前言  兗礦魯南化工公司甲醇合成系統(tǒng)為低壓合成甲醇工藝，年產(chǎn)30萬(wàn)t甲醇裝置，由一套壓縮機(jī)、兩套合成塔基本構(gòu)成。兗礦魯南化工有限公司（以下簡(jiǎn)稱(chēng)魯南化工）合成系統(tǒng)主要由三路外放弛放氣管線(xiàn)控制合成塔壓力及放空氣量, 甲醇合成弛放氣的主要成分為氫氣、一氧化碳、 氮?dú)獾榷栊詺怏w，是一種潔凈能源，甲醇合成系統(tǒng)在維持一定的惰性氣體放空量時(shí)，弛放氣外放越少，噸甲醇精制氣消耗越低。自2015年以來(lái)，合成系統(tǒng)弛放氣放空量增大，導(dǎo)致噸甲醇精制氣消耗增大。為減少系統(tǒng)弛放氣放空量，通過(guò)與相同系統(tǒng)進(jìn)行比較，作了大量計(jì)算數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)，提出了系統(tǒng)改進(jìn)的可行性方案，減少了弛放氣放空量。

1系統(tǒng)現(xiàn)狀

    表1甲醇合成進(jìn)料量與放空量數(shù)據(jù)

    目前合成系統(tǒng)主要放空位號(hào)為自調(diào)閥 FV7004，流量總表為FIQ7004,，總進(jìn)氣量流量表位號(hào)為FIQ4005，表1為系統(tǒng)穩(wěn)定情況下日流量累積數(shù)據(jù)。其中FIQ4005為合成每天進(jìn)氣總量，F(xiàn)IQ7004為總的弛放氣量，通過(guò)表中數(shù)據(jù)弛放氣占進(jìn)氣量的8.56%左右。根據(jù)公式1弛放氣氣量=進(jìn)氣量×進(jìn)氣量中的惰性氣體含量/弛放氣中的惰性氣量含量， 對(duì)進(jìn)氣量和弛放氣量的氣體成分進(jìn)行取樣，表2為進(jìn)氣氣體成分，表3為弛放氣氣體成分，氮?dú)馀c甲烷之和為惰性氣體含量，根據(jù)物料平衡公式1及表2、表3中的氣體成分?jǐn)?shù)據(jù)，可以計(jì)算出實(shí)際弛放氣量的放空量遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)了理論計(jì)算的弛放氣量，由表4可以看出在進(jìn)氣量為2373350.4Nm3/d時(shí)，實(shí)際生產(chǎn)弛放氣氣量超出理論值4887.47Nm3/h。而與魯南化工公司毗鄰的新奧鳳凰有限公司及兗礦國(guó)宏化工有限公司，弛放氣占新鮮氣量比值分別為2.6%、5.2%， 這充分表明魯南化工弛放氣放空量有待改進(jìn)。

2原因分析及改進(jìn)方案

2.1換熱器管程結(jié)蠟
    粗甲醇水冷器管程結(jié)蠟，大大影響了換熱效果，導(dǎo)致循環(huán)氣溫度上升，循環(huán)氣中的甲醇成分升高，加重了催化劑負(fù)荷及合成塔副反應(yīng)，造成放空量增大。為了疏通換熱器管程，保證換熱面積，提高換熱系數(shù)。制定兩種清理方案。方案一：將其中一個(gè)換熱器的循環(huán)水進(jìn)出口關(guān)小或關(guān)閉，冷卻器出口溫度上升至70℃以上，利用高溫將列管中的蠟化掉，石蠟融化溫度為70℃左右，該方案適合于系統(tǒng)正常運(yùn)行中對(duì)換熱器的臨時(shí)清理。方案二：利用檢修時(shí)間，將換熱器封頭拆卸，利用高壓水槍將換熱器列管中的蠟吹除，徹底排出系統(tǒng)。通過(guò)對(duì)粗甲醇水冷器的清理，循環(huán)氣溫度溫度降至50℃以下，減少了循環(huán)氣中的甲醇含量，減少了放空量。

