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小氮肥 2004年 第2期
丝网波纹填料在精甲醇装置中的应用
王永全
(1 方案的设计1. 1 方案的设计
2目前, 工艺, 主、, 虽然投资少, 操作弹性小, 结构复杂, 使安装和检修十分困难; 能耗高, 使实际生产中粗甲醇、水、电、汽等消耗量增加, 极大地削弱了产品的竞争力, 而且控制点多, 操作复杂, 工艺指标反应滞后, 调整时间长, 产品质量也不太稳定。为此, 我们经过认真论证, 决定开发双塔精馏工艺, 但核心设备选用新型主、预塔都为填料型的精馏塔, 塔内填料采用高效的不锈钢丝网波纹填料, 它具有比表面积大, 液体均布能力强, 塔体阻力小, 传质、传热效率高, 操作弹性大, 安装检修方便等优点。而且能使主、预塔的塔高降低三分之一。因此, 在实际生产中, 产品质量好、消耗低、易操作、工艺指标调整快, 同时产品也具有较强的竞争力。综上所述, 我们决定开发、推广主、预精馏塔全部是丝网波纹填料塔。1. 2 填料塔的特点
, 大胆采用新型液体分布
装置:即将其传统的管式液体分布器改为管槽式, 极大地提高液体的均布效果。装置运行以来, 取得了良好的经济效益。同板式精馏塔相比, 不仅提高了产品质量, 减轻了工人的劳动强度, 而且具有明显的节能降耗特点。吨精甲醇消耗指标对比见表1。
表1 吨精甲醇消耗指标对比
项 目板式精馏塔填料精馏塔
粗甲醇/
t 1. 151. 13
电/
(kW ・h ) 4030
蒸汽/
t 1. 71. 3
冷却水/
m 311075
从表1可以看出, 填料精馏塔的4项消耗指
标均比板式塔低, 从而降低了精甲醇的成本, 以3万t/a 甲醇计, 则每年降耗节省资金为:
粗甲醇:3×(1. 15-1. 13) ×1400=84(万元) ; 蒸汽:3×(1. 7-1. 3) ×50=30(万元) ; 电:3×(40-30) ×0. 38=11. 4(万元) ; 冷却水:3×(110-75) ×0. 12=12. 6(万元) ; 总计:138万元。
由于选用了高效的丝网波纹填料, 主、预精馏塔的塔高大幅度降低, 使整个塔温分布更合理, 不但节能, 而且减少了原料粗甲醇的消耗, 每年节约粗醇:30000×(1. 15-1. 13) =600(t ) , 这极大地减轻了对环境的污染。另外, 在预塔中为提高各组分的相对挥发度, 需加入部分软水, 这便是每生产1t 精甲醇要产生200kg 左右残液的主要来源。高效率的填料塔使残液中的含醇量由0. 40%降至0. 15%, 这样残液送往造气夹套制蒸汽时也较安全。因此, 工程的建设基本上没有对环保构成压力。
近年来, 随着各厂生产规模的不断扩大和甲醇市场行情的好转, 许多企业原有甲醇双塔精馏
主、预精馏塔结构上是相似的, 上部为精馏段, 下部为提馏段。原料经加热器加热到泡点温度时进入填料塔的加料层, 在丝网填料上传质、传热, 轻组分不断被加热、气化、上升, 重组分不断被冷却、液化、下降。在塔的下部有热虹吸式再沸器, 依靠0. 35MPa 蒸汽加热, 源源不断地提供热能, 保持整个塔的填料层处于沸腾状态。
我公司研制生产的甲醇精馏专用不锈钢丝网填料主要技术指标为:比表面积≥700m 2/m 3, 空隙率0. 85m 2/m 3, 理论塔板数8～10块/m , 且具有优良的传质、传热性能和液体均布能力强的优点。甲醇精馏塔与同样生产能力的安阳化肥厂的板式主、预塔相比, 塔高由 1600×58200、 1200×3200降至 1600×29500、 1200×17000。
小氮肥 2004年 第2期
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装置已不能满足生产的需要, 随着生产的强化, 不仅消耗大幅度上升, 而且残液中的甲醇含量也大大超过了工艺指标, 对企业的达标排放构成了较大的威胁。因此, 迫切需要一项投资省、见效快的
