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?fàn)t氣壓縮機(jī)焦?fàn)t氣壓縮機(jī)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(jī)瞬時(shí)流量比1 2號(hào)壓縮機(jī)多300 400m3 h 2 壓縮機(jī)入口壓力3kpa時(shí)比2kpa時(shí)瞬時(shí)流量多200 300m3 h 3 焦?fàn)t氣中焦油 萘阻塞氣閥 影響壓縮機(jī)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(jī) 設(shè)備 更換1 2 焦?fàn)t氣壓縮機(jī)一級(jí)氣閥 操作 氣柜保持高位運(yùn)行 定期倒機(jī)清理氣閥 精脫硫精脫硫的穩(wěn)定運(yùn)行時(shí)后續(xù)催化劑正常運(yùn)行的重要保證工藝 控制前工序焦?fàn)t氣氧含量及硫含量 保證精脫硫催化劑穩(wěn)定運(yùn)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(biāo)事故發(fā)生 設(shè)備 及時(shí)更換吸油劑及活性炭 防止雜質(zhì)帶入后續(xù)催化劑 使催化劑失活 操作 定時(shí)對(duì)過濾器排液 防止雜質(zhì)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(zhuǎn)化轉(zhuǎn)化是影響合成氣體組成的重要環(huán)節(jié)氧化反應(yīng) CH4 2O2 CO2 2H2O QH2 1 2O2 H2O Q轉(zhuǎn)化反應(yīng) CH4 H2O CO 3H2 QCH4 CO2 2CO 2H2 QCO H2O CO2 H2 山西建滔轉(zhuǎn)化氣成分 我廠轉(zhuǎn)化氣成分 初步設(shè)計(jì)轉(zhuǎn)化氣成分 可以看出我廠轉(zhuǎn)化氣中CH4含量高 CO2含量高 CO含量少 H2含量少 主要原因?yàn)檗D(zhuǎn)化爐溫低 氧 甲烷對(duì)轉(zhuǎn)化氣的影響 從上表可以看出 隨著氧量增加 反應(yīng)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(yīng)式 2CH4 O2 2CO 4H2 的化學(xué)計(jì)量來看 O2 CH4應(yīng)為0 5 過多的氧量實(shí)際上會(huì)消耗過多氫 使反應(yīng)溫度提高 但這有利于CH4蒸汽轉(zhuǎn)化反應(yīng) 并會(huì)消耗一定量的H2 使氫碳比趨于理論最佳值 實(shí)際生產(chǎn)中 O2 CH4應(yīng)取0 6 0 7為宜 我廠目前O2 CH4約為0 51 水 甲烷對(duì)轉(zhuǎn)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(yīng)器出口溫度降低 而未反應(yīng)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(jié)炭 焦?fàn)t氣純氧轉(zhuǎn)化應(yīng)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(zhuǎn)化系統(tǒng)補(bǔ)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(duì)于焦?fàn)t氣為原料 氫含量高 生產(chǎn)甲醇用純氧自熱轉(zhuǎn)化 雖然燒掉部分氫 但氫碳比值仍然偏高 當(dāng)O2 CH4 0 6 0 7時(shí) 其氫碳比在2 64 2 51 為達(dá)到理想的氫碳比 可以在轉(zhuǎn)化后補(bǔ)充水煤氣或在轉(zhuǎn)化前補(bǔ)加CO2 在反應(yīng)器中進(jìn)行逆變換反應(yīng) CO2 H2 CO H2O 兩種補(bǔ)碳的方法可以增加甲醇產(chǎn)量 現(xiàn)主要討論在轉(zhuǎn)化爐前補(bǔ)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(shí) 相當(dāng)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(yīng) 使氫含量減少 同時(shí)CH4轉(zhuǎn)化率下降 從上表可以看出 加入CO2后反應(yīng)氣中H2量減少 水量增加 明顯發(fā)生了CO2的逆變換反應(yīng) 焦?fàn)t氣在反應(yīng)前加入CO2的過程 可以假設(shè)為焦?fàn)t氣先進(jìn)行反應(yīng) 然后加入CO2 再進(jìn)行逆變換反應(yīng)的過程 經(jīng)組分平衡計(jì)算 在轉(zhuǎn)化的CO2中僅有80 發(fā)生了逆變換反應(yīng) 還有20 發(fā)生了甲烷化反應(yīng) 因此使甲烷含量增加 為了提高焦?fàn)t氣中的甲烷轉(zhuǎn)化率 可以適當(dāng)增加氧量 使反應(yīng)溫度提高 當(dāng)O2 CH4 0 7時(shí) 加入同樣的CO2 由于反應(yīng)溫度提高很多 其出口甲烷含量已相當(dāng)?shù)?