Lurgi和ICI低壓甲醇合成工藝比較

第4期(總第97期)煤化工No 4(Total No 97)2001年11月Coal Chemical IndustryNov.2001Lurgi和ICⅠ低壓甲醇合成工藝比較劉宏建河南省義馬煤氣化分公司472300盛于藍哈爾濱氣化廠154800摘要通過對 Lurgi低壓甲醇合成工藝和ICI低壓甲醇合成工藝的流程情況、床層溫度分布狀況、催化劑的使用效果及動力消耗進行分析比較認為: Lurgi低壓甲醇合成工藝比ICl低壓甲醇合成工藝具有更優的技術經濟性更有利于發揮催化劑的作用和降低甲醇的生產成本關鍵詞 Lurgi低壓甲醇合成工藝ICI低壓甲醇合成工藝比較文章編號:10059598(201)04-001802中分類號:TQ546文獻標識碼:A隨著這兩種工藝在我國近幾十年的推廣應用它們在技術方面的差異也日漸顯露出來,從前認為化學合成法生產甲醇始于20世紀20年代,此ICI反應器可實現單臺大規模生產,Lurg反應器由于后,隨著甲醇作為重要化工原料用途的日益拓寬和制造困難而難于放大?，F在由于機械制造技術的不斷替代日趨緊張的汽油而用作潔凈燃料,甲醇在許多改進,國內 Lurgi反應器單臺能力已達20萬t/a。本國家得以開發、推廣和應用,工業合成甲醇的工藝技文將著重從這兩種工藝的流程情況、床層溫度分布術得到了迅猛發展,并日趨成熟特別是20世紀60狀況、催化劑的使用效果及動力消耗等方面進行分年代中期以后,為了降低甲醇生產的投資降低生產析比較和初步探討。過程中的動力消耗、實現較溫和的生產操作條件、改善粗甲醇的質量和降低生產成本,人們成功研制了兩種工藝的比較低壓合成甲醇的銅基催化劑,實現了高壓合成法向低壓合成法的轉變,并使低壓合成工藝得到迅速發1.1流程的比較lCI低壓甲醇合成工藝和 Lurgi低壓甲醇合成低壓法合成甲醇生產工藝始于1966年,由英國工藝在流程上的不同點主要在于兩種工藝所采用的帝國化學工業(C)公司開發,簡稱CI低壓甲醇合反應器不同床層溫控方式也不一樣,從而導致合成成工藝;隨后當時的西德魯奇( Lurgi)公司于1971塔床層溫度分布有很大差別,具體示于圖1。年開發了另一種低壓法合成甲醇工藝,簡稱 Lurgi低壓甲醇合成工藝。這兩種低壓法合成甲醇工藝便成了以后低壓合成甲醇的主要工藝。我國從20世紀第一層70年代以來所建的甲醇裝置主要采用這兩種工藝,如四川維尼綸廠和哈爾濱氣化廠建的CI低壓甲醇合成裝置;在齊魯二化、濮陽和安陽等地相繼建成了第四層urgi低壓甲醇合成裝置。220℃260℃收稿日期:2001-06-28作者簡介:劉宏建,男.1968年4月出生,工程師,1991年畢中國煤化上示意圖及業于齊齊哈爾輕工學院,現主要從事化工生產工作CNMHG2001年1l月劉宏建等: Lurgi和ICI低壓甲醇合成工藝比較·191.1.1CI低壓甲醇合成工藝合成塔部分的流程示1.3兩種工藝中催化劑使用效果的比較于圖1經過換熱后的入塔氣與一部分未經換熱的冷在低壓法合成甲醇工藝中,合成塔床層溫度及激氣混合后溫度在220C左右,從合成塔上部進入其分布是影響催化劑使用效果的重要外因之-,溫第一反應床層在催化劑作用下合成甲醇,反應放出度過高易使催化劑晶粒粗化,活性降低而過早老化的熱量使氣體升溫到260℃左右,離開第一段催化溫度過低則會使催化劑的活性得不到有效的發揮。