试析甲醇装置纯氧二段转化炉在甲醇生产中的作用

试析甲醇装置纯氧二段转化炉在甲醇生产中的作用

【摘要】本文首先介绍甲醇装置中纯氧二段转化炉的基本结构、基本工艺流程和开车程序，并在此基础之上分析纯氧二段炉在甲醇生产中的具体作用。在二段炉当中，烧嘴质量的保证较为关键，这主要是因为烧嘴好坏将直接影响到整个二段炉是否能够正常工作，烧嘴的保护以及整个二段炉的正常使用都需要适宜的温度。

【关键词】二段炉甲醇生产甲醇装置

1 甲醇装置当中纯氧二段炉的主要作用

纯氧二段炉在甲醇装置当中的应用主要具备以下三个方面的作用：首先就是能够有效消耗多余的氢气，这样就能够保证合成气当中碳氢比达到相对理想的状态；其次就是氢气燃烧所释放的热量能够通过满足热炉天然气转化所需热量来保证其得到充分利用；最后还能够保证一段炉当中残余的甲烷得到进一步的转化。总而言之，通过上文当中的说明和分析就可以看到，甲醇装置当中的纯氧二段转化炉确实能够通过能耗的降低来保证企业的经营和生产利益。但与此同时也需要注意，纯氧二段炉的应用同样存在着一定程度的风险，主要体现在烧嘴和燃烧室容易被烧坏，因此在对纯氧二段炉进行利用的过程当中，要在总结经验的基础之上对其加以充分利用。

2 甲醇装置纯氧二段转化炉在甲醇生产中的应用分析

2.1 二段炉开车前的准备工作

2.1.1烘炉

二段炉在开车之前必须要经过一定的预处理，主要包括对耐火衬里的浇筑、烘炉和触媒装填等，在进行上述预处理时很重要的一点就是要按照既定的顺序来进行。首先需要对二段炉进行单独的烘炉，且烘炉质量必须得到必要的检验和确认，在保证烘炉结果绝无大碍之后方可进行后续处理工序，这主要是因为衬里当中所存在的严重缺陷容易导致二段炉在使用过程当中出现更为严重的问题。针对于这样一个工序，实际上有更为理想的处理方法，也就是在耐火衬里浇筑完成以后直接装填触媒，其优势就是利用开车过程当中的工艺介质来进行烘炉，这样就能够极大程度的缩短开车时间，存在的问题就是无法对衬里的质量进行必要的检验。但实际的处理经验发现，这样一种烘炉的效果往往比较理想，温度精准且流量稳定，基本上能够相当好的保证烘炉的质量，因此建议推广使用。

2.1.2装填触媒

在上文当中已经说明，触媒的装填是在二段炉耐火衬里浇筑完成之后进行的，装填触媒一般需要分为两层来进行，上层主要装填的是耐高温的Z205触媒，

而下层主要装填的是活性相对较好的Z204触媒，触媒装填的要点就是要保证均匀，以此来避免正常生产过程当中发生气体偏流的不良状况。在这里特别强调的一点就是在进行二段炉触媒装填的时候，宁可少装填也不可多装填，以此来避免触媒装填过高而极大缩减燃烧室的空间，这主要是因为燃烧室空间的缩小容易导致正常生产过程当中发生烧嘴和燃烧室被烧坏的不良状况。

2.1.3安装氧气分布器

在甲醇装置纯氧二段转化炉当中最为核心的部分就是氧气分布器，因此在对其进行选择和安装时就有非常严格的规定和要求，以此来保证氧气混合的质量。氧气分布器的安装要尽可能的保证气体混合均匀，并有效避免气体偏流等不良状况的发生，这样一系列的要求同样是为了避免烧嘴和燃烧室被烧坏。