并能迅速扩大现有双塔精馏生产装置能力的技术。针对此情况, 我公司又开发了消耗更低、产品质量更高的填料型三塔流程工艺技术。此工艺技术投资省, 在原有双塔流程(见图1) 台加压塔和部分设备, 就能使装置生产能力翻一番; 使能耗降低, 比双塔流程节能20%以上; 另外由于增加了乙醇等产品的采出, 使产品质量符合国际标准, 有更广阔的销售市场和更高的产品售价; 与原流程相似, 、降耗技2。
图1 甲醇双塔工艺流程
1. 粗甲醇贮槽 2. 预精馏塔给料泵 3. 粗甲醇预热器 4. 预精馏塔 5. 预精馏塔冷凝器 6. 预精馏塔回流槽
7. 预精馏塔回流泵 8. 预精馏塔再沸器 9. 主精馏塔给料泵 10. 主精馏塔 11. 主精馏塔冷凝器
12. 主精馏塔回流槽 13. 主精馏塔回流泵 14. 精甲醇冷却器 15. 主精馏塔再沸器 16. 精甲醇贮槽 17. 精甲醇泵
图2 甲醇三塔工艺流程
1. 精甲醇冷却器 2. 预精馏塔 3. 预塔再沸器 4. 预塔回流槽 5. 加压塔再沸器 6. 加压塔回流泵 7. 加压塔回流槽
8. 常压塔回流泵 9. 常压塔冷凝器 10. 粗甲醇预热器 11. 加压塔给料泵 12. 预塔回流泵 13. 预塔冷凝器
14. 加压精馏塔 15. 常压塔再沸器 16. 常压精馏塔 17. 废水泵 18. 常压塔回流槽
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小氮肥 2004年 第2期
变换工艺改造总结
李俊霞
(
河北省宁晋县丰利氮肥厂 )
0 前言
。我厂合成主塔为JR 型内
我厂经过多年的技术改造, 4. 5万t/a
、为了进一步的扩能、降耗, 2003年5月对此瓶颈部位进行了改造。经过近4个月的运行, 效果十分明显。1 改造前、后变换工艺流程
件的提温型一进一出流程。针对这种流程, 设计
了“合成-变换”热水循环网络, 利用合成废热锅炉副产蒸汽后气体的余热来加热变换热水。以提高饱和塔出口半水煤气温度和汽气比, 从而达到降低外供汽量。在实际运行中调节去合成的水量来满足变换对热水温度的需要。在近4个月的实际运行中, 也证明了这一设计思路的正确性。
改造前变换工艺流程:压缩二段煤气→焦炭过滤器→饱和塔→预腐蚀器→大热交→小热交→电炉→中变炉一段→增湿器
→中变炉二段→小热交→中变炉三段→蒸汽过热器→大热交→第三水加热器→低变炉→第一水加热器→热水塔→第二水加热器→冷却器→水分离器→压缩三段入口水分离器。
改造前水流程见图1。
图2 改造后水流程
(2) 触媒选型及装填。为了能充分发挥中低
低变换流程的特点, 选用了低温活性好、强度高、
热稳定性好、耐硫高的B116型中变触媒, 低变选用B303Q 型触媒。
中变触媒共装27. 73t , 一段11. 77t , 二段15. 96t ; 低变触媒共装26m 3, 一段12m 3, 二段14m 3(分二层, 每层7m 3) 。
(3) 触媒升温、硫化。中变触媒和低变触媒升温还原、硫化按方案如期完成。尤其是低变升温达到了前所未有的效果。这主要得益于低变触媒升温硫化管线的设计。触媒升温、硫化工艺流程如图3所示。
低变触媒升温硫化开始仍采用串联硫化, 低变一段吸收不了的, 低变二段吸收, 使CS 2不浪
图1 改造前水流程
改造后变换工艺流程:压缩二段煤气→焦炭过
滤器→饱和塔→预腐蚀器→大热交→电炉→中变炉一段→增湿器→中变炉二段→蒸汽过热器→大热交→第一调温器→低变炉一段(原中变炉三段) →第二调温器→低变炉→第一水加热器→热水塔→第二水加热器→冷却塔→水分→压缩三段入口。
改造后水流程见图2。
3 结语
将丝网波纹填料塔用在甲醇精馏中, 特别在原板式塔内改造, 只需割去原塔板, 换上新型不锈钢丝网波纹填料和塔内件, 不需增加任何设备, 就
能提高50%左右的生产能力, 具有巨大的经济效益和社会效益, 整个投资3. 5个月即可收回。其高效、优良的性能, 巨大的节能、增产、降耗效果, 使此技术具有较高的推广价值。
