CN103570494A - 甲醇合成塔倒引蒸汽的开车方法 - Google Patents

甲醇合成塔倒引蒸汽的开车方法 Download PDF

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Abstract

甲醇合成塔倒引蒸汽的开车方法，它涉及甲醇合成塔的开车方法。本发明是要解决现有的甲醇合成工段甲醇合成塔开车时间长的技术问题。本方法：在气气换热器的管程的出口与气气换热器的壳程的入口之间设置回流管，将汽包内的水排净，将甲醇合成塔壳程的液位降低，将蒸汽管网内的低压蒸汽倒引至甲醇合成塔内，同时中压蒸汽也输入甲醇合成塔，将合成触媒加热，然后将压缩合成气通入甲醇合成塔内进行循环；当甲醇合成塔的合成气入口处的温度达175℃且合成气出口处的温度≥210℃时，将汽包的水位与压力调至正常生产时的指标；当甲醇合成塔合成气入口处的温度达到220℃以上时，完成开车操作。本法的甲醇合成开车时间需5～6小时。

Description

甲醇合成塔倒引蒸汽的开车方法
技术领域
本发明涉及甲醇合成领域，具体涉及甲醇合成塔的开车方法。
背景技术
在甲醇合成工段，甲醇合成的工艺流程图如图1所示：合成气经压缩机压缩后得到的压缩合成气经气气换热器壳程加热后进入立式列管固定床甲醇合成塔的管程，与管程内的触媒发生反应，同时放出大量的热量，合成后从甲醇合成塔的出气口排出并进入气气换热器的管程降温后进入甲醇水冷器冷却，然后进入气液分离器进行气液分离，分离出的气相返回到压缩机入口，分离出的液相经甲醇精馏处理后，得到甲醇产品；甲醇合成塔的壳程内的水吸收反应放出的热量后汽化，汽液混合物进入汽包进行汽水分离，分离出的中压水蒸汽经减温减压器减压，得到的表压为0.5～0.9MPa低压蒸汽输送至蒸汽管网；分离出的水返回至甲醇合成塔，甲醇合成塔及汽包内的水由来自转化工段的锅炉给水补充。
在开车时，需要将来自转化工段的表压为5吨的中压蒸汽通过蒸汽喷射器输入甲醇合成塔的壳程，给其中的水加热，壳程的汽水混合物使甲醇合成塔2的管程内的合成触媒达到反应温度，即210℃，然后才能将压缩合成气引入甲醇合成塔2开始正常的生产。在冬季，由于环境气温低，再加上合成塔壳内加入的除氧水温度较低，使甲醇合成塔2的开车过程长达12小时，甲醇合成塔的升温时间延长，导致甲醇产量降低。
发明内容
本发明是要解决现有的甲醇合成工段甲醇合成塔开车时间长的技术问题，而提供甲醇合成塔倒引蒸汽的开车方法。
本发明的甲醇合成塔倒引蒸汽的开车方法按以下步骤进行：
一、将汽包内的水排净，将甲醇合成塔液位降至正常生产时的60%～70%，将蒸汽管网内的低压蒸汽倒输至甲醇合成塔的壳程，加热管程内的合成触媒；同时将来自转化工段的中压蒸汽通过蒸汽喷射器也输入甲醇合成塔的壳程；使触媒温度提高至与蒸汽温度一致；其中合成触媒为铜基催化剂；
二、将经压缩机压缩后得到的压缩合成气通过气气换热器的壳程，通入甲醇合成塔的管程，压缩合成气与甲醇合成塔管程内合成触媒接触后，得到的混合气输至气气换热器的管程，混合气与气气换热器中壳程内的压缩合成气换热后，再经甲醇水冷器、气液分离器返回至压缩机的入口处，进行循环；
三、当甲醇合成塔的合成气入口处的温度达175℃且合成气出口处的温度≥210℃时，将来自转化工段的锅炉给水通入汽包中，使汽包中的水位达到正常生产时的高度；并将汽包内的压力提高至正常生产时的压力；
四、当甲醇合成塔合成气入口处的温度达到220℃以上时，完成开车操作。