床層后,與第二層的冷激氣混合,混合氣的溫度在ICI低壓甲醇合成工藝中合成塔床層溫度隨床220C左右并進入第二層催化床繼續反應,如此循層高度的變化而不同,催化劑床層溫度波動較大這環,進入第三第四反應床層。從合成塔出來的氣體一特點也就決定了:(1)不同床層高度的催化劑活性進入換熱器加熱入塔氣后,經甲醇冷凝器、分離器分不同,催化劑的整體活性不能有效發揮、催化劑的時離甲醇后大部分循環使用,小部分作為馳放氣?？债a率低,經濟效益低;(2)不同床層高度的催化劑1.1.2urgi低壓甲醇合成工藝合成塔部分的流程老化失活的程度與速度不同,不利于保護和延長催示于圖2化劑的使用壽命,催化劑的有效利用率低而在Lurg低壓甲醇合成工藝中,由于合成塔整個催化劑床層溫度平穩均勻,并由合成塔殼程的水所產中壓蒸汽來調節控制因而具有如下優點(1)便于整爐催化劑催化作用最大限度的發揮,時空產率高,經濟效益好;(2)當催化劑使用到中期和后期時,其活性有所降低,這時可通過提高合成塔殼程所產中壓蒸汽壓力來適當提高反應床層溫度,從而提高催化劑的活性,延長催化劑使用壽命1.4出塔氣中甲醇含量和粗甲醇質量的比較在ICI低壓甲醇合成工藝中,由于催化劑的催化作用受床層溫度波動的影響和冷激氣分層加人所圖2 Lurgi工藝合成塔部分的流程示意圖及產生的稀釋效應,原料氣的單程轉化率低,出塔氣中合成塔內溫度分布圖的甲醇含量只有3%~4%,而且溫度的波動使得經換熱后的入塔氣溫度為225℃,直接從上部副反應增加粗甲醇質量下降進入合成塔的反應管內在催化劑作用下發生反應在 Lurgi低壓甲醇合成工藝中,由于反應溫度平生成甲醇,反應過程中放出的反應熱被合成塔殼程穩,催化劑的作用得到很好發揮,原料氣的單程轉化中的水汽化產生中壓蒸汽帶走,反應后的氣體進入率得以提高出塔氣甲醇含量一般達到5%~7%,換熱器加熱入塔氣后經甲醇冷凝器、分離器分離甲而且副反應少,粗甲醇質量較好。醇后,大部分循環使用,小部分作為馳放氣1.5兩種工藝動力消耗的比較.2兩種工藝合成塔中溫度分布及工況比較CI低壓甲醇合成工藝中,由于原料氣的單程轉1.2.1在CI低壓甲醇合成工藝中,由于冷激氣的化率低,為了有效地利用原料氣及減少馳放氣排放分層加入,在整個反應床層中的溫度呈現較大范圍波量,這就要求生產中必須有很大的循環氣量;而Lu動的特點觸煤初期,床層溫度210C~240C,后期gi低壓甲醇合成工藝中,單程轉化率較高,要求的循控制在240℃~270℃。具體如圖】所示。而且由于環氣量就比ICI低壓甲醇合成工藝少得多,具體比用四股冷激氣來控制床層溫度實際難于操作,易出較如下現超溫或垮塔現象。ICI低壓甲醇合成工藝中循環氣:新鮮氣1.2.2 Lurgi低壓甲醇合成工藝中,合成塔為管殼10:1式管程為反應催化床層,反應熱被殼程中的水汽化tu中國煤化工環氣:新鮮氣產生中壓蒸汽帶走,生產過程中可通過控制所產中=5:CNMHG壓蒸汽壓力來調節催化床層溫度,反應溫度易控制,由于lCI低壓甲醇合成工藝要求的循環量比徑向溫差5C左右軸向(除反應器入口外)幾乎沒 Lurgi低壓甲醇合成工藝多,這就決定了其生產過程有溫差。