2011年5月技術(shù)詞匯.TechVocabulary總第205期甲醇合成結(jié)蠟尋因東程(新疆鄯善縣中石油吐哈油田分公司甲醇廠838202)摘要本文通過對甲醇合成過程中引起的結(jié)蠟因素的分析,找出導(dǎo)致某裝置結(jié)蠟的直接原因是反應(yīng)器內(nèi)局部低溫。關(guān)鍵詞甲醇合成結(jié)蠟 鍋爐給水 溫度中圖分類號TQ223.12文獻(xiàn)標(biāo)識碼B文章編號110407- -5729Investigation on the Cause of Wax Producing in Methanol SynthesisChen Cheng(Xinjiang Shanshan County Methanol Plant of PetroChina Tuha Oilfeld BranchAbstract This Analysis the factors that cause the boming wax in the process of the methyI alcohol, and to find out thedirect reason to cause to equip borning wax ,it is the part low temperature inside the reactor.Keywords Methyl alcohol synthesizeKnot waxThe water to enter the boiler Temperalure-、引言反應(yīng)向生成高級烷烴的方向移動(dòng).結(jié)蠟的機(jī)率也越大。因?yàn)槭灡疚奶峒?4萬噸1年甲醇裝置是在原8萬噸/年甲醇裝置類長鏈烴生成反應(yīng)是一個(gè)體積減小的反應(yīng)，反應(yīng)前后其體積收.基礎(chǔ)上擴(kuò)建而成。在擴(kuò)建過程中,對原有8萬噸1年合成裝置沒做編程度較合成甲醇反應(yīng)更明顯，且生成的烴類鏈越長反應(yīng)前后改變,而是另增加了一套16萬噸/年的合成裝置。原有的8萬噸/氣體體積縮小優(yōu)勢越明顯。年合成裝置從建成投產(chǎn)到擴(kuò)建停產(chǎn)的幾年時(shí)間運(yùn)行均正常。因此提高壓力有利于生成石蠟副反應(yīng)的進(jìn)行，反應(yīng)壓力越然而，裝置于2006年9月擴(kuò)建完成投運(yùn)，原有的8萬噸/高,生成烴類的碳鏈越長，越有利于石蠟的生成。年合成在裝置運(yùn)行一段時(shí)間后，出現(xiàn)甲醇分離器液位控制難度3、反應(yīng)氣空速越來越大。液位控制閥開關(guān)幅度越來越大，但調(diào)節(jié)效果越來越甲醇合成過程中，合成氣與催化劑接觸時(shí)間的長短與合成差,不得不通過現(xiàn)場調(diào)節(jié)旁路閥開度來幫助調(diào)控,但不久又發(fā)現(xiàn)氣在反應(yīng)器中的流速有關(guān)，在設(shè)備- -定的情況下， 反應(yīng)氣量越旁路調(diào)節(jié)效果也越米越差。大,空速就越高,合成原料氣與催化劑接觸時(shí)間就越短.副反應(yīng)2007年裝咒檢修對調(diào)節(jié)閥完運(yùn)行過程中又出現(xiàn)了以前類就越少,產(chǎn)品純度商;反之.反應(yīng)氣量越小,空速就越低,合成塔似現(xiàn)象，分離器液位控制難度隨裝置運(yùn)行時(shí)間的增加而加大,且原料氣與催化劑接 觸時(shí)間長,轉(zhuǎn)化率也越高,但副反應(yīng)會增加，閃蒸氣排放不及,閃然槽超壓。2008 年裝腎檢修期間對該合成石蠟等副產(chǎn)物增多。