60万吨/年甲醇合成装置技术讨论？

原帖由 西北浪人 于 2007-10-30 20:40 发表 三菱瓦斯超级合成塔 (spc)是近年来在世界上广为使用的大型合成塔，为双套管式。进塔气先预热到150-170℃，入塔后分布到各双套管的内管中，吸收管外套管间的反应热，预热至反应温度240℃后进入套管间的催化剂层反应， ... 鲁奇流程的循环比为1.5:1, 出口醇浓度为17%,大型化不是问题,请看业绩! • yankuang (china) 2,200 mtpd • datang power (china) 5,000 mtpd • shenhua ningxia coal industry (china) 5,000 mtpd • shenhua ningxia coal industry (china) 2,000 mtpd atlas methanol co. (trinidad) 5,000 mtpd • zagros i petrochemical co. (iran) 5,000 mtpd • zagros ii petrochemical co. (iran) 5,000 mtpd • qafac (qatar) 6,750 mtpd • tasnee/acetex (ksa) 5,400 mtpd • petronas methanol labuan (pml) 5,000 mtpd [ ]

哥们，你是不是弄错了，国内有5000mtpd甲醇的吗？也就是说年产300万吨甲醇，好象国内现在最大的是150万的吧？请核实一下！

杭州林达化工技术工程公司完成的“jw低压均温甲醇合成塔技术”项目针对我国现有甲醇合成装置存在的缺陷，开发出以煤和天然气为主要原料、应用广泛且投资少的低压甲醇合成技术和合成塔，改变了我国现代化反应器技术长期依赖进口的状况，形成我国自有甲醇合成的成套技术与装备，具有较强的国际竞争能力

原帖由 worldboy110 于 2007-11-20 10:34 发表 河南龙宇煤化工采用shell气化，鲁奇甲醇技术，2台并联，塔径3.8米，4309*2=8618根管子，内径4mm，催化剂净高7m。甲醇催化剂南方化学的，具体型号没记得。变化炉催化剂为：催化剂k8-11 堆密度 0.7 0吨/ m3；硫化 ... 鲁奇甲醇技术? 国产的吧?

卡萨利合成塔 优点：催化剂装填容易，单塔装填量大、整塔压力降小等优点 其余几乎很差： 塔的热利用效率低、碳效率低、出口醇净值低、操作非常困难、开车难上加难、 催化剂利用效率不高等等 希望国内厂内雄起，尽快取代近口破塔

为克服传统甲醇合成工艺单程转化率低、循环比大、能耗高等缺点,日本东洋工程公司和三井东压化学公司共同开发出一种新型节能降耗的多段内冷式径向流动(multi - stageindirect - cooling type radial flow ,简称mrf) 甲醇合成塔。该塔技术成熟、结构紧凑、操作方便、机械性能可靠,直径4 700 mm ,高度14 100 mm ,重量420 t ,压力降0. 05 mpa ,生产能力2 500 t/d ,每生产1 t 甲醇可回收热量2. 5 gj 。

