甲醇產(chǎn)量影響因素...ppt

影響我廠甲醇產(chǎn)量的因素 影響甲醇合成的因素1 合成壓力2 合成溫度3 氣體組成4 空速及循環(huán)量 氣柜及焦爐氣壓縮機焦爐氣壓縮機打氣量是影響后續(xù)工段氣量的重要因素 1 目前我廠3 壓縮機瞬時流量比1 2號壓縮機多300 400m3 h 2 壓縮機入口壓力3kpa時比2kpa時瞬時流量多200 300m3 h 3 焦爐氣中焦油 萘阻塞氣閥 影響壓縮機打氣量 提高氣量方法 工藝 前工序穩(wěn)定操作 減少焦油 萘帶入壓縮機 設備 更換1 2 焦爐氣壓縮機一級氣閥 操作 氣柜保持高位運行 定期倒機清理氣閥 精脫硫精脫硫的穩(wěn)定運行時后續(xù)催化劑正常運行的重要保證工藝 控制前工序焦爐氣氧含量及硫含量 保證精脫硫催化劑穩(wěn)定運行 控制好加氫催化劑入口溫度及各槽操作溫度 防止超溫及硫超標事故發(fā)生 設備 及時更換吸油劑及活性炭 防止雜質帶入后續(xù)催化劑 使催化劑失活 操作 定時對過濾器排液 防止雜質帶入后續(xù)催化劑 使催化劑失活 系統(tǒng)阻力上升 系統(tǒng)升 降壓速率慢 防止催化劑粉化 系統(tǒng)阻力上升 影響氣量 轉化轉化是影響合成氣體組成的重要環(huán)節(jié)氧化反應 CH4 2O2 CO2 2H2O QH2 1 2O2 H2O Q轉化反應 CH4 H2O CO 3H2 QCH4 CO2 2CO 2H2 QCO H2O CO2 H2 山西建滔轉化氣成分 我廠轉化氣成分 初步設計轉化氣成分 可以看出我廠轉化氣中CH4含量高 CO2含量高 CO含量少 H2含量少 主要原因為轉化爐溫低 氧 甲烷對轉化氣的影響 從上表可以看出 隨著氧量增加 反應器出口溫度升高 出口CH4含量減少 CO含量增加 CO2含量減少 氫碳比值減少 這都有利于甲醇合成 但從CH4部分氧化反應式 2CH4 O2 2CO 4H2 的化學計量來看 O2 CH4應為0 5 過多的氧量實際上會消耗過多氫 使反應溫度提高 但這有利于CH4蒸汽轉化反應 并會消耗一定量的H2 使氫碳比趨于理論最佳值 實際生產(chǎn)中 O2 CH4應取0 6 0 7為宜 我廠目前O2 CH4約為0 51 水 甲烷對轉化氣的影響 從上表可以看出 隨著H2O CH4比的增加 CO濃度降低 CO2濃度增加 反應器出口溫度降低 而未反應CH4含量也略增加 盡管f值未變 但CO CO2比值減少 這不利于后續(xù)工段的甲醇合成 因此從工藝條件來講 只要催化劑能抗結炭 焦爐氣純氧轉化應盡量減小H2O CH4比 現(xiàn)在部分廠家H2O CH4控制在1我廠H2O CH4控制約為2 轉化系統(tǒng)補碳工藝探討合成甲醇的新鮮氣理論上氫碳比為2 一般取2 05 2 15 對于焦爐氣為原料 氫含量高 生產(chǎn)甲醇用純氧自熱轉化 雖然燒掉部分氫 但氫碳比值仍然偏高 當O2 CH4 0 6 0 7時 其氫碳比在2 64 2 51 為達到理想的氫碳比 可以在轉化后補充水煤氣或在轉化前補加CO2 在反應器中進行逆變換反應 CO2 H2 CO H2O 兩種補碳的方法可以增加甲醇產(chǎn)量 現(xiàn)主要討論在轉化爐前補入CO2的可行性 從上表可以看出 加入的CO2與總氣量的摩爾比為0 064時 相當于n CO2 n CH4 0 2 所得氣體組成f 2 02 2 09 是比較理想的甲醇合成氣組成 加入CO2后 由于逆變換反應 使氫含量減少 同時CH4轉化率下降 從上表可以看出 加入CO2后反應氣中H2量減少 水量增加 明顯發(fā)生了CO2的逆變換反應 焦爐氣在反應前加入CO2的過程 可以假設為焦爐氣先進行反應 然后加入CO2 再進行逆變換反應的過程 經(jīng)組分平衡計算 在轉化的CO2中僅有80 發(fā)生了逆變換反應 還有20 發(fā)生了甲烷化反應 因此使甲烷含量增加 為了提高焦爐氣中的甲烷轉化率 可以適當增加氧量 使反應溫度提高 當O2 CH4 0 7時 加入同樣的CO2 由于反應溫度提高很多 其出口甲烷含量已相當?shù)?