裝置進(jìn)行檢查發(fā)現(xiàn),液位調(diào)節(jié)閥和旁路閥基本被蠟封堵。因此.提高空速有利于減少石蠟的生成。二、引起合成結(jié)蠟的因素4、合成氣組成合成的組成對石蠟的生成有較大影響。在生產(chǎn)過程中如果1、合成催化劑實(shí)驗(yàn)表明在較低的反應(yīng)溫度下，如果制基催化劑床層中含進(jìn)塔氣溫控制得過高，合成原料氣中的水蒸氣就會在含帶鐵的有極少量鐵、鈷、鎳等第八族元素,就會使生成烴類物質(zhì)的副反催化劑作用下與co反應(yīng)產(chǎn)生石蠟,同時(shí)還會生成乙醇。人塔合成氣中co含量越高,副反應(yīng)增多,生成脂肪烴類機(jī)會多,結(jié)蠟應(yīng)增加,則在合成反應(yīng)器中生成烴類而導(dǎo)斂結(jié)蠟。生產(chǎn)催化劑的過程中所使用的設(shè)備、管道有的是碳鋼制成也就增多。因此在催化劑使用后期，控制相對較低的CO含量有利于的，在沉淀的過程中也叮能由所使用的蒸汽帶人鐵.進(jìn)彳j沉淀物洗滌時(shí),由于洗滌程度不夠,很叮能將鈉鹽帶人到催化劑中,鐵、減少裝置結(jié)蠟。鎳鈉堿性金屬是生成蠟的催化劑。5、合成反應(yīng)溫度催化劑在貯運(yùn).充裝過程中與鐵制容器接觸,容器上:的鐵銹銅基催化劑具有活性強(qiáng).選擇性好,機(jī)械強(qiáng)度小，活性溫度會粘附在催化劑表面或摻雜到催化劑中，如果在合成塔裝填催范圍窄等特點(diǎn),在低于其活性溫度時(shí),其選撣性明顯降低.生成化劑時(shí)術(shù)清除十凈,也會進(jìn)入合成塔。石蠟等副反應(yīng)明顯增加。因此在甲醇生產(chǎn)過程中合成塔反應(yīng)溫此外由于合成氣中存在一-定量的 co.co容易與管道、設(shè)度控制得太低. 低于了催化劑的正常活性溫度.在合成塔內(nèi)就會備發(fā)生羰基化反應(yīng)，而將鐵元素帶人合成系統(tǒng)。發(fā)生生成石蠟的副反應(yīng)。如果人塔氣在低于催化劑正?；钚詼?、合成反應(yīng)壓力度的情況下進(jìn)入催化劑層，在合成反應(yīng)器入口附近就會發(fā)生結(jié)合成反應(yīng)氣生成高級烷烴的反應(yīng)是一一個(gè)體積縮小的可逆反蠟反庇,運(yùn)行過程中如果溫度波動(dòng)過大,低溫點(diǎn)低于了催化劑正應(yīng),因此從化學(xué)平衡的角度上看,合成甲醇時(shí)壓力越高會使合成?；钚詼囟?,生成的粗甲醇中就會帶有大量石蠟。辦公自動(dòng)化雜志技術(shù)詞匯2011年5月總第205期TechVocabulary工因此控制甲醇生產(chǎn)過程中反應(yīng)器床層溫度在其恬性溫度范因此在生產(chǎn)過程中,該反應(yīng)器內(nèi)一直存在局部低溫,即- -直圍內(nèi),保證不低于催化劑活性溫度有利于減少裝置結(jié)蠟。有部分催化劑在活性溫度以下工作，導(dǎo)致在該局部發(fā)生大量生三、原因分析成烴類的副反應(yīng),生成大量石蠟。為找出導(dǎo)致該裝置結(jié)蠟的原因我們對裝置擴(kuò)建前后可能導(dǎo)2、裝置低負(fù)荷運(yùn)行致結(jié)蠟副反應(yīng)增加的因素及相關(guān)參數(shù)進(jìn)行了比較。在裝覺正常運(yùn)行過程中,由于原料氣量不足裝置- -直處于首先該裝置所使用催化劑2004年5月更換,到擴(kuò)建停工僅低負(fù)荷運(yùn)行， 該裝置的實(shí)際運(yùn)行負(fù)荷是9000 Nm3/h左右,僅為用了17個(gè)月.遠(yuǎn)低于以前使用的4年,且從停工前的運(yùn)行參數(shù)設(shè)計(jì)負(fù)伺的64.28%,因此床層內(nèi)空速相對偏低?？?