本发明完成开车操作后，开始大量引入合成气，合成塔提高压力进入正常生产。在本发明的开车操作过程中，将低压蒸汽从蒸汽管网经减温减压器倒引至甲醇合成塔壳程内，给合成塔管程内合成触媒升温，同时自转化工段的表压为5吨的中压蒸汽通过蒸汽喷射器1输入甲醇合成塔的壳程，给壳程内的水加热；在低压蒸汽和中压蒸汽的同时加热作用下，合成触媒的温度升至170℃，合成触媒在170℃时具有活性，此时压缩合成气中的进入合成塔，合成气中的CO和H2、CO2和H2在合成触媒作用下发生合成放热反应，使合成塔内的温度进一步提高，从合成塔排出的气体再返回与合成气压缩机入口，再进入合成塔循环反应，当合成塔出口的温度达到正常生产水平（210℃）后，可以大量引入合成气，合成塔提压进入正常生产。
本发明通过倒引低压蒸汽的方法，利用甲醇合成塔内合成触媒的放热反应、中压蒸汽给合成塔内的水加热和低压蒸汽给合成塔上部触媒加热，一同提高甲醇合成塔内的触媒温度，能缩短合成开车时间至5～6小时，与现有的方法的开车时间12小时相比，大大缩短，提高了甲醇生产的产量。本领域的技术人员认为低温低压引合成气会有副产物产生，如石蜡，是多种高级烃的混合物，主要成份直链烷烃，并含有少量的支链烷烃，不溶于甲醇。副产物石蜡包裹在合成触媒上面，进而减少了触媒的使用寿命。但是经试验验证，按本发明的方法开车，合成触媒使用寿命为5年，现有技术的开车方法一般合成触媒使用寿命为2～3年，相比之下，本发明的开车方法能增大合成触媒的使用寿命。
附图说明
图1是现有的甲醇合成的工艺流程图；图中1为蒸汽喷射器，2为甲醇合成塔，3为汽包，4为减温减压器，5为气气换热器，6为第一阀门，7为第二阀门，8为第三阀门，9为第四阀门；
图2是图1中的甲醇合成塔2的结构示意图；
图3是图1中的汽包3的结构示意图。
具体实施方式
具体实施方式一：（参考附图1～3）本实施方式的甲醇合成塔倒引蒸汽的开车方法按以下步骤进行：
一、将汽包3内的水排净，将甲醇合成塔2壳程的液位降至正常生产时的60%～70%，将蒸汽管网内的低压蒸汽倒输至甲醇合成塔2的壳程，加热管程内的合成触媒；同时将来自转化工段的中压蒸汽通过蒸汽喷射器也输入甲醇合成塔2的壳程；使触媒温度提高至与蒸汽温度一致；其中合成触媒为铜基催化剂；
二、将经压缩机压缩后得到的压缩合成气通过气气换热器5的壳程，通入甲醇合成塔2的管程，压缩合成气与甲醇合成塔2管程内合成触媒接触后，得到的混合气输至气气换热器5的管程，混合气与气气换热器中壳程内的压缩合成气换热后，再经甲醇水冷器、气液分离器返回至压缩机的入口处，进行循环；
三、当甲醇合成塔2的合成气入口处的温度达175℃且合成气出口处的温度≥210℃时，将来自转化工段的锅炉给水通入汽包3中，使汽包3中的水位达到正常生产时的高度；并将汽包3内的压力提高至正常生产时的压力；
四、当甲醇合成塔合成气入口处的温度达到220℃以上时，完成开车操作。
本实施方式完成开车操作后，开始大量引入合成气，合成塔提高压力进入正常生产。按照本实施方式的开车方法，开车时间缩短为5～6小时，而且合成触媒使用寿命可以延长至5年。
具体实施方式二：本实施方式与具体实施方式一不同的是步骤一中甲醇合成塔壳程内的液位高度在正常生产时为甲醇合成塔壳程高度的60%～70%。其他与具体实施方式一相同。
具体实施方式三：本实施方式与具体实施方式一或二不同的是步骤三中正常生产时的汽包中的水位高度为汽包高度的60%～80%。其他与具体实施方式一相同。
具体实施方式四：本实施方式与具体实施方式一至三之一不同的是步骤三中正常生产时的汽包内的气体压力为0.8～0.9MPa。其他与具体实施方式一至三之一相同；
具体实施方式五：本实施方式与具体实施方式一至四之一不同的是步骤一中所述的低压蒸汽的表压为0.5～0.7MPa。其他与具体实施方式一至四之一相同。
具体实施方式六：本实施方式与具体实施方式一至五之一不同的是步骤一中所述的中压蒸汽的表压为0.6MPa。其他与具体实施方式一至五之一相同。
