低压甲醇合成塔投运情况

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1、JWФ2000低压甲醇合成塔投运情况楼寿林杭州林达化工技术工程有限公司摘要：哈尔滨气化厂采用杭州林达低压甲醇合成塔技术改造进口的内径2M甲醇塔，在原设计原料气量工况下生产能力由4万吨提高到6万吨，增加产量50%。一、项目背景哈尔滨气化厂是八·五期间国家批准建设的重点工程，在同类煤化工企业中居亚洲第一，世界第三，主要设备从国外引进。哈尔滨气化厂甲醇分厂为煤气联产低压甲醇合成，原甲醇装置为90年代从俄罗斯引进，甲醇合成塔是φ2000冷激型塔，生产能力为4万吨/年，于93年投产使用至今年4月，触媒使用寿命1-2年。触媒同平面温差30℃多，轴向温差60℃多，热点温度280℃。1999年哈气

2、化经国家经贸委立项决定对该甲醇装置进行改造以提高生产能力，改造的关键技术采用杭州林达的合成塔技术，并于年底签订了专利实施许可合同和合成塔订货合同。该项目要求在既不增加原合成塔装置动力设备（单台压缩机、循环机)和静止设备，又不增加合成原料气量的情况下，通过采用JW低压均温型甲醇塔内件，增加产量25%，达到年产量5万吨能力。今年月4中旬合成塔内件按时交货运到哈尔滨，4月27日顺利吊装入塔，5月3日触媒全部装毕。合成塔安装完毕，并于5月9日开始触媒升温还原。5月12日开始提压生产，当月各项指标超过设计合同要求。到6月下旬已达到月产精甲醇5600多吨，折合实际年产精甲醇6万多吨的高产量。二

3、、设计条件和技术难1、气量：按一般情况，即使设备改造成功要提高产量还得相应增加原料气量，但这套合成装置中，压缩机M1最高气33量为25000NM/h，循环机M52改造前也已达最高值，总入塔气量最高为150000NM/h，二者均无法再增加。2、原料气成份：影响产量的另一因素是有效气成份和合理的氢碳比。因为该装置为城市煤气联产甲醇，原设计原料气中CH4等惰性气体含量为14%，本次改造要求提高到16%，这样入塔气中惰性气体含量高达35%～40%，比其他低压单醇厂含量的5%高出30%多，从而影响甲醇合成率的提高。同时受压缩机功率限制，原料气中CO低，使(H2-CO)/(CO+CO2)>3，

4、比单醇要求的合理比例2.05要高。3、塔径大、管数多、结构难度大本项目甲醇合成塔的壳体内径2米，比我们过去设计的1.2米塔径大得多，冷管数为现有的数倍，既要保证甲醇塔的触媒层温度均匀、温差小的要求，又要确保结构可靠性，便于加工和安装维护。这其中需解决一系列的技术问题。根据以上情况，我们认为要达到设计目标，关键在于运用正确合理的数学模型进行优化设计，达到合成塔同平面温差和轴向温差比我们已成功应用的均温型甲醇塔还要小。通过数学模型计算，根据哈气化提供的低压甲醇合成工艺条件，我们采用全新结构方案，既确保同平面温差很小，又进一步降低轴向温差，通过大幅度降低甲醇塔的触媒层温差，消除冷激气对甲

5、醇合成的稀释效应，充分发挥触媒活性，提高甲醇合成率，使用结果证明这个结构取得圆满成功。三、工艺流程和主要设备规格1、工艺流程：见流程图由造气分厂PKM加压气化制造的粗煤气，经净化装置，煤气变换工段降低粗煤气中CO含量，冷却后再经净化工段3用低温甲醇洗脱除CO2和H2S，出净化工段，气体一部分直接用作城市煤气，一部分分流出25000NM/h原料气，经脱硫然后送合成气离心压缩机M1，原料气由20℃，2.0MPa压缩到5.4MPa。再与循环机压缩机M52来的循环气汇合，约60℃、5.4MPa的气体。经低温换热器T53加热到约90℃，再经高温换热器T54/1，T54/2加热到约155℃，经

6、电加热器T58到甲醇合成塔顶部进口管入塔，在塔内被反应气加热，在压力4.8～5.4MPa，温度220～280℃下，在铜基触媒作用下进行H2和CO、CO2合成甲醇的反应，反应气中含甲醇4～6%，温度220～280℃出塔，出甲醇塔反应热气作为热源先在换热器T55中用于加热精甲醇工段来的循环冷凝液，出T55的反应气温度约190℃，先后经过串联的热气换热器T54/2和T54/1，加热循环气后降温到约130℃，再经冷换热器T53降温至80℃左右，再去空气冷却冷凝器T56/1，T56/2冷却到60℃，再经水冷器T57/1，T57/2冷却到约30℃，然后进甲醇分离器C59分离出液体甲醇，液体送甲

7、醇贮槽，气体去循环机M52进行循环。除以上主要管线外由热交换器T53前后分别引出冷气近路管线到合成塔管线上用于分别调节合成塔温度甲醇合成流程简图：2、主要设备一览：表一：位号设备名称设备型号、规格数量3P51合成反应器均温型内件，内径Ф2000mm，高9800mm，触媒装量20M13Q1=25000NM/h，入口压力2.2MPa，出口压力5.6MPa，功率M-1压缩机11250KW3Q1=125000NM/h，入口压力4.7MPa，出口压力5.4MPa，功率M52循环