[發(fā)明專利]用焦?fàn)t氣制備甲醇的系統(tǒng)及用該系統(tǒng)制備甲醇的方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201610090387.3
• 申請日: 2016-02-18
• 公開（公告）號: CN105732323B
• 公開（公告）日: 2018-04-06
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 郭敬華;楊子江;王立云;田燕燕
• 申請（專利權(quán)）人: 中國慶華能源集團(tuán)有限公司;寧夏慶華煤化集團(tuán)有限公司
• 主分類號: C07C31/04
• 分類號: C07C31/04;C07C29/50;C10K1/34
• 代理公司: 北京邦信陽專利商標(biāo)代理有限公司11012
• 代理人: 黃澤雄,尹吉偉

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于煤化工領(lǐng)域，特別是一種用焦?fàn)t氣制備甲醇的系統(tǒng)及用該系統(tǒng)制備甲醇的方法。

背景技術(shù)

慶華集團(tuán)用焦?fàn)t氣制備甲醇的裝置是由四川通用設(shè)計(jì)院設(shè)計(jì)的15萬噸/年焦?fàn)t氣制甲醇裝置，現(xiàn)已連續(xù)安全運(yùn)行多年。這套裝置的轉(zhuǎn)化工段采用了換熱式轉(zhuǎn)化工藝，原理是：在脫硫合格，按照水汽比配入一定量的水蒸氣、并且進(jìn)行了一定程度的預(yù)熱后的焦?fàn)t氣，首先進(jìn)入換熱式轉(zhuǎn)化爐(即，換轉(zhuǎn)爐)的管程，管程里面裝有轉(zhuǎn)化觸媒，先進(jìn)行一定程度的甲烷轉(zhuǎn)化反應(yīng)，然后氣體進(jìn)入了二段爐，在二段爐里面通入一定量的氧氣，進(jìn)行燃燒，提高氣體的溫度，再在二段爐的觸媒層進(jìn)行深度的甲烷轉(zhuǎn)化反應(yīng)。利用二段爐出口的高溫氣體進(jìn)入換轉(zhuǎn)爐的殼程，給管內(nèi)的焦?fàn)t氣傳熱，提供轉(zhuǎn)化所需要的熱量。這套工藝的特點(diǎn)就是安全性能比較高，耗氧少，缺點(diǎn)是流程長，升溫過程中散熱比較大，特別是開車過程轉(zhuǎn)化爐升溫慢，耽誤開車時間。

如圖1所示，在原設(shè)計(jì)中，精脫硫系統(tǒng)與轉(zhuǎn)化系統(tǒng)是串接到一起進(jìn)行氮?dú)馍郎氐模褪怯媒範(fàn)t氣壓縮機(jī)將空分得來的常壓氮?dú)猓腿刖摿蛳到y(tǒng)的第一加熱爐加熱，加熱后的氮?dú)鈱摿蚨蔚蔫F鉬預(yù)加氫槽、鐵鉬加氫槽、鐵錳脫硫槽(2個)、鎳鉬加氫槽、氧化鋅脫硫槽(2個)進(jìn)行加熱，換熱后的氮?dú)膺M(jìn)入轉(zhuǎn)化系統(tǒng)，并在轉(zhuǎn)化系統(tǒng)的第二加熱爐中升溫后，進(jìn)入轉(zhuǎn)化段的換轉(zhuǎn)爐和二段爐，給轉(zhuǎn)化觸媒升溫，再次換熱后的氮?dú)猓瑥霓D(zhuǎn)化末端回到焦?fàn)t氣壓縮機(jī)入口進(jìn)行加壓循環(huán)。這種設(shè)計(jì)，在最初開車的時候是可行的，但在裝置運(yùn)行一段時間后，當(dāng)純度達(dá)到99.99％的氮?dú)饨?jīng)過精脫硫各個槽子時候，吸附了硫的脫硫劑很可能把硫又解析到氮?dú)庵校瑥亩鴰У睫D(zhuǎn)化系統(tǒng)，導(dǎo)致轉(zhuǎn)化觸媒中毒。所以開車的時候，精脫硫系統(tǒng)只能是用焦?fàn)t氣壓縮機(jī)將空分得來的氮?dú)廨斎氲谝患訜釥t升溫，并用升溫后的氮?dú)饨o精脫硫系統(tǒng)升溫，氮?dú)庠诰摿蛳到y(tǒng)末端放空。待精脫硫系統(tǒng)達(dá)到活性溫度，切斷精脫硫段的氮?dú)夤┙o，循環(huán)氮?dú)饨?jīng)第一加熱爐加熱后，繞過精脫硫段通過精脫硫工序的大副線輸入轉(zhuǎn)化系統(tǒng)，并對轉(zhuǎn)化系統(tǒng)進(jìn)行升溫，換熱后的氮?dú)庠傺h(huán)到焦壓機(jī)入口。氮?dú)獍艳D(zhuǎn)化系統(tǒng)的整體溫度升到蒸汽露點(diǎn)溫度以上，停止氮?dú)庋h(huán)，改為蒸汽升溫，這時再向精脫硫系統(tǒng)引入焦?fàn)t氣，并將其通入第一加熱爐升溫到精脫硫段的工作溫度后，將其通入精脫硫段進(jìn)行脫硫，并在末端放空。直至精脫硫后的焦?fàn)t氣含硫＜0.1ppm，并且轉(zhuǎn)化爐達(dá)到轉(zhuǎn)化溫度時，才能把脫硫合格的焦?fàn)t氣引入轉(zhuǎn)化工序，進(jìn)行投氧操作。