在前面的回帖中，我将自己收集到的关于ici冷激塔的信息做了简单整理，并传上来。大家也给了点评。ici在提出lcm概念下在其反应器上也有新的改变。其冷管塔和副产蒸汽塔是以后发展的方向，我找了点简单的资料。并不惭传上来，大家给点评点评，积极参加，使得讨论的更深入。我就当是抛砖引玉了。谢谢！ (附件中是下面文章的pdf版，因为有两个图贴不上来，所以做成了压缩文件传上) 冷管式合成塔和副产蒸汽合成塔 ici 公司在 1984 年的 aiche 国际会议上提出了两种新型合成塔，即冷管式合成塔和副产蒸汽合成塔。 一、 ici 冷激塔 - 冷管式 冷管式合成塔与单段内冷式逆流合成塔相似，但将换热器移出合成塔筒体之外，入塔气预热靠管间的催化剂层的反应热提供热量，温度的调节是通过旁路或调节合成塔下游进出塔气体换量来控制。该塔不仅投资省，而且具有压差小，操作稳定的优点。 这种 冷管式甲醇合成塔。该塔内触媒层中设有逆流冷管胆，原料气通过催化剂层中的冷管被预热，使部分反应热移出。 ici 认为冷管式合成塔投资低，操作简便，设计弹性大，因为没有冷气喷入，效率高，能耗低，可以成为高效率的世界一流工厂。 冷管合成塔 (tcc) 的床层温差较冷激型有了很大改善，反应曲线也较平稳 ( 如图 5) ，但属气一气换热，传热效果较气一液换热差，热点温差也比气—液换热型的高；同冷激型反应器一样，因气体呈轴向流动，塔阻力相对于径向流较大；另外， ici 两种型号的反应器出口气体都采用工艺水冷却，加热后的工艺水一部分进人天然气饱和器，另一部分供锅炉给水用，属低位能热回收，热能综合利用较差 二．副产蒸汽合成塔。该塔也属于单段内冷式，但气体流动是径向横流，垂直于沸腾水冷却管。该合成塔设计时应用了有限元分析法，分析塔内气体流动和温度的特性。该塔虽然也是管壳式，但与 lurgi 塔有许多不同。　 （ 1 ） ici 通过计算，比较了催化剂在管内、水在管外与催化剂在管外、水在管内两种方案，结果表明后者所需的管子表面积仅为前者的 6/7 。因此， ici 副产蒸汽合成塔的催化剂床层在管外； （ 2 ）横向流动。入塔气进入合成塔通过一垂直分布板后，横向流过催化剂床。这样， 既减少阻力降，又增加传热系数； （ 3 ）列管不对称排列。根据入塔气在催化剂床层反应速度的变化，考虑设置列管的疏密程度，使反应速度沿最大速度曲线进行； （ 4 ）列管浮头式结构。该合成塔采用带膨胀圈的浮头式结构，解决了列管的热膨胀问题。 ici 认为，在以天然气为原料的流程中，采用这种合成塔的优点不明显，只有在以煤为原料的流程中副产蒸汽合成塔才能发挥其优点。 业绩： ici 的冷激型反应器和冷管式反应器专利已建立的甲醇装置有 58 套 ( 不包括特立尼特和沙特阿拉伯分别计划于 2004 年建立投产的 2 套日产 1650 、 2900t 甲醇装置 ) ，其中日产 1000 ～ 2000t( 含 1000t) 的有 30 套 日产 2000t 以上 ( 含 2000t) 的有 13 套 最大单套生产能力为日产 2850t （智利， 1999 年投产） [ ]

原帖由 bjlurgi 于 2007-11-13 09:45 发表 鲁奇流程的循环比为1.5:1, 出口醇浓度为17%,大型化不是问题,请看业绩! • yankuang (china) 2,200 mtpd • datang power (china) 5,000 mtpd • shenhua ningxia coal industry ( ... 目前国内的管壳式反应器操作循环比一般也在5左右，个人认为，大幅度的降低循环比必须满足至少两个条件：1是反应器能够满足高co条件下反应加剧后的移热能力，2是催化剂必须保证在整个周期的高转化率，即碳的总转化率必须得到保证，对于前者姑且认为不是问题，那么后者如何？如果现在的催化剂水平已经发展到这个水平，那么是不是我们国内的较小规模装置（如30万吨）换用国外催化剂并提高设计压力，也可以小循环比进行设计？能降低能耗何乐而不为。 鲁奇的低循环比设计固然有其先进的一面，但同时也是因其反应器的特点不得以而为之的，不降低循环比，反应器－尤其是管内装催化剂的管壳式反应器阻力非常大，带来的问题就是能耗的增加，日产5400吨的联合反应器为了降低阻力，采用三塔流程，2管式塔并联，再和气冷塔串联，即便这样，220多方（总量的2/3左右）的触媒还是装在气冷塔内。 联合反应器技术给人的感觉是装置在比较苛刻的条件下运行，操作温度（指水冷反应器）、压力、co含量均高于常规装置，这是否以牺牲触媒使用寿命作为代价，其在投资和消耗上的优势，除了循环功的降低，其他并没有优势。投资高不用说了，和纯水冷流程相比，联合反应器的吨醇产汽量肯定是降低的，催化剂费用呢？鲁奇是和德国南方化学的催化剂捆绑合作的，60万吨装置的催化剂按80m3计，国产触媒的价格在1200万左右，国外催化剂价格一般在两倍以上，即便按两年的使用寿命，这笔帐也值得算一下，更何况能否用到两年还未知，其实国内触媒和国外的差距也并没有那么大，除了耐热性较差，前中期活性还是相当高的，活性的衰退和气体净化也有关系，国外供应商对净化的要求也非常高。 个人之见，欢迎拍砖。 [ ]