具体实施方式七：本实施方式与具体实施方式一至六之一不同的是步骤一中所述的中压蒸汽的表压为3.0～3.2PaMPa。其他与具体实施方式一至六之一相同。
具体实施方式八：本实施方式与具体实施方式一至七之一不同的是步骤一中所述的使触媒温度提高至与蒸汽温度一致，是将触媒温度提高至170～175℃。其他与具体实施方式一至七之一相同。
具体实施方式十：（参见附图1～3）本实施方式的甲醇合成塔倒引蒸汽的开车方法按以下步骤进行：
一、本实施方式的甲醇合成系统包括蒸汽喷射器1，甲醇合成塔2、汽包3、减温减压器4、气气换热器5；
甲醇合成塔2为立式列管固定床式的合成塔，列管内填充合成触媒，甲醇合成塔2的塔顶设置合成气入口2-1，与甲醇合成塔2管程连通，在塔底设置合成气出口2-2，甲醇合成塔2的侧壁下部设置蒸汽入口2-3、水入口2-4和排水口2-5，蒸汽入口2-3、水入口2-4和排水口2-5都与甲醇合成塔的壳程连通，排水口2-5处设置第四阀门9，甲醇合成塔2的侧壁上部设置汽水混合物出口2-6；
汽包3设置汽水混合物入口3-1，蒸汽出口3-2、水出口3-3，补水口3-4及排污口3-5；
气气换热器5的壳程出口与甲醇合成塔2的合成气入口2-1相连，塔底的合成气出口2-2与气气换热器5的管程入口相连，气气换热器5的管程出口通往甲醇水冷器；
蒸汽喷射器1与甲醇合成塔2的蒸汽入口2-3连接，甲醇合成塔2的汽水混合物出口2-5与汽包3的汽水混合物入口3-1连接，汽包3的水出口3-3与甲醇合成塔2的水入口2-4连接，汽包3的蒸汽出口3-2经第一阀门6和减温减压器4与蒸汽管网相连；汽包3的补水口3-4处设置第二阀门7；汽包3的排污口3-5处设置第三阀门8；
二、打开第三阀门8将汽包3内的水排净；再打开第四阀门9，将甲醇合成塔的壳程内的水排出，使水位降至正常生产时的60%～70%，然后将第三阀门8和第四阀门9关闭；打开第一阀门6，使蒸汽管网中的低压蒸汽经减温减压器4、第一阀门6和汽包3倒引至甲醇合成塔2的壳程内，加热管程内的合成触媒；同时将来自转化工段的表压为5吨的中压蒸汽通过蒸汽喷射器1输入甲醇合成塔的壳程；甲醇合成塔内壳程蒸汽的热量传至管程内的合成触媒，使触媒温度与蒸汽温度一致，其中合成触媒为铜基催化剂；
三、将压缩合成气通入气气换热器5的壳程，再通入甲醇合成塔2的管程，压缩合成气与管程内合成触媒接触，然后经合成气出口2-2排出的混合气输至气气换热器5的管程，混合气与气气换热器中壳程内的压缩合成气换热后，再经甲醇水冷器、气液分离器返回至压缩机的入口处，进行循环；
四、当合成气入口2-1处的温度达175℃且合成气出口2-2处的温度≥210℃时，打开第二阀门7，将来自转化工段的锅炉给水通入汽包3中，使汽包3中的水位达到汽包高度的60%～80%；关闭第一阀门6，使汽包3内的表压增加至0.8～0.9MPa；
五、当甲醇合成塔合成气入口2-1处的温度达到220℃以上时，打开第一阀门6，完成开车操作。
用以下试验验证本发明的有益效果：
试验1：（参见附图1～3）本试验1的甲醇合成工段甲醇合成系统由蒸汽喷射器1，甲醇合成塔2、汽包3、减温减压器4、气气换热器5、第一阀门6、第二阀门7、第三阀门8和第四阀门9组成；
甲醇合成塔2为立式列管固定床式的合成塔，列管内填充合成触媒，甲醇合成塔2的塔顶设置合成气入口2-1，与甲醇合成塔2管程连通，在塔底设置合成气出口2-2，甲醇合成塔2的侧壁下部设置蒸汽入口2-3、水入口2-4和排水口2-5，蒸汽入口2-3、水入口2-4和排水口2-5都与甲醇合成塔的壳程连通，排水口2-5处设置第四阀门9，甲醇合成塔2的侧壁上部设置汽水混合物出口2-6；