轉第22頁)煤化工2001年第4期經過多組數據的試驗和分析,最后確定配合煤的最大平均反射率R灬在1.05~1.15之間標參考文獻:差在0.28~0.32之間時,可使我廠焦炭質量M穩L]」薛峰主要煉焦煤對焦炭質量的影響及要求「].煤定在%~79%;M穩定在6.5%~8.0%?；?2000,(4);51~53[2]喬宏芳,白雪峰用V,RmS配煤之實踐[J].燃料與3結語化工,2000,(2):69[3]線葵娟,賈建成,路繼民,煤巖分析在焦化生產中的應用[J]燃料與化工,2010.(2):79~80配煤理論決定配煤參數;配煤參數決定焦炭質::::》8》》》》》}》;》}》(上接第19頁)2.2 Lurgi低壓甲醇合成工藝比ICI低壓甲醇合成中的動力消耗比 Lurgi低壓甲醇合成工藝要大;且工藝可更有效地提高產品質量和原料氣的單程轉化有關設備管道的尺寸也要比urgi低壓甲醇合成工率藝的大,其一次性投資也要比Lurg低壓甲醇合成2.3L.urgi低壓甲醇合成工藝比ICl低壓甲醇合成工藝多工藝動力消耗低,生產成本也較低2.4 Lurgi低壓甲醇合成工藝還能利用反應熱副結論產中壓蒸汽,能量的利用比ICI低壓甲醇合成工藝更為有效2.1 Lurgi低壓甲醇合成工藝反應床層的溫度比2.5Cl法最大的特點是合成塔結構簡單,材料沒ICI低壓甲醇合成工藝的床層溫度更易于控制和調有特殊要求,設備易制造;而Lurg甲醇合成塔管材節,并且反應床層溫度的分布也更合理因而催化劑采用雙相不銹鋼,加工較復雜活性高,時空產率比1CI法高一倍左右?！ぁすぁっ?·······。合:吣·全國大型合成氨裝置第十五屆技術年會在山西天脊集團隆重召開全國大型合成氨裝置第十五屆技術年會于2001年10月26日至28日在山西天脊煤化工集團公司隆重召開。出席本屆技術年會的140多名代表來自全國22個大化肥企業、14個設計研究院和公司以及中石化,中石油機關中國化工信息中心等單位,此次會議介紹了當前國內外化肥生產和市場形勢,重點分析研討了我國加入WTO中國放開化肥市場后大氮肥行業面臨的新情況、新問題和應對策略是當前我國化肥領域中一次具有深遠意義的重要會議這是新世紀大氮肥行業的第一次盛會與會代表就原料和產品結構調整思路、改造方案以及如何深化改革、轉機建制、提高企業在市場經濟中的克爭能力,以求在全球經濟一體化進程中繼續生存與發展等問題進行了交流與討論。交流了近兩年各企業的生產經營情況;重大技改技措項目的實施情況和運行實效:主要動靜設備、DCS系統和常規儀表的運行維護和更新改造情況。各企業的代表們還認真剖析了近兩年發生的典型重大事故挖掘了事故發生的根源提出了具體防范措施。代表們認為,在目前化肥市場不旺、企業實施全面改革、人員橢減職工思想波動的實際情況下,更要高度重視安全生產,嚴格管理,加強教育認真落實各項規章制度和操作規程,確保裝置安全穩定運行與會代表在天脊煤化工集團公司現場生產裝置區域實地考察過程中國煤化工公司林德、托普索法國液空公司等國家引進專利技術和先進生產設備、年產30萬噸大CNMHG與該公可專業技術人員對尚屬世界上首例魯奇大型加壓氣化爐用于大型合成氨裝置的加壓氣化系統、低溫甲醇洗系統、液氮洗系統等方面的技術問題進行了深人探討,從中借鑒該公司對這套達產達標合成氨裝置的技術創新舉措和管理先進經驗