HT—L煤气生产甲醇变换操作技术的探讨

【摘 要】 介绍了ht-L煤气化制甲醇装置配套变换工序在运行中所显露出设计的优点和不足，并分析上述优点和不足对操作所带来的影响。并根据现场实际出现的问题，提出了相应的解决措施，完善了HT-L煤气化制甲醇装置中变换工序的设计。

【关键词】 HT-L 变换 优点 不足 措施

在HT-L粉煤加压气化炉所产生的粗水煤气中，CO含量较高，约在69%左右，在生产甲醇时，需对气体成分进行调整，进行CO的部分变换。在实际运行中，催化剂的维护与管理是变换工段生产运行中的重点，下面就变换工序在运行中所显露出设计的优点和不足，并分析上述优点和不足对操作所带来的影响等方面进行探讨。

1 变换炉进料分离器设计存在的不足及弥补对策的分析

1.1 进料分离器现状在操作中显现的不足

变换炉前进料分离器作用主要是分离原料气携带的水分、灰粉等一些杂质。其分离出来的冷凝水经冷凝水泵升压后送往气化，作为气化洗涤塔的洗涤喷淋水使用。这种设计使冷凝液得到了有效的利用。但由于其设计容量的不足而时常引起进料分离器液位骤高或变换炉进水事故的发生。这种现象主要发生在是气化洗涤塔的内件出现故障，使原料气突发性的携带有大量的液体进入变换工段，使液位迅速增长，有时还没来的急被排走就又随同气体带入到变换炉，造成变换炉进水恶性事故的发生，致使催化剂受到严重的损害。

1.2 杜绝入炉进料气带水的几种有效措施

经上述分析，要想杜绝这种带水事故的发生，可从以下几方面入手。

（1）在最初设计时加大该工段进料分离器的容量，从而在根本上来解决问题。

（2）根据现实的装置情况，在进料分离器的旁边安装一个液体储蓄罐，也就是增大进料分离器液体的容量，再把冷凝液泵的进口连接到该新装的储液罐的底部，这样可以有效的避免分离器液位过高的现象，不但增强了分离效果，还杜绝了原料气带水进入变换炉的可能性。

（3）在实际操作过程中，气化工段要控制好其洗涤塔的液位，加减负荷时要缓慢的进行，以确保有较好的分离效果；如设备出现故障时，应及时的通知变换工段，以便能及时的做好处理工作。本工段操作人员也要按时的核对进料分离器液位，做好日常的防护和排污工作。

2 变换暖管升温带来的原料气的浪费及应对措施

2.1 生产前暖管工作造成的原料气的浪费分析

变换工段开车初始，从气化来原料气的温度和压力都较低，也不稳定，气温一般只在170°C左右，经过分离器、蒸汽发生器、管道、阀门等一些管线后，虽有保温材料但实际温度却下降了许多。尤其是在长时间停车阶段更为明显，入炉前的整个系统都是常温的，这时的炉前换热器还起不到应有的换热作用，不能给入炉气换热，也就是说，根本达不到变换炉最低生产温度150℃的要求。可见生产前暖管工作是很有必要的，开车前的暖管工作也就成了生产过程中的一个重要环节。但该装置在设计时没有设计暖管设施，或者是由于整个管线的不规则性、特殊性等原因无法添加暖管设备，只有用原料气自带的热作为热源来进行暖管。暖管用后的原料气也不能有效的利用和回收，就被送入放空管线直至火炬燃烧，可见这种暖管方式是一种极大的物料浪费。如按每次暖管按40余分钟，气化送来的原料气量按三万方左右计算，仅此这一环节每次开车就要浪费三五万元，每年至少就要损失十几万元。

2.2 减小或降低暖管带来物料浪费的措施分析

为弥补和减小以上暖管的缺陷，我们可以从以下方面考虑。首先，可在该工段开车时，开大现有低压蒸汽发生器（该工艺在入变换工段时设计有该装置）的升温蒸汽，提高其压力和温度，关闭该蒸汽发生器的原料气副线阀。这样做可使暖管的原料气温度增高，减少升温时所用的暖管时间和缩短开车时间。其次，就是在该工段设计时，可把入工段的低压蒸汽发生器设置为中压发生器。在开车时，使该中压蒸汽发生器进入中压高温蒸汽给原料气升温，待到生产正常时再把该中压蒸汽管线切换到低压蒸汽管线上。这样设计可以有效的缩短暖管气时间，从而大幅降低开车费用。

3 低水汽比耐硫生产工艺在该生产线中的优势分析

3.1 低水汽比工艺的蒸汽节能优势

该生产工艺设计时，在变换炉上下段入口处各设置了一个向原料气中添加适水蒸汽从而有效的调节水汽比的管线，但在实际运用中，原料气中本来含有的水蒸汽成分足可以满足其反应的需要。可见这种工艺有较大的节能优势。

3.2 耐硫催化剂的选择对生产工艺带来的多种优势

在该工艺中选择了耐硫催化剂QDB-04的使用，给操作技术上带来了有力的保障。该催化剂具有较好的抗毒物和抗水合的性能，工艺气中所含的低浓度毒物硫、焦油、粉尘、砷等对催化剂基本上无影响。对于硫化物侵入不但不会造成影响，而且还需要其有一定量的浓度来支持催化剂的反应，否则就会导致催化剂失去或降低活性。

4 变换工段日常工作要点的总结

4.1 做好日常操作的平稳性

在变换工段，怎样减少和避免一些不利因素对催化剂的侵害，使其使用寿命尽量的延长，是个常抓不懈的话题。为此，生产中加减负荷时要缓慢进行，防止气量波动过大引起炉温波动过大对催化剂造成损害。因为负荷波动较大时气体成分的变化也就较大，如带入的CO或O2的气体成分较高时，就能引起催化剂发生剧烈的放热反应，引起床层温度快速增高，甚至造成超温而烧结催化剂。另外加量过大过快的话，还能引起原料气携带较多的水分击毁催化剂，以及携带一些杂质进入变换炉；另外还能引起水汽比失调，给后工段的操作带来难度。所以要依据少量、多次、低温的原则进行，尽量做到缓慢平稳的调节。

4.2 加强原料气日常的净化处理工作

生产中的原料气里常带有煤灰、管道腐蚀形成的细小锈渣，还有催化剂自身形成的粉末等，这些不利物质长时间的积聚或粘贴在催化剂表面，就会堵塞催化剂表面的微孔及空隙，降低气体对其的接触面积，更会造成系统阻力增大，空速减小，致使生产力下降。为此要控制好进料分离器的液位，定时排放分离器残留的杂质，确保净化和分离效果。另外在装填催化剂时，要减少碰撞和挤压，避免踩踏，严禁杂物带入，从而确保催化剂在装填过程中的净化程度。

参考文献：

[1]王建辉.《Shell粉煤气化低水汽比耐硫变换工艺运行的总结》.《河南化工》，2010（07）.

[2]肖杰飞.《QDB-04催化剂在航天气化耐硫变换装置中的工业应用》.《煤化工》，2009（06）.