汽包3设置汽水混合物入口3-1，蒸汽出口3-2、水出口3-3，补水口3-4及排污口3-5；
气气换热器5的壳程出口与甲醇合成塔2的合成气入口2-1相连，塔底的合成气出口2-2与气气换热器5的管程入口相连，气气换热器5的管程出口通往甲醇水冷器；
蒸汽喷射器1与甲醇合成塔2的蒸汽入口2-3连接，甲醇合成塔2的汽水混合物出口2-5与汽包3的汽水混合物入口3-1连接，汽包3的水出口3-3与甲醇合成塔2的水入口2-4连接，汽包3的蒸汽出口3-2经第一阀门6和减温减压器4与蒸汽管网相连；汽包3的补水口3-4处设置第二阀门7；汽包3的排污口3-5处设置第三阀门8；
上述的甲醇合成系统的甲醇合成塔倒引蒸汽的开车方法按以下步骤进行：
一、打开第三阀门8将汽包3内的水排净；再打开第四阀门9，将甲醇合成塔的壳程内的水排出，使水位降至壳程高度的42%，然后将第三阀门8和第四阀门9关闭；打开第一阀门6，使蒸汽管网中的低压蒸汽经减温减压器4、第一阀门6和汽包3倒引至甲醇合成塔2的壳程内，加热管程内的合成触媒；同时将来自转化工段的表压为5吨的中压蒸汽通过蒸汽喷射器1输入甲醇合成塔的壳程；使触媒温度与蒸汽温度一致；其中合成触媒为铜基催化剂；
二、将压缩合成气通入气气换热器5的壳程，再通入甲醇合成塔2的管程，压缩合成气与管程内合成触媒接触，然后经合成气出口2-2排出的混合气输至气气换热器5的管程，混合气与气气换热器中壳程内的压缩合成气换热后，再经甲醇水冷器、气液分离器返回至压缩机的入口处，进行循环；
三、当合成气入口2-1处的温度达175℃且合成气出口2-2处的温度为210℃时，打开第二阀门7，将来自转化工段的锅炉给水通入汽包3中，使汽包3中的水位达到汽包高度的60%～80%；关闭第一阀门6，使汽包3内的表压增加至0.8MPa；
四、当甲醇合成塔合成气入口2-1处的温度达到220℃时，完成开车操作。
本试验通过倒引低压蒸汽的方法，利用甲醇合成塔内合成触媒的放热反应、中压蒸汽给合成塔内的水加热和低压蒸汽给合成塔上部触媒加热，一同提高甲醇合成塔内的触媒温度，能缩短合成开车时间至6小时，与现有的方法的开车时间12小时相比，大大缩短，提高了甲醇生产的产量。同时现有的开车方法下，合成触媒的使用寿命为2～3年，而本发明的开车方法下合成触媒的使用寿命为5年，也大大提高了。

Claims (8)

1.甲醇合成塔倒引蒸汽的开车方法，其特征在于该方法按以下步骤进行：
一、将汽包（3）内的水排净，将甲醇合成塔（2）壳程的液位降至正常生产时的60%～70%，将蒸汽管网内的低压蒸汽倒输至甲醇合成塔（2）的壳程，加热管程内的合成触媒；同时将来自转化工段的中压蒸汽通过蒸汽喷射器也输入甲醇合成塔（2）的壳程；使触媒温度提高至与蒸汽温度一致；其中合成触媒为铜基催化剂；
二、将经压缩机压缩后得到的压缩合成气通过气气换热器（5）的壳程，通入甲醇合成塔（2）的管程，压缩合成气与甲醇合成塔（2）管程内合成触媒接触后，得到的混合气输至气气换热器（5）的管程，混合气与气气换热器中壳程内的压缩合成气换热后，再经甲醇水冷器、气液分离器返回至压缩机的入口处，进行循环；
三、当甲醇合成塔（2）的合成气入口处的温度达175℃且合成气出口处的温度≥210℃时，将来自转化工段的锅炉给水通入汽包（3）中，使汽包（3）中的水位达到正常生产时的高度；并将汽包（3）内的压力提高至正常生产时的压力；
四、当甲醇合成塔（2）合成气入口处的温度达到220℃以上时，完成开车操作。
2.根据权利要求1所述的甲醇合成塔倒引蒸汽的开车方法，其特征在于步骤一中甲醇合成塔（2）壳程内的液位高度在正常生产时为甲醇合成塔（2）壳程高度的60%～70%。
