合成氨原料气醇烃化精制新工艺
2010-03-16 | 编辑：enablesite |
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氮肥行业循环经济支撑技术介绍
技术名称：合成氨原料气醇烃化精制新工艺
技术拥有单位：湖南安淳高新技术有限公司
一、基本原理、技术特点及技术水平
1、基本原理
利用醇醚化、烃化两个反应过程将合成气中的CO、CO2清除至10ppm以下。
2、技术特点
把醇醚化和烃化串接起来，作为合成气的净化精制手段，减少了净化过程中有效氢的消耗，同时将传统铜洗工艺中放入大气并对大气造成污染的CO、CO2转化成有用的甲醇或醇醚混合物，变废为宝，改善了产品结构。该技术实施的关键是工艺过程指标的制定，包含以下关键技术：
（1）分流工艺。醇醚化、烃化反应均为放热反应，工艺流程中反应热的利用是关键，本项目采用分流技术解决了反应过程中热平衡的问题，即30%的冷气体直接进入反应器外筒与内件之间的环隙，一方面维持外筒温度，二是吸收内件散发的热量，之后进入反应器的冷管；另一股冷气（占70%）预热后进反应器内部热交换，使反应后热气温度降至80℃，热回收率提高40%；同时分流技术带来了更多好处，如减小了反应塔阻力，增加了催化剂的装填量，提高单系统产量等。本技术获国家发明专利（专利号：ZL96118424.8）。
（2）反应器。包括醇醚化和烃化反应器，目的是为分流工艺流程相配套，1993年申请并获得国家发明专利（ZL93115651.3）。醇醚化反应器采用独特的结构，由一个或两个中间换热器构成四个或五个反应段（其中有冷却段和绝热段），气体流向为轴径向，自卸催化剂，这种设置使醇醚化反应稳定，反应温度控制方便，反应效率大幅度提高，塔阻力减少，安装检修方便；烃化反应中进口的CO+CO2量少，反应热少，烃化反应器一般设置为绝热反应，中间安排冷激气调节温度，保证出口CO+CO2≤10ppm，自卸催化剂，减少安装检修的时间。
（3）催化剂是反应工程的核心部分。一个好的反应系统，必须有相应的催化剂做技术支持，本项目中研制的新型醇醚化和烃化催化剂，醇醚催化剂由铜、锌、稀土、分子筛、其它助剂组成，其作用是促进甲醇的合成和甲醇的水解，属于双功能催化剂，调整组分的含量，可得到各种醚含量的醇醚物产品，最高醚含量可达30%以上（干基）；烃化催化剂是我公司的发明创造，其主要组分为稀土、铜、铁，在烃化过程中CO+CO2与H2反应，80%以上生成可在常温下冷凝的烃类物质，只有20%转化成甲烷，这样大大减少了甲烷的生成，使后序工段的放空量大大减少，综合能耗下降；与原来的甲烷化催化剂相比，原材料易得，耐热性增加。
3、技术水平
本项目包含了多项国家发明专利和实用新型专利，于1994年元月通过了由化工部组织的技术鉴定，鉴定认为，该工艺构思新颖，生产运行安全稳定，是合成氨生产技术的一项重大革新，为我国首创，居国际先进水平。
二、适用范围
本技术主要应用于合成氨工业，也可应用于制氢工业。
三、总投资
以10万吨总氨/年装置为例，总投资1700万元。
四、应用效果
1、经济效益
消除了液氨、电解铜、冰醋酸、蒸汽的消耗，分别为：11、0.3、0.5、650（单位：kg/吨氨），减少了电、水的消耗，按10万吨总氨/年计，每年可节支752.1万元；另由铜洗流程改成醇烃化流程，可增产甲醇420吨，增加销售收入84万元；新工艺减少原料气消耗使合成氨增产5%，计5000吨合成氨，增加销售收入700万元；三项合计，年总经济效益为1536.1万元。
2、环境效益
新工艺的实施，消除了废气、废液对周边地区的环境污染，每年减少有害气体排放4.89×106Nm3，减少含有铜液氨氮废水排放61000吨。
3、社会效益
新技术的应用，提高了生产过程的自动化程度，生产运行平稳，减轻了工人的劳动强度，经济效益大幅提升，有利于社会的稳定发展。
五、推广应用情况
从1999年衡阳市氮肥厂将双甲工艺改为醇烃化后，至2005年3月全国已有31套装置573万吨合成氨装置采用醇烃化技术。
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