生产准备方案 - 图文(3)

2019-04-22 21:49

醇合成就是采用这种工艺,主要设备有水冷反应器R-52001A/B和气冷反应器R-52002,其中水冷反应器R-5200催化剂装填量为41.1m3,操作温度250℃;气冷反应器R-52002催化剂装填量为97.8㎡,操作温度235℃,压力均为7.9MPa,其工艺流程简图如下:

(1)甲醇合成的原理

在Lurgi的低压甲醇工艺中,甲醇在高效、有选择性的铜基催化剂的作用下,氢气与一氧化碳和二氧化碳气体反应生成甲醇、水和其他少量的有机物杂质。主要的合成反应有下列这些:

CO + 2 H2 ? CH3 OH

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CO2 + 3 H2 ? CH3OH + H2O

这些反应都是一些放热反应,生产中反应热量必须立即从产生的热源移走以保护催化剂。生成甲醇的反应在Lurgi 两段法中甲醇合成技术中的都得以最高效率地实现,包括水冷却和气体冷却反应器。 (2)合成回路

来自压缩机C-52001的补充净化气体,通过调温空气冷却器AE52002,调温水冷器E-52001,或者通过一个旁路,与从循环机来的循环气进行混合。在运转开始(SOR)条件下,绝大部分的补充气体直接通过旁路送来,而在催化剂使用寿命的最后阶段(EOR),则该调温冷却器的旁路几乎全关。

在气体冷却甲醇反应器R-52002的管侧,对净化气和循环气的混合气体进行加热。换热器E-52004把该混合物进一步加热到水冷却甲醇反应器的进口温度。冷却器(AE-52002, E-52001)相互调节,并且通过对混合气进行加热(R-52002, E-52004),使水冷甲醇反应器以及气体冷却甲醇反应器催化剂床层温度达到最佳反应温度条件(以及温度分布变化图)。

Lurgi的水冷却甲醇反应器R-52001A/B是管式反应器,其作用非常类似壳管式换热器—管子里装填催化剂。这些管子被沸水包围着,沸水在该反应器壳侧以及安装在该反应器顶部的汽包D-52001之间进行循环。H2与CO和CO2在装有催化剂的管子里发生反应。管子外面的沸水把反应释放的热量带走。因此,在本系统中就达到一个基本等温的反应条件,这可以确保一个较高的转换率,并且消除由于过高温度对催化剂造成的损害危险。

来自汽包D-52001的锅炉水通过一个分料器从底部进入到反应器的壳侧,然后根据热虹吸作用上升到顶部的出口。来自本反应器壳侧的蒸汽/水混合物在汽包D-52001中进行分离。饱和的 MP-蒸汽从汽包D52001经过一个压力控制阀进行释放,而水则循环返回到反应器。该饱和蒸汽送到工

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艺装置的蒸汽总管里。

补充水经过锅炉给水(BFW)预热器E-52002,在液位控制条件下由界区(B.L.)外的锅炉给水(BFW)泵提供。在蒸汽出口的压力控制器控制本反应器壳侧的压力,并以此控制水的沸点温度从而实现控制本反应的催化剂床层温度。

初步反应后的气体送到换热器E-52004,在这里与入塔气换热进行冷却,然后送到气体冷却甲醇反应器 R-52002里作进一反应。本反应器的壳侧装有催化剂,并且到甲醇的最终转换阶段将在连续降温以及最佳温度的反应条件下完成。

除了产生的甲醇和水蒸汽以外,本反应器出口气体还含有没有反应的H2, CO和CO2,惰性气体诸如:CH4和N2以及一些ppm级的反应副产品。该气体需要从反应器的出口温度冷却到大约40°C,以便对这些气体中的甲醇和水进行冷凝和分离。出口气的热量用来加热锅炉给水(BFW)。最终冷却通过空冷器AE-52001和最终冷却器E52003来完成。冷凝的甲醇,除了甲醇和水外,还有溶解的一些气体和杂质(反应副产品)。

没有反应的气体和粗甲醇的分离在甲醇分离器D-52002里进行。分离出来的粗甲醇在液位控制下离开本容器到精馏工序进行精馏,在精馏工序中,纯净的甲醇从水和杂质中精馏出来。

分离出粗甲醇后的气体大部分通过循环气压缩机C-52002循环返回到反应器,从而得到一个较高的总的转换率。一小部分气体在压力控制下抽出来作为吹扫气体,这样可以避免合成回路中惰性气体的聚积。该气体在PSA(变压吸附)装置进行提氢处理以回收利用有效组分氢,处理后的气体作为燃料气送出界区。 (3)反应器开车系统

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为了把水冷甲醇反应器的温度从环境温度加热到操作温度,需要启动喷射器 J-52001A/B/C/D。每台反应器都装有两个喷射器。而喷射器的入口管口连接在该反应器壳侧的顶部,排放管口通过分配总管和底部相连接。来自总管的饱和MP-蒸汽作为喷射器的推进剂,循环水则通过开工蒸汽进行加热。

(4)变压吸附(PSA)

为了回收驰放气中的有效组分氢及调节合成气中的组分含量,需要在本合成气里加氢。来自甲醇合成的吹扫气作为变压吸附(PSA)的给料。该变压吸附(PSA)采用较高效率和纯度对氢进行分离。其余的气体,变压吸附(PSA)的尾气送到燃料系统。该变压吸附(PSA)产生的氢气一部分加到合成气压缩机C-52001的入口阀前,一部分用于聚丙烯装置。该变压吸附(PSA)装置采用循环顺序的变压吸附氢气,其中所有的吸收器在不同的时间内要经过同样的基本工艺步骤,但是该交错的顺序提供了稳定的产品和尾气流量。这些基本的循环步骤对所有操作模式都是一样的。 2.3.3 甲醇精馏

我们的精馏工艺为三塔精馏工艺技术,主要设备有预精馏塔T-53001,加压精馏塔T-53002和常压精馏塔T-53003,三塔均为板式浮阀塔,采用的是湖北奥康的内件技术。该工艺为节能型工艺流程,精馏工艺流程图见下图: 图一

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