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变换炉调温副线改造

[日期:2012-10-15] 来源:  作者:张建民 [字体: ]

新能凤凰(滕州)能源有限公司的236t/a甲醇大型煤化工项目的“对置式多喷嘴水煤浆加压气化”专利技术,其变换工艺采用耐硫低变工艺、净化工段采用大连理工大学低温甲醇洗脱硫脱碳工艺、合成工段采用华东理工大学的绝热复合管壳型甲醇合成反应器(合成压力为5.3 MPa ,温度为220260 ℃)、产品精馏采用国际上最先进的三塔精馏工艺。

该装置1期甲醇项目精甲醇的生产能力为36t/a,其变换催化剂装填量为50 m3,变换炉操作温度为265450 ℃。调节变换催化剂入口温度的温度调节阀(TV2003)是通过控制未与变换气换热的冷水煤气的量来实现的,由于开车初期及低负荷运行期,变换第一废热锅炉及甲醇合成废热锅炉不能生产2.5 MPa的蒸汽(甲醇合成主要是利用催化剂的低温活性,生产的蒸汽并入1.27 MPa的蒸汽管网),导致蒸汽过热器(E2003)无受热介质,致使与变换气换热的水煤气处于常温,调温副线温度调节阀(TV2003)全开也无法将变换炉入口温度控制在指标之内。对初期变换催化剂的温度控制难度极大,必然造成催化剂超温、缩短催化剂的使用寿命。为保证变换催化剂操作在设计指标之内,经专家认证,对变换炉设2条冷激副线:分别是调节入口温度的调节阀(TV2003)控制的冷激副线和调节催化剂中部温度的温度调节阀(TV2006)控制的冷激副线。于是公司提出以下改造方案:在中温换热器(E2002)进出口的粗煤气管线上增加DN 200的冷副线,达到对变换炉入口温度的有效调节,避免开车初期的催化剂超温,从而保证去变换炉入口的冷气温度为230 ℃左右;同时保证在催化剂使用初期温度调节阀(TV2003)可以确保变换炉入口温度控制在指标之内,致使变换催化剂热点温度在指标之内。

公司通过设计增加或变更所配管线,新配1根长10 m、材质为304不锈钢的Φ219 mm×9 mm的管线,增加1PN160DN200截止阀,再将新增管线一端接在甲醇中温换热器E2002A上,另一端接在中温换热器E2002A的出口管线上,这样新增冷激管线绕过E2002,实现变化催化剂的温度控制。该项目实施工期2 d

改造后,在变换催化剂使用初期,该副线发挥了极其重要的作用。催化剂使用初期的活性极好,单独使用温度调节阀(TV2003)副线,根本不能控制催化剂的操作温度,催化剂超温是必然的。通过增设冷激副线,将温度调节阀(TV2003)开度控制在80%左右,就能够将变换炉入口温度控制在265 ℃以下,使变换催化剂热点温度得到有效控制;操作弹性加大,在催化剂使用初期,通过新配冷激副线和温度调节阀(TV2003)的配合,可随意调节变换炉的温度和气体成分,在能够控制催化剂使用温度在指标之内,最大程度地利用了催化剂的低温活性,使气体成分的调节弹性加大,确保了CO在控制指标之内,保证了生产的稳定;同时因催化剂温度的有效控制,使变换反应中的CH4等副反应物得到最大程度地减少,有效地降低了甲醇合成惰性气体的放空量。

新配冷激副线后,变换操作方便、变换催化剂无超温现象发生,延长了催化剂的使用寿命,同时最大程度地降低了甲醇合成惰性气体的放空量,给生产的安全、稳定打下了坚实的基础。该冷激副线的增设,变换催化剂使用初期能够控制催化剂的使用温度在指标之内,无超温现象发生,催化剂的使用寿命延长了约1 年以上(正常使用寿命3 年),按变换催化剂68000/m3计,50 m3催化剂的费用为360万元,直接为公司节省费用120万元。

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