甲醇生产装置降低天然气消耗的技术措施分析
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[摘 要]我国以天然气为原料合成甲醇技术主要有：一段蒸汽转化工艺和纯氧两段转化工艺。本文简介了甲醇生产装置转化及合成机理，并以甲醇生产装置过程中天然气消耗量的合理控制问题为分析对象，分析了提高甲醇天然气生产装置运行质量与运行效率的措施。
中图分类号：TQ223.121 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2015）24-0017-01
前言
甲醇化工生产装置在实际运行过程当中，对于天然气能源的需求量极大，生产运行效率有所限制。在甲醇生产工艺流程中，节能降耗有许多措施，但如何优化甲醇新鲜合成气的氢碳比及合成入塔气成份比例，是节能降耗中的关键。如何在确保甲醇生产装置运行稳定性的基础之上，采取各种技术措施实现对天然气消耗量的有效降低与稳定控制，已成为现阶段相关工作人员最亟待解决的问题之一。
一、甲醇生产装置转化及合成机理简介
（1）转化机理简介
从装置来的1.3MPa天然气分为两路，其中一路直接作为一段转化炉燃料气原材，另一路在天然气压缩机加压处理状态下（加压标准以3.2MPa为宜）经烟道预热至39O℃，在此基础之上进入加氢反应器，再进入脱硫槽脱硫，再经烟道预热，进入一段转化炉。一段转化炉运行过程当中针对天然气进行蒸汽转化（蒸汽转化过程中的水碳比比值为2.8～3.2），一段出口约71O℃。之后进入二段转化炉进行纯氧转化（纯氧转换过程中的氧气天然气比值控制在0.375左右），通过控制氧气进量，调整控制出口温度在1000℃左右，进入转化废锅（80T/h，废锅生产3.4MPa中压蒸汽经烟道过热至425℃，供天然气压缩机以及合成气压缩机使用），再通过锅炉给水预热器、脱盐水预热器、水冷器降温至4O℃左右。
（2）合成机理简介
转化作业完成下所输出的合成气通过合成气压缩机循环气进入合成气压缩机循环段，经加压处理后进入合成塔参与合成反应，余热通过合成汽包生产中压饱和蒸汽，后通过减压阀减至0.5MPa并入低压管网。
二、转化炉装置热效率的提升措施分析
甲醇生产装置在生产反应过程当中的天然气单炉消耗应当依照如下方式予以计算：（工艺天然气+燃料天然气）/甲醇产量。在确保整个甲醇生产装置负荷参数条件保持稳定状态的情况下（也就意味着工艺天然气消耗始终维持在相对稳定状态），针对燃料天然气消耗量予以合理控制就成为了降低转化炉装置天然气总体消耗的最直接也是最有效方式。实践研究结果表明：通过对转化炉装置烟气氧含量指标、燃料气压力参数以及转化炉管装置温度参数这几种方式均能够实现对天然气消耗量的控制。
（1）转化炉装置烟气氧含量指标的控制措施分析
在一定的环境条件反应范围之内，过高的烟气空气过剩系数将直接导致该反应条件下的空气负荷参数比重过大，这也就意味着未能够进行充分燃烧反应的空气势必会带走转化炉装置当中过多的热量。与此同时，过低的烟气空气过剩系数也会在一定程度上导致转化炉装置当中的天然气无法实现完全燃烧反应，较低的热值系数最终也将导致燃料气处于长期性浪费状态当中。在一段转化炉炉膛负压指标维持在-100Pa状态的情况下，现场作业人员可以通过将烟气氧含量控制在2%～5%参数范围之内的方式实现52Nm？/h单位左右的燃料气节约目的。下表（见表1）为满运行负荷状态下燃料气消耗数据示意表。
（2）转化炉装置燃气料压力的提升措施分析
实践研究结果表明：在一定控制范围之内，采取提高燃料气压力指标参数的方式能够实现对转化炉装置火嘴部位有效燃烧长度的提升目的。受到此因素影响，转化炉炉管位置受热面积也将有所增加。这也就意味着：在确保转化炉装置出口温度维持稳定状态的情况下，炉管受热面积的提升会在一定程度上适当减少燃料气消耗。同样如（表1）相关数据所示：在将燃气压力参数由0.20MPa单位提升至0.24MPa的情况下，转化炉装置燃料气消耗量能够实现约45m？/h单位的节约目的。
（3）转化炉装置混合气进入转化炉管部件温度参数的提升措施分析
在生产中相关作业操作人员可以通过对饱和蒸汽以及过热蒸汽流量参数的合理调节与控制方式达到增高工艺蒸汽温度参数的关键目的。很明显，此种方式能够有效提升混合气进入转化炉反应装置炉管部件的温度参数。换句话来说，在转化炉装置炉管出口温度保持稳定的情况下，将进炉管位置温度参数提高1O℃可以实现对燃料气2Om？/h单位的节约性目的。
三、蒸汽用量的合理控制措施分析
在甲醇生产装置处于正常运行状态且转化炉装置炉管部件出口温度保持稳定的情况下，整个甲醇生产制备工艺中的蒸汽大多来自于废热锅炉装置以及合成塔装置运行过程当中所产生的蒸汽气体。从这一角度上来说，对甲醇生产装置天然气用量的节约又可以体现在对蒸汽消耗量的节约方面。具体的实现方式可以分为控制锅炉炉水排污量指标以及水碳比参数的合理控制这两个方面。
（1）合理控制锅炉炉水排污量指标措施分析
甲醇生产实践研究表明，锅炉排污水的排放势必会带走大量的热量。在确保炉水指标维持稳定的情况下，将转化炉及合成炉排污量控制在给水量指标的2%～3%的方式，不仅能够实现对蒸汽浪费问题的有效控制，同时也合理降低了加药量。
（2）合理控制水碳比参数的措施分析
水碳比是进入转化炉水蒸汽的总摩尔数与有机碳的总摩尔数之比。水碳比是影响烷烃类蒸汽转化的一项重要指标，水碳比越大，转化率越高，烷烃蒸汽转化进行得越彻底，出口转化气中甲烷含量越低；水碳比大还可以防止高温下烷烃在转化催化剂表面结碳。但是，水碳比过高所需要的中压蒸汽量也大，这将造成能耗增加通过对水碳比参数的合理提升，此种方式不仅有助于转化反应的促进，同时也能够有助于抑制转化催化剂析碳反应。在确保各项工艺参数维持稳定的情况下，通过对水碳比参数的合理控制同样能够实现减少燃气料消耗的关键目的。
结束语
甲醇制备方式以天然气制备方式应用最为普遍与广泛，利用丰富的天然气资源，使用先进的生产工艺，对化工生产流程进行创新与改造，加强生产流程的监督与管理，为甲醇在今后的发展与生存创造有利的空间。本文通过对如何降低甲醇生产装置天然气消耗问题的分析与阐述，希望能够有助于甲醇生产装置运行质量的稳定提升。随着甲醇生产装置操作人员对工艺掌握程度的提高，以及生产工况的不断变化，在工艺指标调节及操作细化上逐渐形成特有的思路，达到甲醇稳定生产，增加产量，节能降耗的目的，进而取得更大的经济效益。
参考文献：
[1]赵绍民，王磊，邵立红.合成气成分对甲醇合成生产的影响[J].煤化工，2003（02）.
[2]张固.甲醇新鲜合成气氢碳比的优化方法探讨[J].化工设计，2004（05）.
[3]刘高飞，黄文歆，叶东.优化甲烷转化工艺与操作提高甲醇产量[J]石油炼制与化工，2006（09）.