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合成甲醇過程中結蠟的原因及預防處理措施

  
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??? 3.4 開停車的原因
??? 頻繁的開停車也是造成結蠟的一個原因。開車投料階段,合成塔反應溫度還未達到正常操作值,反應氣通過合成塔低溫反應區時易產生石蠟;停車階段,系統置換不徹底,未置換凈的CO、H2通過合成塔低溫反應區也易產生石蠟。
??? 4結蠟現象對甲醇生產的影響
??? 4.1 結蠟會影響甲醇的產率
??? 由于副產品中石蠟的熔點為37℃左右,當出甲醇水冷器的合成循環氣溫度降至40℃左右時,其中的石蠟會被冷凝下來,形成粘稠狀液體,分別粘附在管道、甲醇水冷器、甲醇分離器的管壁上,增加了管壁的厚度,影響甲醇水冷器的冷卻效果,出塔氣在甲醇水冷器中得不到充分冷卻,使得出甲醇水冷器的氣體溫度升高,造成了氣相中的甲醇不能被全部冷凝,使分離后合成循環氣中帶有甲醇,當此合成循環氣返回合成塔時,由于進塔氣中含有甲醇,從而影響了甲醇的轉化率,造成甲醇單程合成率下降,影響甲醇產量,增加生產成本。
??? 4.2 結蠟造成阻力增大,增加了動力消耗
??? 石蠟的產生勢必使管道的阻力增大,從而增加了動力的消耗。當結蠟嚴重時,更會造成甲醇水冷器的管道堵塞,甚至使甲醇分離器及合成塔出口管道也會被堵塞,引起停車、停產,給生產帶來不穩定因素,造成極大的浪費和損失。
??? 5結蠟現象的預防及處理
??? 5.1 提高催化劑的質量
??? 提高催化劑的質量,不僅是為了提高甲醇的產量與質量,對合成甲醇過程中出現的結蠟現象也相當重要。
??? 合成甲醇過程中,在催化劑表面上存在著合成甲醇反應與諸多副反應的競爭,如果催化劑對甲醇合成的反應具有良好的選擇性,相對來說抑制了副反應的發生。
??? 降低催化劑中有害雜質的含量,尤其是鐵、鎳、鈉、硅等元素,能減少生產中石蠟的產生。
??? 5.2 甲醇塔內件設計要合理
??? 甲醇合成反應過程中,放熱量大,需移去的反應熱多;催化劑有效活性溫度范圍窄;有效氣體成份如CO的波動對床層溫度影響大,所以對甲醇合成塔內件的設計要求比較高。
??? 選擇一種符合生產工藝狀況,工藝參數易控制的甲醇合成塔內件對減小溫度波動幅度至關重要,從而減少結蠟現象的產生。
??? 5.3原料氣要凈化干凈
??? 原料氣必須凈化干凈,加高常溫脫硫槽,增裝碳基鐵鎳吸附劑,通過增加預洗甲醇量,可以加強對碳基鐵鎳的脫除。原料氣中CO的含量不能過高,可適當提高CO2的含量,因為CO2存在能降低副產物石蠟等的生成。
??? 5.4 選擇合理的操作條件
??? 在合成甲醇過程中,應盡量避開易產生石蠟的合成反應溫度區。前期,不可避免地存在低溫操作,容易產生羰基鐵,因此在后期生產時應盡量避免低溫操作。由于溫度大幅度的波動以及超溫也會導致石蠟的產生,在生產過程中應嚴格控制溫度的波動。有資料稱,高溫超過260℃,低溫低于210℃,容易生成石蠟,因此在實際生產中應盡量避開這一溫區。
??? 在正常操作運行時,選擇合適的合成壓力、空速,可減少結蠟現象的產生。
??? 5.5 減少開停車次數
??? 盡量減少開、停車次數,由于溫度的大波動,會增加結蠟機會。每次停車后,要用高純度的氮氣將系統里的反應物置換除去,并保持正壓,以防空氣進入。
??? 5.6 定期清理
??? 高度重視系統檢修,每一次大、中系統檢修要對甲醇塔系統徹底清洗一遍,把系統里的蠟及金屬鐵等雜質全部清除掉,重點清洗水冷器、分離器及收集槽。
??? 清洗的方法:最好用80-100℃的熱水,蒸汽也可以。
??? 5.7 結蠟時的處理
??? 通常情況下,甲醇合成系統的管道、設備中,甲醇水冷器的結蠟現象比較嚴重,并且對生產影響較大,因此可以采用提高甲醇水冷器操作溫度的方法,將甲醇水冷器中的石蠟熔化并用合成循環氣將其帶入甲醇分離器中的“熱帶”操作法。這樣可暫時維持較長時間的正常生產,等停車檢修時再對設備管道進行清蠟工作。具體操作方法如下:
??? 在正常生產運行過程中,當甲醇水冷器的操作溫度明顯升高,說明管道結蠟現象比較嚴重時,可以將甲醇水冷器的冷卻水進、出口閥關閉,人為升高甲醇水冷器操作溫度(注意進、出口閥不能關閉太久,具體時間依合成循環壓縮機進、出口溫度不超過正常控制溫度為準)。將甲醇水冷器中的石蠟熔化并通過合成循環氣帶入甲醇分離器中,由于甲醇分離器體積較大,結蠟現象不太嚴重時,是不會影響生產的,經過“熱帶”清蠟后,甲醇水冷器的操作溫度會明顯下降。而帶入甲醇分離器中的石蠟,等有停車檢修的機會時,再進行清洗。
??? 6結束語
??? 甲醇生產過程中,結蠟現象普遍存在,對甲醇的生產也造成了一定的不利影響。石蠟產生的原因比較復雜,其中包括催化劑生產和 <鍋爐結渣及燃燒講義%20-.doc>使用過程中的原因,合成塔內件原因以及操作條件(溫度、壓力、空速、原料氣、開停車等)的原因,究竟哪些因素是主要因素,目前還很難作出準確的判斷。當前,應盡可能地采取有效措施,預防并減少石蠟的生成。降低催化劑中有害雜質含量,避免生產過程中操作條件的波動,減少停車次數,實現穩定生產是關鍵。
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