我认为，林达的技术经过完善，可能会适应中国大型化甲醇装置的需要，合乎装置国产化这个大的背景。我当然希望中国的技术比外国牛！！来一起努力吧，朋友！！，我可不是他们的托哦。

目前国内外在30万t／a以上装置使用的甲醇合成塔，虽然塔型较多，归纳起来主要有以下5类： 1、冷激式甲醇合成塔； 以topsoe为代表，年产60万吨甲醇为单台塔配置，业绩较多，成熟可靠。 2、冷管式甲醇合成塔； 3、水管式甲醇合成塔； 4、固定管板列管式合成塔； 以lurgi为代表，国内大型甲醇装置多数采用该技术，双塔配置。 5、多床内换热式合成塔。 其实目前甲醇合成已不再是制约甲醇生产的最关键因素，具体采用何种塔型可根据不同合成流程，从反应热的利用，碳的转化率、运输和造价等条件综合选用。

把３楼的这句话改成以下这样我是赞成的： 1、冷激式甲醇合成塔； 以原ｉｃｉ菱形冷激塔为代表（多为原ｄａｖｙ　ｍａｋｅｅｙ设计），年产60万吨甲醇或以上为单台塔配置，业绩较多，成熟可靠。 但是冷激式热效率低，能耗高，现代化的甲醇装置肯定是不用的．

将ici的典型流程和特点做了一点总结，描述如下。当然很不全面，也是借鉴其他文献的，将其简单集中一下。希望大家来评阅。谢谢，多交流多进步！ 注：文字简单介绍如下，附件中是这一段的word文件。 流程简述： ici低压甲醇合成工艺合成塔部分的流程如图所示，由h2、co、co2及少量ch4组成的合成气经过变换反应以调节co/co2比例，然后用离心压缩机升压到5 mpa, 经过换热后的入塔气与一部分未经换热的冷激气混合后温度在220℃左右，从合成塔上部进入第一反应床层，在催化剂作用下合成甲醇，反应放出的热量使气体升温至260℃左右，离开第一段催化床层后，与第二层的冷激气混合，混合气的温度在220℃左右并进入第二层催化床层继续反应，如此循环，进入第三，第四反应床层。从合成塔出来的气体进入换热器加热入塔气后，经甲醇冷凝器、分离器分离甲醇后，未反应的气体经压缩升压与新鲜原料气混合再次进入反应器，反应中所积累的甲烷气作为驰放气返回转化炉制取合成气。 ici冷激型反应器为分段绝热反应器，合成气预热到235～245℃，进入反应器，段间用菱形分布器将冷激气喷入床层中间降温。根据规模大小，有3～6个床层，典型的为4床层，上面3个为分开的轴向流床，最下面的1个为轴－径向流化床。在5mpa、230～270℃条件下合成甲醇。 工艺使用具有低温活性的铜系催化剂和离心式压缩机,合成压力为5.10mpa～10.10mpa ,反应器采用具有特殊气体分散管的冷气吹入式骤冷型反应器,可将催化剂床层温度控制在230 ℃～270 ℃。 优点 1.其合成塔的结构简单，生产能力大，易于大型化。 2.材料没有特殊的要求，结构简单、用材省且要求不高，设备 易制造，维修。 3.催化剂装卸容易（3 h可卸完30 t的催化剂，装催化剂需10 h可以完成。） 缺点 采用冷激式操作，造成的后果 1.温度控制难：因冷激气引起返混，出现整个反应床层中的温度呈较大范围波动床层温度210～240℃，后期控制在240～270℃。有四股冷激气来控制床层温度，实际难于操作，易于出现超温和垮塔现象。由于催化床不同位置要在不同温度下操作，操作温度严格地依赖于各段床层入口气体温度，各段床层进口温度有小的变化，会导致系统温度大的变化，这种不可避免的温度波动在一定程度上影响稳定操作。 2.合成效率低：由于催化剂的催化作用受床层温度波动的影响和冷激气分层加入所产生的稀释效应，原料气的单程转化率低， 出塔气中的甲醇含量只有3%～4% ；绝热反应，催化剂床层温差大(同一床层热点温差有时高达30℃以上)，反应曲线离平衡曲线较远，合成效率相对较低。而且温度的波动使得副反应增加，出甲醇质量下降。粗甲醇中含有少量水、二甲醚、乙醚、丙酮、高碳醇等杂质。 3.循环量大：ici低压甲醇合成工艺中。由于原料气的单程转化率低，为了有效地利用原料气及减少驰放气排放量，这就要求在生产中必须有很大量的循环气量。在其工艺中。 循环气:新鲜气＝10:1 。循环气管道设备尺寸增大，一次性投资要增加。 4.催化剂的影响：.ici低压甲醇合成工艺中合成塔床层温度随床层高度的变化而不同，催化剂床层温度波动较大，也就决定了：1)不同床层高度的催化剂活性不同，催化剂的整体活性不能有效发挥，催化剂的时空产率低，经济效益低；2)不同床层高度的催化剂老化失活的程度和速度不同，不利于保护和延长催化剂的使用寿命，催化剂的有效利用率低。 5.热回收和能耗问题：采用原料气冷激控制催化床层温度，不能回收高位能反应热，只能生产低压蒸汽，循环比大，电能消耗高，操作费用高，开工需设专门的开工加热炉。热量回收少。 [ ]

