱能力低,并且空分的氮氣量只有8000m3/h,氮氣不能循環(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,可以直接用焦爐氣升溫,一個很重要的原因就是焦爐氣進入精脫硫系統(tǒng)會有反應(yīng)熱產(chǎn)生,同時我們是焦爐氣制甲醇工藝,檢修期間焦爐氣是放空的,這不存在原料氣浪費問題,并且焦爐氣量遠大于氮氣的量,精脫硫升溫速度對比氮氣快很多。那么在開車時,我們就可以把氮氣直接給轉(zhuǎn)化升溫,這樣既節(jié)約了開車時間,又減少焦爐氣的浪費,只是把進入加熱爐A的氮氣管線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)。焦爐氣經(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。同時氮氣在進加熱爐A前經(jīng)新改造的管線直接到氣氣換熱器,再進入加熱爐B加熱后去換轉(zhuǎn)爐給轉(zhuǎn)化系統(tǒng)升溫。以達到縮短開車時間,為企業(yè)增加經(jīng)濟效益。

        3 項目改造優(yōu)點

        (1)將精脫硫與轉(zhuǎn)化系統(tǒng)升溫獨立進行,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爐氣,節(jié)約了氮氣,提高了精脫硫的升溫速率;(3)將開車時間縮短了16小時;(4)增加了經(jīng)濟效益。

        以生產(chǎn)每噸甲醇消耗2000Nm3焦爐煤氣計算,在正常生產(chǎn)負荷焦爐氣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,寧夏慶華煤化集團有限公司。主要從事焦爐氣制甲醇工藝生產(chǎn)。

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