百万吨级甲醇合成技术

作者/来源：周 夏1 , 杨 军2（1.泛海能源投资包头有限公司，内蒙古包头 014030；2.新能能源有限责任公司，内蒙古 鄂尔多斯 014300）   日期： 2008-10-22   点击率：1219

0  引  言     甲醇规模效应比较明显，因此装置规模不断向大型化、超大型化方向发展。2004年山东华鲁恒升化工股份有限公司建成投产规模为“300 kt/a合成氨＋200 kt/a甲醇” 的第一套国产化大型氮肥装置时，200 kt/a甲醇规模还属于国内单系列生产能力最大的甲醇装置，在那之前，国内单系列甲醇装置大多还只是年产几万吨到十万吨。2005年12月，国内第一套400 kt/a甲醇装置在四川泸天化股份有限公司投产。2006年9月，国内第一套600 kt/a甲醇装置在中海油建滔化工有限公司投料试产。为了有效利用煤炭资源，提高规模效益，国家发改委在2006年7月下文规定：新建煤制甲醇装置建设规模须在年产1 Mt以上。目前在建的大唐多伦煤化工项目和包头神华煤化工有限公司的甲醇装置，单系列年生产能力均在1 Mt以上。     Lurgi公司于1997年率先提出了百万吨级大甲醇（MegaMethanol）概念。此后，单系列规模在1Mt/a以上的甲醇技术成为业内研究的重点，目前全球已有十多套年产量在1 Mt以上的甲醇装置在运行，其中三套产能已超过1.7 Mt/a。下面介绍有应用业绩的几种百万吨级甲醇合成技术。 1  Lurgi两段等温甲醇合成工艺 1.1  结构与流程简介     Lurgi公司根据甲醇合成反应热大和现有铜基触媒耐热性差的特点，采用了列管式反应器。百万吨以上大甲醇则采用了“气冷式反应器＋水冷式反应器”两段等温甲醇合成技术方案，它不强求设置保护床，工艺流程见图1、2。水冷反应器采用副产中压蒸汽的方式移出反应热，气冷反应器的反应热则通过与新鲜合成气逆流换热方式移出，实现热量偶合。在气冷反应器中，流经管内的新鲜气（125℃左右）与管外触媒逆流换热，加热到250℃后到水冷反应器进行甲醇合成反应，反应温度265℃，再进气冷反应器管外反应。在Lurgi两段等温甲醇合成技术中，大部分触媒装在气冷反应器中。 图1  Lurgi甲醇合成工艺 图2  反应器示意 1.2  主要特点     （1）水冷反应器。对反应的控制简单准确，近似等温操作，高的甲醇收率（催化剂对甲醇的收率为1.2 kg/L），高能量效率，高可靠性，反应热产出高压蒸汽。     （2）气冷反应器。优化的反应路线（高平衡驱动力、高转化率），无催化剂致毒可能，不需要反应器给料预热器。     （3）高的单系列生产能力。     （4）低的投....