3.根据权利要求1或2所述的甲醇合成塔倒引蒸汽的开车方法，其特征在于步骤三中正常生产时的汽包（3）中的水位高度为汽包高度的60%～80%。
4.根据权利要求1或2所述的甲醇合成塔倒引蒸汽的开车方法，其特征在于步骤三中正常生产时的汽包（3）内的气体表压为0.8～0.9MPa。
5.根据权利要求1或2所述的甲醇合成塔倒引蒸汽的开车方法，其特征在于步骤一中所述的低压蒸汽的表压为0.5～0.7MPa。
6.根据权利要求1或2所述的甲醇合成塔倒引蒸汽的开车方法，其特征在于步骤一中所述的中压蒸汽的表压为3.0～3.2MPa。
7.根据权利要求1或2所述的甲醇合成塔倒引蒸汽的开车方法，其特征在于步骤一中所述的使触媒温度提高至与蒸汽温度一致，是将触媒温度提高至170～175℃。
8.根据权利要求1所述的甲醇合成塔倒引蒸汽的开车方法，其特征在于该方法按以下步骤进行：
一、甲醇合成系统包括蒸汽喷射器（1），甲醇合成塔（2）、汽包（3）、减温减压器（4）、气气换热器（5）；
甲醇合成塔（2）为立式列管固定床式的合成塔，列管内填充合成触媒，甲醇合成塔（2）的塔顶设置合成气入口（2-1），与甲醇合成塔（2）管程连通，在塔底设置合成气出口（2-2），甲醇合成塔（2）的侧壁下部设置蒸汽入口（2-3）、水入口（2-4）和排水口（2-5），蒸汽入口（2-3）、水入口（2-4）和排水口（2-5）都与甲醇合成塔的壳程连通，排水口（2-5）处设置第四阀门（9），甲醇合成塔（2）的侧壁上部设置汽水混合物出口（2-5）；汽包3设置汽水混合物入口（3-1），蒸汽出口（3-2）、水出口（3-3），补水口（3-4）及排污口（3-5）；气气换热器（5）的壳程出口与甲醇合成塔（2）的合成气入口（2-1）相连，塔底的合成气出口（2-2）与气气换热器（5）的管程入口相连，气气换热器5的管程出口通往甲醇水冷器；蒸汽喷射器（1）与甲醇合成塔（2）的蒸汽入口（2-3）连接，甲醇合成塔（2）的汽水混合物出口（2-5）与汽包（3）的汽水混合物入口（3-1）连接，汽包（3）的水出口（3-3）与甲醇合成塔（2）的水入口（2-4）连接，汽包（3）的蒸汽出口（3-2）经第一阀门（6）和减温减压器（4）与蒸汽管网相连；汽包（3）的补水口（3-4）处设置第二阀门（7）；汽包（3）的排污口（3-5）处设置第三阀门（8）；打开第三阀门（8）将汽包（3）内的水排净；再打开第四阀门（9），将甲醇合成塔的壳程内的水排出，使水位降至正常生产时的60～70%，然后将第三阀门（8）和第四阀门（9）关闭；打开第一阀门（6），使蒸汽管网中的低压蒸汽经减温减压器（4）、第一阀门（6）和汽包（3）倒引至甲醇合成塔（2）的壳程内，加热管程内的合成触媒；同时将来自转化工段的表压为5吨的中压蒸汽通过蒸汽喷射器（1）输入甲醇合成塔的壳程；甲醇合成塔内壳程蒸汽的热量传至管程内的合成触媒，使触媒温度与蒸汽温度一致；其中合成触媒为铜基催化剂；
二、将压缩合成气通入气气换热器（5）的壳程，再通入甲醇合成塔（2）的管程，压缩合成气与管程内合成触媒接触，然后经合成气出口（2-2）排出的混合气输至气气换热器（5）的管程，混合气与气气换热器中壳程内的压缩合成气换热后，再经甲醇水冷器、气液分离器返回至压缩机的入口处，进行循环；
三、当合成气入口（2-1）处的温度达175℃且合成气出口（2-2）处的温度≥210℃时，打开第二阀门（7），将来自转化工段的锅炉给水通入汽包（3）中，使汽包（3）中的水位达到汽包高度的60%～80%；关闭第一阀门（6），使汽包（3）内的表压增加至0.8～0.9MPa；
四、当甲醇合成塔合成气入口（2-1）处的温度达到220℃以上时，完成开车操作。
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