云南大為焦化在氣柜前補入CO2 就我廠目前情況看 由于轉化爐限制原因 存在出口溫度低 出口氣體殘余甲烷含量多 一氧化碳含量少等問題 造成合成氣氫碳比不合理 惰性氣體含量大 工藝 在保證轉化爐安全運行的情況下 盡量提高出口溫度 以保證轉化氣質量 在催化劑允許范圍內 盡量降低轉化系統(tǒng)加入蒸汽量 提高轉化氣一氧化碳含量 嘗試在焦爐氣中補入二氧化碳 以小技改提高甲醇產(chǎn)量 設備 最好將轉化爐改為中心燒嘴式 以提高轉化率 保證轉化系統(tǒng)長周期運行 操作 精心操作 將轉化爐出口溫度控制在要求范圍內 管理 嚴格考核轉化爐出口溫度 將工藝指標考核與考核獎金掛鉤 合成主反應 CO 2H2 CH3OH QCO2 3H2 CH3OH H2O Q 氣體成分對甲醇合成的影響1 CO2含量對甲醇合成的影響合成工序的新鮮氣 其氫碳比要求控制在 H2 CO2 CO CO2 2 05 2 15 并保持一定量的CO2 一定量的CO2的存在對保持催化劑的高活性是有利的 適量的CO2可以降低反應熱 這對維持床層溫度也是有利的 結論 合成氣中CO2含量低于1 時 為催化活性不穩(wěn)定區(qū) 運轉中催化劑活性不斷下降 失活 其原因是在H2 CO氣氛下Cu 易被還原為Cu0而失去活性 合成氣中CO2含量為1 5 此時甲醇時空收率隨CO2增多而上升 其原因是由于存在少量逆變換反應生成水 使催化劑上出現(xiàn)活性中心 促進CO不單循甲酰基途徑合成甲醇 還可以從甲酸基途徑合成甲醇 合成氣中CO2含量5 20 隨CO2含量上升甲醇時空收率不斷下降 這是由于CO2在催化劑上競爭吸附削弱了對H2的吸附與異裂 因而影響了甲醇的合成 我廠目前合成氣中CO2含量在7 7 5 左右 降低CO2含量主要靠增加氧氣量 提高轉化爐溫度 增加合成放空量解決 2 壓力對甲醇合成的影響根據(jù)分子運動理論 氣體分壓的大小決定了其分子運動速度的大小 如果操作壓力較低 分子的密度和運動速度均會受到影響 化學反應速度也會受到限制 結果影響了氣體的轉化率 3 惰性氣體含量對合成的影響在甲醇合成反應中 甲烷和氮氣為惰性氣體 不參與反應 但惰性氣體的存在會降低有效組分的分壓 從而影響甲醇的產(chǎn)量 我廠目前循環(huán)氣中氮氣 甲烷含量16 17 一般建議合成氣惰性氣體含量在12 以內 出塔氣在16 以內 我廠目前合成面臨的問題是惰性氣體含量多 CO2含量高 想要改變氣體組分 必須從轉化著手 不能單純依靠增加放空量 放空量增加 會短時間優(yōu)化氣體組分 改善合成氫碳比 但會降低合成壓力 如成分不好的弛放氣長時間回爐 會影響原料氣成分 最終造成惡性循環(huán) 根據(jù)我廠目前的情況 我廠合成系統(tǒng)惰性氣體含量大 CO2含量偏高 氫碳比不合理 工藝 增加燃料氣管線 將合成弛放氣供鍋爐 預熱爐 管式爐燃燒使用 延長弛放氣回焦爐管線 盡量在回爐煤氣管道末端配入弛放氣 操作 穩(wěn)定合成塔溫度 嚴格控制合成塔出口溫度波動范圍在 1 根據(jù)氣量嚴格控制合成系統(tǒng)壓力 在保證合成系統(tǒng)壓力前提下 認真調整合成放空量 優(yōu)化合成氣指標 管理 嚴格考核合成塔出口溫度 合成系統(tǒng)壓力 將工藝指標考核與考核獎金掛鉤 精餾以日產(chǎn)150T甲醇為例殘液醇含量0 6 排除甲醇量0 16噸 殘液醇含量0 12 排除甲醇量0 32噸 操作 排放殘液時 嚴格控制常壓塔塔釜溫度106 以上 管理 嚴格考核常壓塔釜溫度 殘液醇含量 將工藝指標考核與考核獎金掛鉤 連續(xù)穩(wěn)定運行