在這個過程中，轉(zhuǎn)化系統(tǒng)的二段爐是靠焦?fàn)t氣在氧氣中燃燒來提供熱量的，要想投氧成功，必須使二段爐爐頭溫度達(dá)到焦?fàn)t氣的燃點(diǎn)640℃。在用N₂升溫過程中，當(dāng)轉(zhuǎn)化系統(tǒng)中轉(zhuǎn)化段的換熱式轉(zhuǎn)化爐和二段爐里面的觸媒溫度達(dá)到該壓力下蒸汽露點(diǎn)溫度(130℃)以上時候，轉(zhuǎn)化工段才能改為蒸汽升溫，若未達(dá)到蒸汽露點(diǎn)溫度就轉(zhuǎn)為蒸汽升溫，則蒸汽遇到低于蒸汽露點(diǎn)溫度的觸媒時會冷凝，從而造成水泡觸媒。然而由于氮?dú)獾谋葻岜容^低，將轉(zhuǎn)化系統(tǒng)的觸媒升溫到蒸汽露點(diǎn)溫度的時間較長，從而造成轉(zhuǎn)化觸媒在蒸汽流里面時間過長而導(dǎo)致尖晶石的生成，進(jìn)而影響其活性。為了避免出現(xiàn)這種情況，不能先用氮?dú)饨o轉(zhuǎn)化爐升溫，只能等到精脫硫系統(tǒng)升溫到精脫硫段的活性溫度后，才能用氮?dú)饨o轉(zhuǎn)化系統(tǒng)升溫。通過多次開車實(shí)踐，這種方式有三個弊病：①當(dāng)精脫硫系統(tǒng)升溫的時候，由于氮?dú)獾妮d熱能力低，并且空分的氮?dú)饬恐挥?000m³/h，氮?dú)獠荒苎h(huán)(氮?dú)舛啻窝h(huán)會向轉(zhuǎn)化段引入硫致使轉(zhuǎn)化觸媒中毒)，空速很低，傳熱慢，精脫硫工序的7槽升溫很慢；②操作很復(fù)雜，難度大；③每次精脫硫系統(tǒng)與轉(zhuǎn)化系統(tǒng)的開車過程持續(xù)時間長，達(dá)到了40小時以上。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供一種用焦?fàn)t氣制備甲醇的系統(tǒng)，該系統(tǒng)可以對精脫硫系統(tǒng)和轉(zhuǎn)化系統(tǒng)獨(dú)立并同時升溫，可根據(jù)工藝要求合理安排升溫時間，縮短精脫硫系統(tǒng)與轉(zhuǎn)化系統(tǒng)的開車時間。

本發(fā)明的目的還在于提供一種用焦?fàn)t氣制備甲醇的方法，該方法利用上述系統(tǒng)對精脫硫系統(tǒng)和轉(zhuǎn)化系統(tǒng)獨(dú)立并同時升溫，縮短制備時間。

本發(fā)明的技術(shù)方案如下：

本發(fā)明提供一種用焦?fàn)t氣制備甲醇的系統(tǒng)，包括精脫硫系統(tǒng)和轉(zhuǎn)化系統(tǒng)，所述精脫硫系統(tǒng)包括順次由管線相連接的第一焦?fàn)t氣壓縮機(jī)、第一加熱爐和精脫硫段；所述轉(zhuǎn)化系統(tǒng)包括順次由管線相連接的第二焦?fàn)t氣壓縮機(jī)、第二加熱爐和轉(zhuǎn)化段；

所述第一焦?fàn)t氣壓縮機(jī)用于向所述精脫硫系統(tǒng)提供焦?fàn)t氣；

所述第一加熱爐接收來自所述第一焦?fàn)t氣壓縮機(jī)的焦?fàn)t氣對其進(jìn)行加熱；

所述精脫硫段接收來自所述第一加熱爐的焦?fàn)t氣；

所述第二焦?fàn)t氣壓縮機(jī)用于向所述轉(zhuǎn)化系統(tǒng)提供氮?dú)猓?/p>