該裝置在用的催化劑還處于使用中期偏前期。在開工過程中，由于該裝置的純氧二段爐所需氧氣必須在其次由于本裝置擴(kuò)建過程中聯(lián)合壓縮機(jī)沒做更換，因此不一段爐投運(yùn) 正常產(chǎn)夠足夠蒸汽后才能開制氧裝置，制氧裝置要具備提高合成反應(yīng)壓力的可能，而實(shí)際運(yùn)行中，由于生產(chǎn)負(fù)荷的4 天時(shí)間才能產(chǎn)出合格氧氣。因此在一段爐投運(yùn)正常后,不能立提高，工藝氣在管道壓力降增加，合成系統(tǒng)反應(yīng)壓力不僅沒升即投氧投二段爐，而是合成裝置先引起開車，在52000~高，反而有所降低。合成的實(shí)際反應(yīng)壓力比擴(kuò)建前低了約53000Nm3/h的超低負(fù)荷下運(yùn)行直到4天后二段爐投運(yùn)后,才能0.2MPa。下為擴(kuò)建前后該裝置合成系統(tǒng)壓力對比表。進(jìn)一步提負(fù)荷。所以從合成引氣開車到投運(yùn)正常要經(jīng)歷約5天的低負(fù)倚運(yùn)行期，該期間的合成進(jìn)氣量僅為設(shè)計(jì)量的37%。序號12._3.._4_因此長時(shí)間的低負(fù)荷導(dǎo)致裝置結(jié)蠟嚴(yán)重。擴(kuò)建前壓力(MPa)6.462 6.453 6.491 6.452| 6.4663、開工階段的間斷上水?dāng)U建后壓力(MPa)6.201 6.205 6.198| 6.192| 6.213由于該裝置在投運(yùn)二段爐前進(jìn)料最低，僅為設(shè)計(jì)負(fù)荷的氣體空速在擴(kuò)建前后的實(shí)際運(yùn)行過程中有較大變化，該裝37.1%,且原料氣組分差,反應(yīng)氣中甲烷含量接近30%,循環(huán)比置的設(shè)計(jì)滿負(fù)簡進(jìn)氣量1000070擴(kuò)建前基本在設(shè)計(jì)負(fù)佝相對較大,反應(yīng)產(chǎn)熱量小,裝置難以自熱。 在開工階段- -段爐投的80%以上運(yùn)行，而在擴(kuò)建投產(chǎn)后,由于供氣量的不足,正常運(yùn)運(yùn)正常到純氧二段爐投運(yùn)的這近110小時(shí)中，汽包只能采用間行時(shí)實(shí)際進(jìn)氣量為90000 Nm3/h左右,為設(shè)計(jì)量的64.28%。在斷上水,且上水時(shí)間間隔長達(dá)五六小時(shí),在此間隔期間約100C開工階段進(jìn)氣量為52000 ~ 53000Nm3/h,約為設(shè)計(jì)的37%的上水在管線中被自然冷卻接近常溫，當(dāng)再次上水時(shí)進(jìn)人汽包下為擴(kuò)建后該裝置合成系統(tǒng)進(jìn)氣量表。的就有大量常溫水，從而在反應(yīng)器殼程局部出現(xiàn)遠(yuǎn)低于正常反4應(yīng)溫度的低溫點(diǎn),使該區(qū)域反應(yīng)床層溫度低于活性溫度,導(dǎo)致在開工階段進(jìn)氣量(Nm3/h)| 52678.3. 51964.5| 52762.1 52169.8該低溫區(qū)域發(fā)生結(jié)蠟副反應(yīng)幾率大大增加。正常生產(chǎn)進(jìn)氣量(Nm3/h) 90147.2| 89032.8 91283.6 89877.4因此開工過程中汽包間斷上水是裝置結(jié)蠟嚴(yán)重的主要原因。