新型高效低阻力甲醇合成塔内件的开发应用
责任编辑：cnlng 浏览：3327次 时间： 2010-08-08 03:40:12
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摘要:摘要：本文介绍了新型高效低阻力甲醇合成塔内件的设计思路和特点，及在联醇厂的应用情况，给联醇厂，尤其是高醇氨比生产的厂家提供一个更好的选择。关健词：低阻力 设计思路 特点 高醇氨比 选择 1.前言 杭州快凯高效节能新技术有限公司与浙江工业大学化工学院合作推..
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摘要：本文介绍了新型高效低阻力甲醇合成塔内件的设计思路和特点，及在联醇厂的应用情况，给联醇厂，尤其是高醇氨比生产的厂家提供一个更好的选择。 关健词：低阻力 设计思路 特点 高醇氨比 选择
1.前言
杭州快凯高效节能新技术有限公司与浙江工业大学化工学院合作推出的新型高效等温型甲醇合成塔内件，经过多年的运作，取得了良好的经济效益和社会效益，公司也从单一产品发展成为产品多元化的高科技公司。
随着甲醇下游产品的不断开发和甲醇燃料的推广应用，甲醇市场越来越红火，合成氨联产甲醇的企业越来越多，规模越来越大，醇氨比也越来越高。但是随之而来的问题是循环量越来越大，塔的阻力也越来越大。因此甲醇合成塔的阻力成了约束联醇厂甲醇生产能力的一个至关重要的问题。也成了甲醇合成塔内件生产厂家迫切需要解决的问题。如何开发一个既适应铜系催化剂反应温区小，产量高，阻力小，又能回收反应热的节能型低阻力的内件是当前甲醇生产行业十分期盼的技术，也是甲醇行业可持续发展的需要。
近年来，我公司成功开发出第三代新型高效低阻力甲醇合成塔内件。第一台φ800内件2007年7月份在陕西城化公司（原城固化肥厂）投入运行，效果非常明显，在同等负荷下，阻力下降，产量提高，电耗下降，尤其是内件阻力大幅度下降，出乎该厂的意料，得到了城化公司的完全认可，开车后很快就决定再购买一台新型低阻力内件，并已于2007年11月份投入运行。投运以后，高效低阻力的特点得到更显著的体现，彻底解决了该厂因甲醇塔阻力大影响甲醇生产能力的问题。充分发挥了内件的优越性，提高产量，降低成本，提高了企业的市场竞争力。
2.内件的设计
2.1设计思路
2.1.1考虑到甲醇合成反应是一个可逆反应，因此设计时：
（1）内件触媒筐上部是甲醇合成反应的主反应区，以提高反应效率，增加产量为主。因铜系催化剂活性温度较低，活性范围窄，在高温下副反应多，催化剂寿命低。而单管折流式内件之等温性能在甲醇合成反应中的应用已得到最大的体现。此种内件不仅易于催化剂还原，易于正常操作，还能明显提高产量，节能降耗。因此，我们仍采用轴向单管折流式冷管，并对冷管结构作了优化设计，调整上下行冷管根数的比例，增大冷管的比传热面积，增强移热功能，实现小温差，高转化率。
（2）触媒筐下部已接近甲醇合成反应的平衡区，以降低内件的阻力为主。我们采用独特的径向结构，径向段为绝热层，气体自内向外径向流动。冷管层与下绝热层之间设置冷激，实现低阻力。
2.1.2下部换热器根据装置流程的特点，有两种形式：
（1）一种是传统的不副产蒸汽流程，设置在塔内，采用高效列管式换热器，使换热器不容易结堵，检修清理也方便，确保降低塔的阻力。
（2）一种是副产蒸汽流程，塔内不设换热器，将换热器移至塔外，既降低了塔的阻力，又使合成塔外筒的高压空间得到有效的利用，提高了合成塔的产能。
2.2内件的特点
2.2.1本内件采用先轴后径的独特轴径向结构，它是综合单管折流式和径向冷激式内件的优点设计而成的，轴向段为冷管层，径向段为绝热层，气体自内向外径向流动，冷管层与下绝热层之间设置冷激，采取内冷－冷激双重移热。它既具有单管折流式内件床层等温性好，温差小，转化率高，触媒易还原，副反应少，催化剂使用寿命延长，操作稳定；又具有径向冷激式内件的阻力小，移热性能好的特点。
2.2.2传统流程采用塔内列管式换热器；副产蒸汽流程将换热器移至塔外，提高高压容器利用系数，增加触媒装填量，提高装置的生产能力；降低了内件的阻力，有利节能。
2.3内件的使用情况
2.3.1陕西城化公司总氨能力为120kt/a。有两套φ800的甲醇装置。装置设计生产能力为20kt/a。由于甲醇合成塔内件阻力比较大，单套高达1.5MPa，循环量加不上去，生产能力不能充分发挥，2007年上半年仅生产了8100吨，日产醇仅55吨，且电耗也高，影响了企业的效益。为了改变现有甲醇装置的生产状况，城化公司经走访、考察、多次比较后，选择杭州快凯高效节能新技术有限公司为其设计制造一个新型低阻力内件。为此，杭州快凯高效节能新技术有限公司根据城化公司提供的外筒图纸及提出的工艺技术要求设计、制造了一台φ800轴径向新型低阻力内件。2007年7月6日内件投运后，效果非常明显。在同等负荷下，阻力大幅度下降，仅0.3MPa；产量提高，日产醇达65吨以上；电耗下降，循环机电流从290A降至190A，尤其是内件阻力大幅度下降，出乎使用厂家的意料，得到使用厂家的肯定。由于另一个塔阻力仍在1MPa以上，且触媒使用已达670天，热点温度也已达290℃，影响到生产能力的发挥。因此，在开车后又很快决定与杭州快凯高效节能新技术有限公司再签定一台新型低阻力内件的合同，将另一台甲醇塔内件更换掉，以取得更好的增产节能效果。
2.3.2河北永年化肥厂总氨能力为140kt/a，其中合成氨60kt/a，甲醇80kt/a。由于甲醇市场较好，醇氨比开得较高，达55％左右，各装置负荷较重，系统阻力高达2.5MPa，直接威胁到生产的安全运行，影响到生产能力的进一步发挥。随着企业生产能力的进一步扩大，为了改善目前甲醇装置的运行状况，决定新上一套φ1200甲醇合成系统。由于杭州快凯公司推出了新型低阻力甲醇塔内件，经考察，决定委托杭州快凯高效节能新技术有限公司进行工程设计，设计一套新型高效低阻力合成塔内件，高效分离装置，并副产蒸汽的甲醇合成系统。2007年12月3日,φ1200甲醇合成系统并入系统运行，合成塔阻力仅0.2MPa，整个系统阻力也仅0.4MPa，塔平面温差小于5℃，给厂方一个惊喜，得到好评。
杭州快凯高效节能新技术有限公司开发的新型高效低阻力内件是成功的，是一种低能耗、低阻力、高效的甲醇合成内件。在城化成功应用后，受到甲醇生产厂家的关注，又先后在河北永年φ1200、河南肥源φ1000、福建漳平φ800等多个厂家的甲醇系统推广应用，均取得非常好的效果，达到了低阻力、高产能的设计要求。该内件应该是联醇厂，尤其是高醇氨比的联醇厂家的理想选择。
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