甲醇生产工艺.doc

浅谈焦炉气中的CH4及不饱和烃转化及利用 一、岗位任务： 将焦炉气中的CH4及不饱和烃在转化炉内与纯O2进行部分氧化及蒸汽转化反应,生成H2 、CO、CO2。通过纯O2和焦炉气蒸汽量的控制 ，调节好水碳比，控制CH4出口含量≤0.6%以满足合成甲醇生产的需要。 二、生产基本原理 2.1、甲烷转化为: 焦炉气部分氧化亦称自热转化，即在转化炉上部燃烧室内，焦炉气中的部分CH4、CnHm、H2与纯氧蒸汽中的氧进行燃烧，温度达1300-1500℃，放出大量的热，以供给甲烷转化所需热量，上部高温气体进入下部触媒层，焦炉气中CH4及烯烃、炔烃在镍触媒的作用下，与蒸汽进行转化反应，转化炉出口气体中CH4≤0.6% 。 转化炉上部燃烧反应： CH4 + 2O2 = CO2 + 2H2O + Q H2+ 1/2O2 = H2O + Q 甲烷转化反应主要在触媒层进行，甲烷蒸汽转化反应为： CH4 + H2O = CO + 3H2 –Q CH4 + CO2 = 2CO + 2H2 - Q CnHm + nH2O = nCO + (m/2 + n)H2 -Q 2.2、氧化锌脱硫槽D60602，上层装KT407-1常温脱氯剂，以吸收无机氯（HCl），下层装KT-310常温氧化锌脱硫剂，主要组分为氧化锌，以吸收硫化氢。为合格气最后把关至总硫≤0.05ppm。 转化反应 COS + H2 = H2S + CO ＋Q RSH + H2 = RH + H2S ＋Q 吸收反应 ZnO + H2S = ZnS + H2O MxOy＋2yHCl＝MxCl2y＋yH2O 三、工艺流程概述 3.1气体流程： 精脱硫来的47850Nm3/h焦炉气，总硫﹤0.1ppm和转化废热锅炉自产蒸气（350℃，21.625t/h）pa； 终点温度： ～200℃（300℃）； 空气（氮气）流量： 原料气设计气量的80%（以原料气流量为准） 转化催化剂是以金属Ni为活性组份的，因为Ni在氧化时放出的热量会使催化剂床层的温度升高到足以使催化剂熔融或使容器损坏的程度，因此镍催化剂不应在200℃以上温度与空气接触，工厂实际开车时，转化管出口温度不得超过250℃ 。 4.4.2催化剂蒸汽升温 用0.8～1.0MPa的蒸汽为介质，将转化炉催化剂床层温度由200℃（300℃）提高到～700℃。 升温速度： 30～50℃/h； 终点温度：～700℃； 蒸汽流量：设计流量的50%； 4.4.3蒸汽升温操作要点 A）蒸汽升温阶段需注意低点导淋冷凝水的排放； B）需待转化炉入口温度高于当时压力下蒸汽露点30～50℃时才能切换蒸汽； C）由于蒸汽升温阶段进入催化剂床层的流量较小，蒸汽的潜热又较大，热量可能积聚在床层局部地区，造成局部温升，可能会使催化剂因处于水蒸汽高温状态生成尖晶石而失活；因此蒸汽升温至转化炉出口温度高于500℃后，应提高升温速度至50℃/h；若因任何原因需延长升温时间时，应调缓升温速度，控制催化剂床层处于低于500℃区段。 4.4.4转化催化剂的还原 A还原应具备的条件 氧化锌S含量0.2ppm； 转化炉出口温度～700℃； 入转化炉的水蒸汽量：设计流量的50%； B还原终点判断 a转化出口组份中CH4含量达到当时温度、压力、H2O/C条件下的平衡值； b由于制作催化剂的原料可能含带来微量硫（本体硫），因此转化催化剂在还原过程中会放出硫。只有本体硫彻底放出后，催化剂才能表现出高活性，才能认为还原阶段已结束；一般放硫时间为6～8小时，连续三次（分析频率2次/时），测出硫含量≤0.2ppm，再稳定2小时，可认为放硫结束。 c转化催化剂还原控制 还原时间：6～8小时； H2O/C： 5～7 还原温度：650～700℃ 还原压力：～0.8MPa； 焦炉气流量：设计流量的30%； 4.4.5转化炉导纯氧操作要点 A、转化炉导入氧气前，转化炉入口温度必须高于纯氧的着火点，因焦炉气及氧气均带有部分水蒸汽，温度需较高才能著火，转化入口温度达650℃时，可开始导入氧气； B、转化炉还原完毕后，可将负荷提高至设计流量的50%,H2O/C 4～5； C、转化炉导氧操作 点火时氧气空速不宜过大，系统及物料的压力必须稳定，初始导入氧量应较少，当确认已点燃后（床层温度迅速升高）才可将导入量逐渐增加为设计氧气流量的30%，控制升温速度＜60℃/h； 若点火未成功，应立即切断导入的氧气，用蒸汽置换后重新点火，以避免在炉内形成爆炸性气体。