CN102936186B - 一种合成氨联醇生产方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种合成氨联醇生产方法，将原料气送入甲醇合成系统生产甲醇，所产生的尾气送入合成氨系统，控制甲醇合成系统中的甲醇触媒层温度为285～290℃，降低了消耗，提高了合成氨产量，解决了合成氨工段循环量加不满，合成放空大、产量低的问题，以年产30万吨尿素18万吨合成氨15万吨甲醇的生产规模计算，在同等消耗的基础上每天多产出近15吨合成氨，按2500元/吨算，每月创效15×30×2500＝1125000元。
Description
技术领域
本发明涉及合成氨联醇技术领域，特别是涉及一种合成氨联醇生产方法。
背景技术
合成氨联产甲醇是一项具有中国特色的化工工艺，其节能降耗效果得到全国氮肥行业的肯定，国内一些合成氨生产企业早在90年代就开始联产甲醇。为进一步降低合成氨消耗，调整产品结构，提高效益，将甲醇生产系统插入到原合成氨系统的压缩机六出之后，将来自压缩机六段的含CO、N2、H2以及少量CO2的混合气体经气油分离后送入甲醇合成塔，在一定温度、压力和铜基触媒的作用下，CO和H2合成为粗甲醇，经水冷却分离，将甲醇送入粗醇槽，回收弛放气，粗甲醇可送有机车间进一步精加工。分离后的H2、N2、少量的CO气体部分循环使用，部分经水洗塔后送精炼工段净化后进入压缩机七进，由压缩机七出进入合成塔生产合成氨，实现了合成氨联醇生产。这样的联合生产，实现了甲醇工段循环气大部分送合成氨工段，甲醇工段甲烷不会增涨，减少了排放。合成氨工段成了处理甲醇工段尾气的工段，但这样的工艺流程存在一个缺陷，就是甲醇反应出来的副产品会带到合成工段，成为合成工段的累赘。在实际生产中，合成氨工段就常出现循环量加不上去的现象，从而影响合成氨生产的效率。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是克服现有合成氨联醇生产中合成氨工段经常出现循环量加不上去从而影响生产效率的缺陷，提供一种高效合成氨联村生产方法。
为了解决上述技术问题，本发明采用如下的技术方案：
本发明高效合成氨联醇生产方法，将原料气送入甲醇系统生产甲醇，所产生的尾气送入合成氨系统，控制甲醇系统中的甲醇触媒层晚期温度为285～290℃。
申请人在实际的生产过程中，经常会遇到合成氨工段出现循环量加不上去的现象，而此时系统的CH4+Ar和微量CO+CO2都不高。为了探究其原因，申请人从各个方面进行了研究；
1、甲醇合成工段的主要化学反应
(1)主反应：
氢与一氧化碳在一定的温度、压力并有催化剂的作用下合成甲醇，并放出大量的热：2H2+CO←→CH3OH+102.5KJ/mol
(2)副反应：
原料气中的副反应：
①CO2+3H2←→CH3OH+H2O+Q
②2CO+4H2←→CH3OCH3+H2O+200.2KJ/mol
③CO+3H2←→CH4+H2O+115.5KJ/mol
④2CO+8H2←→C4H9OH+3H2O+49.62KJ/mol
⑤CO2+H2←→CO+H2O-42.9KJ/mol
⑥nCO+2nH2←→(CH2)2+n H2O+Q
产品气中的副反应：
①2CH3OH←→CH3OCH3+H2O+Q二甲醚
②CH3OH+nCO+2nH2←→CnH2n+1CH2OH+nH2O高级醇
③CH3OH+nCO+2(n-1)H2←→CnH2n+1COOH+(n-1)H2O有机酸
2、对生产过程的分析
(1)甲醇系统在水冷器处曾发现有蜡状固体物，在清洗中间槽时也发现有蜡状固体，多数人认为这些蜡状固体是石蜡，但石蜡是C20-24的正烷烃混合物，而甲醇塔内的条件是很难将CO和H2直接合成生成直链烷烃的。
分析醇的物理性质：直链饱和一元醇中含C4以下的是具有酒精味的流动液体，含C5～C11的为具有不愉快气味的油状液体，含C12以上的醇为无嗅无味的蜡状固体，且难溶于水。因此，蜡状固体不一定是石蜡，应该是一种高级醇。
(2)甲醇触媒层热点温度：前期235～250℃，中期250～270℃，后期270～310℃，热点温度波动范围±5℃，早期、中期对生产是没有影响的。合成氨在联醇生产过程中，当甲醇触媒层温度过高，甲醇塔内因有了醇的生成，若空速过小不能迅速将它带离触媒，甲醇就会继续与CO和H2反应生成高级醇，而此类高级醇难溶于水，且能像甲烷一样顺利通过精炼系统来到合成系统。并且因醇类物质是含氧化合物，它能氧化合成触媒中的α－Fe，造成合成触媒暂时中毒失去活性。
3、解决问题
高级醇的生成是因为甲醇触媒层的温度过高使得生成的甲醇进一步发生反应。结合实际，当出现合成氨工段循环量加不上去的现象时，就会发现此时甲醇系统最少有一个塔的触媒温度最高点总是在290～310℃之间波动。为了进一步证实是否真的有高级醇(直链饱和一元醇)入侵合成系统，将三套甲醇的触媒温度变化趋势与合成操作进行对照，并在合成循环量加不上去时联系甲醇主操将温度控制到小于290℃以下，当甲醇触媒温度小于290℃10多分钟后，合成循环量就会逐渐加上去了。经过近两个多月的反复对照，得出结论：需要将甲醇触媒温度控制在285℃～290℃之间，合成工段才能将循环量全部加满。如果实在不能控制在290℃以下，则宣布该床甲醇触媒报废。
与现有技术相比，本发明将合成氨联醇时甲醇触媒层的晚期温度控制在285～290℃，降低了消耗，提高了合成氨产量，解决了合成氨工段循环量加不满，合成放空大、产量低的问题，以年产30万吨尿素18万吨合成氨15万吨甲醇的生产规模计算，在同等消耗的基础上每天多产出近15吨合成氨，按2500元/吨算，每月创效15×30×2500＝1125000元。
附图说明
图1是本发明高效合成氨联醇生产方法的流程简图。
具体实施方式
如图1所示，将来自压缩机六段的含CO、N2、H2以及少量CO2的混合气体经气油分后送入甲醇合成塔，控制合成塔中甲醇触媒层的温度在285～290℃，CO和H2合成为粗甲醇，经水冷却分离，将甲醇送入粗醇槽，回收弛放气，粗甲醇送有机车间精加工。为了控制甲醇触媒层的温度，可以挂电炉维持高空速生产或者增加净化气中CO2含量。
由甲醇分离器分离后的H2、N2、少量的CO气体一部分循环用于甲醇合成，一部分经水洗塔后送精炼工段净化，然后进入压缩机七进，由压缩机七出送入合成工段生产合成氨，由于控制了甲醇触媒层的温度，有效避免高级醇的生成，不会对后继的合成氨工段造成影响，使得整个合成氨联醇工艺顺利、高效的进行。
Claims (1)
1.一种合成氨联醇生产方法，将原料气送入甲醇系统生产甲醇，所产生的尾气送入合成氨系统，其特征在于：控制甲醇系统中的甲醇触媒层晚期温度为285～290℃。
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Also Published As
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