在該裝置運(yùn)行過程中，都是根據(jù)催化劑活性變化適時(shí)適度綜上分析,認(rèn)為造成裝置結(jié)蠟的直接原因是:1、合成汽包上提高反應(yīng)溫度，因此在擴(kuò)建前后該裝置的催化床層表觀溫度并水預(yù)熱溫度不夠,導(dǎo)致反應(yīng)器內(nèi)出現(xiàn)局部低溫;2、開 工階段的較長時(shí)間的超低負(fù)荷帶米的合成塔內(nèi)空速低;3、開工階段的間斷沒有降低,下為擴(kuò)建前后床層溫度對比表。擴(kuò)建前入口溫度C| 209.7 210.1 210.2 209.8 210.5上水導(dǎo)致的鍋爐給水被冷卻,引起反應(yīng)器內(nèi)局部低溫;根本原因停工時(shí)出口溫度C 242.1 242.5 242.3 242.7 243.1是:該套合成沒有鍋爐給水預(yù)熱器。五、結(jié)論擴(kuò)建后T人口溫度CT 209.9 210.6 210.1211.1210.8投產(chǎn)時(shí)「出口溫度C| 242.4 243.5 242.7243.8 243.1根據(jù)以上分析,得出以下結(jié)論:合成汽包鍋爐給水不經(jīng)過預(yù)隨后為找出結(jié)蠟原因,適當(dāng)提高了合成反應(yīng)床層溫度,數(shù)據(jù)熱或預(yù)熱溫度不夠而直接送人合成汽包，在合成塔內(nèi)形成局部溫度,由于該溫度遠(yuǎn)低于催化劑活性溫度,使合成生成石蠟的副如下:反應(yīng)增加,引起裝置結(jié)蠟。因此控制適當(dāng)?shù)腻仩t給水溫度對減少裝覺副反應(yīng),減少裝置結(jié)蠟有重要意義。0人口溫度C212.3212.8212.4212.6212.7參考文獻(xiàn)出口溫度C244.9245.6245.3245.5 245.7[1]宋維端,肖任堅(jiān),房鼎業(yè).甲醇工學(xué)M，化學(xué)工業(yè)出版社,2002.9.四、結(jié)蠟原因[2]鄒仁鑾.基本化工反應(yīng)工程[M].化學(xué)工業(yè)出版社, 1995.3.通過以t.分析,本人認(rèn)為導(dǎo)致該裝置結(jié)蠟的原因如下:[3]祁生魯?shù)?化學(xué)工程師技術(shù)全書[M].化學(xué)工業(yè)出版社,1、鍋爐給水溫度低2001.10.在該裝置擴(kuò)建過程中,雖然對主工藝系統(tǒng)沒做改變,但將鍋[4]譚天恩,麥本熙,丁惠華.化工原理[M.化學(xué)工業(yè)出版社，爐給水系統(tǒng)進(jìn)行了改變。擴(kuò)建前,該合成汽包的鍋爐給水是先經(jīng)1994.4.過將脫鹽水在除氮器中除氧加熱到100C，然后經(jīng)獨(dú)立的給水[5]蔡爾輔,陳樹輝.化工廠系統(tǒng)設(shè)計(jì)[M]. 化學(xué)工業(yè)出版社，泵送到給水預(yù)熱器預(yù)熱到234C后送人合成汽包;在擴(kuò)建后,該2004.9.合成的鍋爐給水沒經(jīng)過給水預(yù)熱器，而是從除氧器出來后直接[6]徐述華.有機(jī)化學(xué)[M.石油大學(xué)出版社，1992.1.經(jīng)由水泵打入合成汽包。該汽包的表觀壓力為3.4 ~ 3.6MPa作者 簡介(G),對應(yīng)的飽和溫度應(yīng)是240~ 243C,但由于100C的水無法陳程(1973年11月),男(漢族),四川渠縣人,工程師,學(xué)在瞬間被加熱到汽包壓力對應(yīng)的飽和溫度，且由于其密度遠(yuǎn)大士。 1998 年畢業(yè)于石油大學(xué)(華東)化學(xué)工程專業(yè),畢業(yè)后一直于飽和水而迅速進(jìn)人反應(yīng)器反應(yīng)區(qū)殼程,使該區(qū)溫度降低。從事甲醇生產(chǎn)與工藝技術(shù)研究工作。萬數(shù)據(jù)辦公自動(dòng)化雜志