甲醇不僅是重要的化工原料,又是重要的新型能源,還是碳一化工的龍頭產(chǎn)品,屬國家鼓勵支持發(fā)展的產(chǎn)業(yè),在國民經(jīng)濟中占有重要地位。2006 年我國甲醇產(chǎn)量達 762 萬噸,增長 34%,市場前景廣闊。加快具有先進水平的甲醇生產(chǎn)技術(shù)裝備的開發(fā)研制步伐,對我國甲醇行業(yè)的升級、發(fā)展具有重要意義。
湖南安淳高新技術(shù)有限公司以謝定中教授為首的科研創(chuàng)新團隊,把握市場脈搏,以自主創(chuàng)新為己任,在國內(nèi)外冷管式、冷激式、水冷式三類主流甲醇合成塔的基礎(chǔ)上,自主開發(fā)研制了“ JJD 低壓恒溫水管式甲醇系統(tǒng)”。業(yè)內(nèi)人士熟知,甲醇生產(chǎn)放出的反應(yīng)熱比合成氨要大一倍,而甲醇催化劑使用溫度范圍比合成氨要小一半,在甲醇生產(chǎn)中如何快速移走反應(yīng)熱,是甲醇生產(chǎn)技術(shù)裝備開發(fā)的關(guān)鍵。該技術(shù)采用懸掛式水管、三塔板、徑向催化床結(jié)構(gòu),用水汽化移去反應(yīng)熱,同時副產(chǎn)中壓蒸汽,攻克了這一關(guān)鍵難題,并成功實現(xiàn)了工業(yè)化。第一套年產(chǎn)甲醇 10 萬噸的裝置于2005年12月25日在山東德齊龍化工有限公司一次投產(chǎn)運行成功,已穩(wěn)定運行 14 個月,日產(chǎn)甲醇 332. 5~360 噸;第二套裝置于2007年2月2日 又在山東德齊龍化工有限公司投產(chǎn),日產(chǎn)甲醇 340~380 噸;噸醇副產(chǎn)中壓蒸汽1~1.4噸。資深化工專家馮元琦 對該裝置的評價是:合成塔技術(shù)屬國內(nèi)首創(chuàng),處于國內(nèi)領(lǐng)先地位,達到世界先進水平。
2007年2月5日~7日,中國氮肥工業(yè)協(xié)會和山東省化肥工業(yè)協(xié)會聯(lián)合組織在山東德齊龍化工集團現(xiàn)場對湖南安淳公司自主開發(fā)研制的 “ JJD 低壓恒溫水管式甲醇系統(tǒng)”進行了技術(shù)評議,并對生產(chǎn)裝置進行了 72 小時工藝技術(shù)參數(shù)測試。實踐證明,各項運行指標(biāo)均達到或優(yōu)于設(shè)計值:
(1)甲醇產(chǎn)量:設(shè)計值為 303 噸/日,測試值平均為 337.6 噸/日;
(2)塔壓差:設(shè)計值為 0.15MPa ,測試值為 0.01 MPa ;
(3)系統(tǒng)壓差:設(shè)計值為 0.35MPa ,測試值平均為 0.17MPa ;
(4)副產(chǎn)蒸汽產(chǎn)量:設(shè)計值為>1.0t/t 粗醇,測試值平均為 1.07 t/t 粗醇;
(5)蒸汽壓力:設(shè)計值為 1. 6~3.9 MPa ,測試值為 1.71 MPa 。
評議專家一致認為,“JJD水管式甲醇系統(tǒng)”與其他技術(shù)相比,具有三大特點和優(yōu)勢:
(1)JJD水管式甲醇合成塔結(jié)構(gòu)采用懸掛式水管,三管板組合結(jié)構(gòu),適應(yīng)于壓力范圍為3.0~8.0 MPa 的甲醇合成系統(tǒng);反應(yīng)熱產(chǎn)生飽和蒸汽,反應(yīng)條件溫和,避免了“飛溫”;床層同平面溫差小,易控制,溫度分布接近最適宜溫度線,可很好的利用催化劑的低溫活性,升溫還原安全。采用徑向催化床,塔阻力小于 0.1MPa ,節(jié)省動力;H/D 大,有利于單套裝置的大型化;容積系數(shù)大,可達到 50 %~55%,催化劑裝填多,運行彈性大,使用時間長,裝卸容易。
(2JJD水管式甲醇合成塔選材方便,懸掛式水管采用普通不銹鋼材料,外殼采用內(nèi)襯不銹板的普通碳鋼材料,投資省;內(nèi)件可單獨更換,檢修方便。
(3)JJD水管式甲醇合成塔生產(chǎn)工藝效果好,水、汽系統(tǒng)無動力循環(huán),熱交換效率高,熱回收利用合理;壓力控制范圍寬,利用蒸汽壓力調(diào)節(jié)溫度,操作簡單方便。
專家評議認為,JJD水管式甲醇系統(tǒng)具有顯著的環(huán)保效益和節(jié)能效益:
(1)該技術(shù)符合環(huán)保要求,無“三廢”產(chǎn)生。系統(tǒng)排放氣送醇烴化、氨合成系統(tǒng)利用,甲醇弛放氣體送鍋爐燃燒利用,冷卻水閉路循環(huán),無廢水、固廢產(chǎn)生。該技術(shù)也可用于單醇生產(chǎn)、氨醇聯(lián)產(chǎn)和醇氨聯(lián)產(chǎn)。
(2)該技術(shù)噸醇節(jié)電100千瓦時,節(jié)約冷卻水20~30噸,副產(chǎn)中壓蒸汽1.0~1.4噸,節(jié)能效益顯著。
專家評議認為,JJD低壓恒溫懸掛水管式甲醇合成系統(tǒng)工藝技術(shù)合理,設(shè)備結(jié)構(gòu)新穎,系統(tǒng)運行穩(wěn)定,節(jié)能效果好,經(jīng)濟效益顯著。屬國內(nèi)首創(chuàng),處于國內(nèi)領(lǐng)先地位,達到世界先進水平,建議在行業(yè)內(nèi)推廣使用,并在現(xiàn)有基礎(chǔ)上總結(jié)提高,加快裝置大型工業(yè)化速度。
湖南安淳公司在“懸掛式水管等溫甲醇反應(yīng)器”被國家專利局授予專利權(quán)的基礎(chǔ)上,目前正致力于研制單塔產(chǎn)能50萬噸以上規(guī)模的低壓恒溫水管式甲醇系統(tǒng),為實現(xiàn)年產(chǎn)百萬噸甲醇重大技術(shù)裝備國產(chǎn)化做貢獻。