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丝网波纹填料在精甲醇装置中的应用
王永全
(1 方案的设计1. 1 方案的设计
2目前, 工艺, 主、, 虽然投资少, 操作弹性小, 结构复杂, 使安装和检修十分困难; 能耗高, 使实际生产中粗甲醇、水、电、汽等消耗量增加, 极大地削弱了产品的竞争力, 而且控制点多, 操作复杂, 工艺指标反应滞后, 调整时间长, 产品质量也不太稳定。为此, 我们经过认真论证, 决定开发双塔精馏工艺, 但核心设备选用新型主、预塔都为填料型的精馏塔, 塔内填料采用高效的不锈钢丝网波纹填料, 它具有比表面积大, 液体均布能力强, 塔体阻力小, 传质、传热效率高, 操作弹性大, 安装检修方便等优点。而且能使主、预塔的塔高降低三分之一。因此, 在实际生产中, 产品质量好、消耗低、易操作、工艺指标调整快, 同时产品也具有较强的竞争力。综上所述, 我们决定开发、推广主、预精馏塔全部是丝网波纹填料塔。1. 2 填料塔的特点
, 大胆采用新型液体分布
装置:即将其传统的管式液体分布器改为管槽式, 极大地提高液体的均布效果。装置运行以来, 取得了良好的经济效益。同板式精馏塔相比, 不仅提高了产品质量, 减轻了工人的劳动强度, 而且具有明显的节能降耗特点。吨精甲醇消耗指标对比见表1。
表1 吨精甲醇消耗指标对比
项 目板式精馏塔填料精馏塔
粗甲醇/
t 1. 151. 13
电/
(kW ・h ) 4030
蒸汽/
t 1. 71. 3
冷却水/
m 311075
从表1可以看出, 填料精馏塔的4项消耗指
标均比板式塔低, 从而降低了精甲醇的成本, 以3万t/a 甲醇计, 则每年降耗节省资金为:
粗甲醇:3×(1. 15-1. 13) ×1400=84(万元) ; 蒸汽:3×(1. 7-1. 3) ×50=30(万元) ; 电:3×(40-30) ×0. 38=11. 4(万元) ; 冷却水:3×(110-75) ×0. 12=12. 6(万元) ; 总计:138万元。
由于选用了高效的丝网波纹填料, 主、预精馏塔的塔高大幅度降低, 使整个塔温分布更合理, 不但节能, 而且减少了原料粗甲醇的消耗, 每年节约粗醇:30000×(1. 15-1. 13) =600(t ) , 这极大地减轻了对环境的污染。另外, 在预塔中为提高各组分的相对挥发度, 需加入部分软水, 这便是每生产1t 精甲醇要产生200kg 左右残液的主要来源。高效率的填料塔使残液中的含醇量由0. 40%降至0. 15%, 这样残液送往造气夹套制蒸汽时也较安全。因此, 工程的建设基本上没有对环保构成压力。
近年来, 随着各厂生产规模的不断扩大和甲醇市场行情的好转, 许多企业原有甲醇双塔精馏
主、预精馏塔结构上是相似的, 上部为精馏段, 下部为提馏段。原料经加热器加热到泡点温度时进入填料塔的加料层, 在丝网填料上传质、传热, 轻组分不断被加热、气化、上升, 重组分不断被冷却、液化、下降。在塔的下部有热虹吸式再沸器, 依靠0. 35MPa 蒸汽加热, 源源不断地提供热能, 保持整个塔的填料层处于沸腾状态。
我公司研制生产的甲醇精馏专用不锈钢丝网填料主要技术指标为:比表面积≥700m 2/m 3, 空隙率0. 85m 2/m 3, 理论塔板数8～10块/m , 且具有优良的传质、传热性能和液体均布能力强的优点。甲醇精馏塔与同样生产能力的安阳化肥厂的板式主、预塔相比, 塔高由 1600×58200、 1200×3200降至 1600×29500、 1200×17000。
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装置已不能满足生产的需要, 随着生产的强化, 不仅消耗大幅度上升, 而且残液中的甲醇含量也大大超过了工艺指标, 对企业的达标排放构成了较大的威胁。因此, 迫切需要一项投资省、见效快的