云南大為焦化在氣柜前補(bǔ)入CO2 就我廠目前情況看 由于轉(zhuǎn)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(zhuǎn)化爐安全運(yùn)行的情況下 盡量提高出口溫度 以保證轉(zhuǎn)化氣質(zhì)量 在催化劑允許范圍內(nèi) 盡量降低轉(zhuǎn)化系統(tǒng)加入蒸汽量 提高轉(zhuǎn)化氣一氧化碳含量 嘗試在焦?fàn)t氣中補(bǔ)入二氧化碳 以小技改提高甲醇產(chǎn)量 設(shè)備 最好將轉(zhuǎn)化爐改為中心燒嘴式 以提高轉(zhuǎn)化率 保證轉(zhuǎn)化系統(tǒng)長周期運(yùn)行 操作 精心操作 將轉(zhuǎn)化爐出口溫度控制在要求范圍內(nèi) 管理 嚴(yán)格考核轉(zhuǎn)化爐出口溫度 將工藝指標(biāo)考核與考核獎(jiǎng)金掛鉤 合成主反應(yīng) CO 2H2 CH3OH QCO2 3H2 CH3OH H2O Q 氣體成分對(duì)甲醇合成的影響1 CO2含量對(duì)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(duì)保持催化劑的高活性是有利的 適量的CO2可以降低反應(yīng)熱 這對(duì)維持床層溫度也是有利的 結(jié)論 合成氣中CO2含量低于1 時(shí) 為催化活性不穩(wěn)定區(qū) 運(yùn)轉(zhuǎn)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(shí)甲醇時(shí)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(yīng)生成水 使催化劑上出現(xiàn)活性中心 促進(jìn)CO不單循甲?；緩胶铣杉状?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(shí)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(duì)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(zhuǎn)化爐溫度 增加合成放空量解決 2 壓力對(duì)甲醇合成的影響根據(jù)分子運(yùn)動(dòng)理論 氣體分壓的大小決定了其分子運(yùn)動(dòng)速度的大小 如果操作壓力較低 分子的密度和運(yùn)動(dòng)速度均會(huì)受到影響 化學(xué)反應(yīng)速度也會(huì)受到限制 結(jié)果影響了氣體的轉(zhuǎn)化率 3 惰性氣體含量對(duì)合成的影響在甲醇合成反應(yīng)中 甲烷和氮?dú)鉃槎栊詺怏w 不參與反應(yīng) 但惰性氣體的存在會(huì)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?dú)?甲烷含量16 17 一般建議合成氣惰性氣體含量在12 以內(nèi) 出塔氣在16 以內(nèi) 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(zhuǎn)化著手 不能單純依靠增加放空量 放空量增加 會(huì)短時(shí)間優(yōu)化氣體組分 改善合成氫碳比 但會(huì)降低合成壓力 如成分不好的弛放氣長時(shí)間回爐 會(huì)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(yù)熱爐 管式爐燃燒使用 延長弛放氣回焦?fàn)t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(yán)格控制合成塔出口溫度波動(dòng)范圍在 1 根據(jù)氣量嚴(yán)格控制合成系統(tǒng)壓力 在保證合成系統(tǒng)壓力前提下 認(rèn)真調(diào)整合成放空量 優(yōu)化合成氣指標(biāo) 管理 嚴(yán)格考核合成塔出口溫度 合成系統(tǒng)壓力 將工藝指標(biāo)考核與考核獎(jiǎng)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(shí) 嚴(yán)格控制常壓塔塔釜溫度106 以上 管理 嚴(yán)格考核常壓塔釜溫度 殘液醇含量 將工藝指標(biāo)考核與考核獎(jiǎng)金掛鉤 連續(xù)穩(wěn)定運(yùn)行