2.2新鮮氣惰性氣體含量高
    我廠(chǎng)新鮮氣是氣化水煤氣經(jīng)凈化變換、脫硫、脫碳等工序處理的具有一定氫碳比的氣體，它與變壓吸附來(lái)的富氫氣體混合進(jìn)入壓縮機(jī)新鮮氣段入口。若該氣體惰性氣體含量高，隨著不斷積累，將造成甲醇合成功耗過(guò)高，為了保證壓縮機(jī)不超電流、惰性氣體越高。放空量將越大。馳放氣量外放量大，造成浪費(fèi)。

    為了保證系統(tǒng)新鮮氣成分惰性含量較低，并小于1%，我們分別對(duì)前工段變壓吸附和凈化工段惰性氣體含量提出要求。更換分析設(shè)備，精確分析氣體成分，要求每個(gè)班定點(diǎn)向變壓吸附和凈化工段詢(xún)問(wèn)氣量、成分、惰性氣含量并記錄。保證了前工段的惰性氣體含量降到最低。

2.3入塔氣惰性氣體含量控制低

    入塔氣是新鮮氣與壓縮機(jī)循環(huán)段的循環(huán)氣混合后進(jìn)入合成塔的氣體，惰性氣體含量的控制對(duì)系統(tǒng)消耗影響很大，惰性氣體含量高，將增加功耗，減少氣耗，但提高了碳的轉(zhuǎn)化率，放空量少。反之，惰性氣體含量低，則轉(zhuǎn)化率低，放空量大，增加了氣耗。我廠(chǎng)入塔氣惰性氣體含量平均8%左右，而國(guó)宏公司與新能鳳凰公司是15%，且一般的低壓甲醇合成系統(tǒng)中的惰性氣體含量控制比例為15%~20%，魯南化工公司入塔氣惰性含量偏低。為了提高入塔氣惰性氣體含量，根據(jù)分析結(jié)果及時(shí)降低弛放氣放空閥FV7004開(kāi)度，減少放空，提高系統(tǒng)壓力，惰性氣體含量控制在15% 左右。對(duì)策實(shí)施后，惰性氣體含量增高，由原先的8%左右，提高到了11%，放空量減少，噸甲醇精制氣消耗降低,如表5、表6所示。

2.4催化劑老化
   催化劑老化，合成氣轉(zhuǎn)化率降低，循環(huán)量大，壓縮機(jī)容易超負(fù)荷，需要增大放空量。本車(chē)間催化劑工作狀態(tài)定期由廠(chǎng)家查看指標(biāo)，且催化劑每三年更換一次，現(xiàn)在運(yùn)行良好。

2.5氫碳比控制不合適
   氫碳比直接影響著合成的碳轉(zhuǎn)化率及氣耗，控制不當(dāng)，循環(huán)量增大，放空量越大。
本車(chē)間根據(jù)催化劑狀態(tài)制定新鮮氣氫碳比是2.05至2.15，入塔氣是5至6，根據(jù)催化劑使用情況，在催化劑使用前期將氫碳比控制較低， 惰性氣體含量控制稍高，在催化劑使用中期，控制新鮮氣氫碳比為2.10左右，惰性氣體含量11%左右；催化劑使用后期，提高氫碳比，降低惰性氣體含量。監(jiān)控運(yùn)行良好。
3效果分析

   經(jīng)過(guò)一系列的分析及改進(jìn)，對(duì)策實(shí)施后，統(tǒng)計(jì)了現(xiàn)階段數(shù)據(jù)，由表8可以看出弛放氣放空占比明顯降低，由對(duì)策實(shí)施前的8.56%降至了5.7%左右。

4、總結(jié)

     通過(guò)對(duì)魯南化工公司甲醇合成系統(tǒng)進(jìn)氣量及弛放氣量的數(shù)據(jù)收集及分析，找出了影響弛 放氣放空量偏大的關(guān)鍵原因，并提出切實(shí)可行的方案，對(duì)策實(shí)施后，弛放氣放空量由原先的8.56%降至5.7%左右，技改取得了大成效。

四川蜀泰化工科技有限公司

聯(lián)系電話(huà)：0825-7880085

公司官網(wǎng)：www.zlylj.cn

【上一篇：甲醇合成裝置催化劑壽命縮短原因分析及解決措施】

【下一篇：基于天然氣原料的甲醇生產(chǎn)中的二氧化碳利用綜述】