并能迅速扩大现有双塔精馏生产装置能力的技术。针对此情况, 我公司又开发了消耗更低、产品质量更高的填料型三塔流程工艺技术。此工艺技术投资省, 在原有双塔流程(见图1) 台加压塔和部分设备, 就能使装置生产能力翻一番; 使能耗降低, 比双塔流程节能20%以上; 另外由于增加了乙醇等产品的采出, 使产品质量符合国际标准, 有更广阔的销售市场和更高的产品售价; 与原流程相似, 、降耗技2。
图1 甲醇双塔工艺流程
1. 粗甲醇贮槽 2. 预精馏塔给料泵 3. 粗甲醇预热器 4. 预精馏塔 5. 预精馏塔冷凝器 6. 预精馏塔回流槽
7. 预精馏塔回流泵 8. 预精馏塔再沸器 9. 主精馏塔给料泵 10. 主精馏塔 11. 主精馏塔冷凝器
12. 主精馏塔回流槽 13. 主精馏塔回流泵 14. 精甲醇冷却器 15. 主精馏塔再沸器 16. 精甲醇贮槽 17. 精甲醇泵
图2 甲醇三塔工艺流程
1. 精甲醇冷却器 2. 预精馏塔 3. 预塔再沸器 4. 预塔回流槽 5. 加压塔再沸器 6. 加压塔回流泵 7. 加压塔回流槽
8. 常压塔回流泵 9. 常压塔冷凝器 10. 粗甲醇预热器 11. 加压塔给料泵 12. 预塔回流泵 13. 预塔冷凝器
14. 加压精馏塔 15. 常压塔再沸器 16. 常压精馏塔 17. 废水泵 18. 常压塔回流槽
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变换工艺改造总结
李俊霞
(
河北省宁晋县丰利氮肥厂 )
0 前言
。我厂合成主塔为JR 型内
我厂经过多年的技术改造, 4. 5万t/a
、为了进一步的扩能、降耗, 2003年5月对此瓶颈部位进行了改造。经过近4个月的运行, 效果十分明显。1 改造前、后变换工艺流程
件的提温型一进一出流程。针对这种流程, 设计
了“合成-变换”热水循环网络, 利用合成废热锅炉副产蒸汽后气体的余热来加热变换热水。以提高饱和塔出口半水煤气温度和汽气比, 从而达到降低外供汽量。在实际运行中调节去合成的水量来满足变换对热水温度的需要。在近4个月的实际运行中, 也证明了这一设计思路的正确性。
改造前变换工艺流程:压缩二段煤气→焦炭过滤器→饱和塔→预腐蚀器→大热交→小热交→电炉→中变炉一段→增湿器
→中变炉二段→小热交→中变炉三段→蒸汽过热器→大热交→第三水加热器→低变炉→第一水加热器→热水塔→第二水加热器→冷却器→水分离器→压缩三段入口水分离器。
改造前水流程见图1。
图2 改造后水流程
(2) 触媒选型及装填。为了能充分发挥中低
低变换流程的特点, 选用了低温活性好、强度高、
热稳定性好、耐硫高的B116型中变触媒, 低变选用B303Q 型触媒。
中变触媒共装27. 73t , 一段11. 77t , 二段15. 96t ; 低变触媒共装26m 3, 一段12m 3, 二段14m 3(分二层, 每层7m 3) 。
(3) 触媒升温、硫化。中变触媒和低变触媒升温还原、硫化按方案如期完成。尤其是低变升温达到了前所未有的效果。这主要得益于低变触媒升温硫化管线的设计。触媒升温、硫化工艺流程如图3所示。
低变触媒升温硫化开始仍采用串联硫化, 低变一段吸收不了的, 低变二段吸收, 使CS 2不浪
图1 改造前水流程
改造后变换工艺流程:压缩二段煤气→焦炭过
滤器→饱和塔→预腐蚀器→大热交→电炉→中变炉一段→增湿器→中变炉二段→蒸汽过热器→大热交→第一调温器→低变炉一段(原中变炉三段) →第二调温器→低变炉→第一水加热器→热水塔→第二水加热器→冷却塔→水分→压缩三段入口。
改造后水流程见图2。
3 结语
将丝网波纹填料塔用在甲醇精馏中, 特别在原板式塔内改造, 只需割去原塔板, 换上新型不锈钢丝网波纹填料和塔内件, 不需增加任何设备, 就
能提高50%左右的生产能力, 具有巨大的经济效益和社会效益, 整个投资3. 5个月即可收回。其高效、优良的性能, 巨大的节能、增产、降耗效果, 使此技术具有较高的推广价值。