2.2 二段炉的点火准备工作

二段炉点火准备过程当中最为主要的就是要对各种测量仪表和控制仪表进行调整和检查，尽可能保证所有的调节阀以及联锁功能都是调校合格的，除此之外还需要保证安全阀具备操作条件。氧气管线以及涉及到的阀门都需要进行脱脂处理，在处理完毕之后再引进氮气置换氧气管线来进行二段炉入口气体防控。与此同时箱式炉和换热炉都需要经过蒸汽升温处理，箱式炉中的蒸汽通过氧气和二氧化碳的对流来进行保护，并需要提前将氧气流量的调节阀和遥控阀当中的冷凝水都除掉，然后才能够将其氧气引入到二段炉氧气调节阀之前来。整个过程当中都需要保证系统内压力和负荷的稳定性。

2.3 二段炉的点火

二段炉的点火是在现场操作人员接到开阀指令以后才进行的，首先需要操作人员逐渐打开氧气流量调节阀，此过程最为主要的就是要谨慎的把握好氧气的流量，具体来说就是仔细观察二段炉床层内的温度来进行衡量，在上层温度点变化趋势明显上升的时候就可以认为点火过程成功完成。如果在90秒时间内仍然没有看到上层温度点变化趋势明显上升，就基本上可以认为点火过程失败。在二段炉点火成功之后，还需要在其温度停止上升以后再开打配氧阀门，直到最终配氧阀门完全被打开为止，此整个过程当中二段炉的温度都会呈现为梯形上升的状态。经过上述处理之后，就可以完全投用氧气流量调节阀，而将配氧阀门逐渐关小最终关闭，以此来严格控制二段炉内的实际温度。

在二段炉点火过程当中需要高度关注并严格执行上述各项要求，因为在二段炉点火过程当中一旦操作不当就容易导致非常严重的后果。具体来说，如其中冷凝液排出不彻底，就容易使得冷凝液进入到二段炉当中而使得点火的温度降低，最终导致二段炉无法正常点火，或者是在点火刚刚完成就又被熄灭；再者就是在氧气和二段炉内压力差过大的时候，就容易导致点火过程完成以后二段炉内的温度呈现不正常的剧烈上升，危险程度相当高；而压差过小同样不利于操作，因为在点火完成以后，二段炉内任何一种微小的变化都有可能导致氧气退出而熄火。

3 二段炉在正常生产中的注意事项

下面结合五个具体方面对二段炉在正常生产中的注意事项进行说明和分析：一是要严格控制好相关方面的指标，如二段炉出口温度、二段炉上层温度以及相应的氧气压力等；二是要控制好氧气分布器的实际流速，一般来说，二段炉内的氧气分布器会按照正常的流速来运行，但我们希望的是较高的流速，以使火焰能够脱火燃烧，从而尽可能达到保护氧气分布器的作用；三是要控制好系统压力，系统压力的突然变化容易给整个系统带来较大的影响，如压力的突然降低就容易导致氧气大量涌入到二段炉而烧坏氧气分布器；四是要严密监视二段炉出水的温度和水量，因为二段炉内温度或者是水量的突然上升都容易导致二段炉内的衬里发生较为严重的问题；五是要做好二段炉的检修工作，二段炉内涉及到检修的部分较多，包括封头、封头法兰、触媒层、出口等，针对于这样一些部分应当专门安排人来对其进行检测并做记录，以便于更好的掌握二段炉的实际运行状况。

4 结语

在本文当中，首先是对纯氧二段炉在甲醇生产装置中的作用进行了简要的说明和分析，并在此基础之上详细介绍纯氧二段炉在甲醇生产装置中的应用方法，文章的最后补充说明纯氧二段炉的应用注意事项，希望能够对纯氧二段炉在甲醇装置中的应用有所启示和帮助。

参考文献

[1] 赵晓燕.纯氧二段炉在甲醇装置中的应用[J].西部大开发，2010（6）

[2] 王会强.纯氧二段炉在甲醇生产装置中的应用[J].化学工业与工程技术，2003（2）