对于60万的机组，如果采用lurgi的技术是否需要很多个炉子，用shell的技术到是个不错的选择。但不知道这两种技术成本的比较。

5000mtpd甲醇=167万吨/年，国内现在上的两套mtp都是这个规模。

国内在建以及已建60万吨/年甲醇装置分别采用了哪家的什么类型的甲醇合成器技术？ 据说07年10月16日中海石油化学股份有限公司控股的海油建滔60万吨甲醇项目通过竣工验收的甲醇合成器采用了德国lurgi公司专利，其合成器结构是怎样的？

三菱瓦斯超级合成塔结构太复杂了。林达过去的均温塔偏温大，国昌的触媒床温轴向温差大，高温点压不下来，低温点提不起来，超温运行降低cat寿命，且结蜡较严重。hnac国产化的水管式塔还可以，操作简单，变量少，温度分布合理，回收热量多，水冷负荷低，温度操作调节灵活方便，但是结构较复杂，设备价格在国内较贵。

如楼主发起的这样的帖在本论坛中出现过好几次，但是一直没有很深入的讨论进行下去，或许讨论过程需要一定的组织和管理。需要人来(我想版主较合适)鼓励，跟踪，分析，整理讨论的过程和结论。作为甲醇新版，如能在甲醇合成过程和甲醇精馏这两项主要的甲醇技术方面分类从工艺，反应器设备，控制等特点方面有着集思广益的讨论，我想肯定会给想来学习或已经学习的人更多的信息。(当然也能衍生到甲醛，二甲醚等更多) 一点见解，希望指教。谢谢！

听他们说中海油建滔化工有限公司的是单塔，鲁奇合成塔，有7738根列管，列管里边装满催化剂，催化剂听说是德国南方化工有限公司的，合成压力控制在10mpa，合成塔顶部有汽包，利用反应热产蒸汽作为工艺蒸汽，整个合成塔只要通过控制汽包的压力就可以比较好的控制催化剂床层的温度。循环比好像是3.3-3.8，催化剂初期有可能控制的循环比要低一些，具体操作不是很清楚，有同学在那边工作。听他们说那边的甲醇不产石蜡，催化剂的选择性比较好，还有就是他们那边的天然气比较适合做甲醇，里边的二氧化碳含量比较高，压缩机入口的氢碳比控制在2左右，驰放气是德国林德的变压吸附。

忘记说了，生产能力为50万吨/年。晚上回去，再查查具体资料，看看各位需要补充什么。 [ ]