林达均温甲醇合成技术进展

林达均温甲醇合成技术进展

杭州林达化工技术工程公司楼寿林楼韧等

林达均温合成技术每年都有重大进展，目前在中压联醇副产蒸汽、等高压甲醇甲烷化和林达低压甲醇大型化等诸方面取得一系列重大进展。

一、林达前置式副产蒸汽均温甲醇塔得到大量推广

前置式副产蒸汽甲醇塔是我们开发的一项节能冷管型甲醇塔专利技术，于1994年12月在广州氮肥厂Φ1000高压单醇（内装触媒6M3）首次投运成功。在20MPa、入塔气量为65000NM3/h、进塔CO 7.3％条件下，出塔气中CO 1.0％，日产甲醇145吨，每吨甲醇副产0.6MPa蒸汽0.6吨，进水冷气温80℃，降低水冷负荷，经济效益明显。2001年1月湖南湘江氮肥厂Φ1000中压联醇塔使用林达前置式副产蒸汽甲醇塔，内装触媒6.4M3，在11MPa合成压力、8机气量、进塔气中CO 4％工况下，CO 转化率>80%，日产超过80吨，每吨甲醇副产蒸汽0.5吨。由于副产蒸汽的明显效果，故现得到大量推广，并向大型化发展。目前我们已在加工的前置式副产蒸汽均温甲醇塔共有6套，其中4套为年产甲醇5万吨的Φ1400甲醇塔，2套为3万吨/年的Φ1200甲醇塔。

林达前置式副产蒸汽均温甲醇塔不仅比不副产蒸汽甲醇塔能节能降耗，且比中置或后置式副产蒸汽甲醇塔更有优势。因为：（1）前置式塔进锅炉回收热量的反应气为出甲醇合成触媒筐热气，如温度为250℃左右，而进中置式回收热量只有气温100

多度，温度低，故前置产蒸汽品位和蒸汽产量比后者多，前置式副产蒸汽甲醇合成塔增加了一台废锅，但降低了水冷器负荷和面积，节约了冷却水量，因此是一个经济效益明显、受用户欢迎的新技术。

（2）中置式副产蒸汽需把换热器分为前后两个，中间插上废锅，结构复杂，而前置式则进出塔气换热器只需一只，或设在塔外，或设在塔内，结构简单。

二、林达等高压甲醇甲烷化呈现显著优势

氨厂等压型甲醇甲烷化是我们于1992年发明的一项专利技术，很多合成氨厂广为关注。经多年研究完善，2002年2月，浙江江山化工总厂采用我公司这项专利技术，年产3万吨合成氨，采用一套Φ600甲醇合成和一套Φ600甲烷化设备，设计要求在原料气量14000NM3/h，甲醇进口CO+CO2<2.0％，合成压力<31MPa下，甲烷化进口在CO+CO2<0.1％，达到出口<10ppm。开车投入正常运行后，不开循环气，原料气一次通过甲醇合成和甲烷化塔，在合成压力25MPa、进甲醇塔CO 2.5％、CO2 0.5%工况下，出甲醇塔CO+CO2<60ppm，CO转化率高达99％，出甲烷化塔CO+CO2低达1ppm。大大低于合同要求。目前该装置取代铜洗已正常运行一年多。2003年1月，又一套等高压甲醇甲烷化装置在山西丰喜集团临猗分公司二分厂成功投运。该厂总氨能力为8万吨，经过反复分析比较决定采用杭州林达等高压甲醇甲烷化专利技术，于2002年9月签订合同，要求原料气处理能力达到30000 NM3/h，进系统CO 3～3.5％、CO2 0.5～0.6％，出系统CO+CO2≤20ppm，该项目采用2套Φ800甲醇合成塔和一套Φ800甲烷化塔，除甲醇和甲烷化塔外，分离系统为Φ600，该项目经4个月就建成，于2003年1月成功投运，在只开一套甲醇塔和甲烷化塔，原料气量28000 NM3/h，CO 3.0～3.5％，CO2 0.6％，合成压力28MPa，甲醇和甲烷化触媒温度230℃工况下，出甲醇塔CO 0.1％、CO2 0.2％、CO转化率97％，出甲烷化塔CO<10ppm, CO2≤5ppm，班产氨70吨、甲醇9吨，在运行中甲醇塔不开电炉、甲烷化只有70KW，吨氨不到10KWh。在以上浙江江山和山西临猗的等高压甲醇甲烷化项目中采用了多项林达专利技术，不仅大幅降低投资，同时实现了甲醇合成和甲烷化触媒层温度低、温差小，CO转化率高，达到提高甲醇产量和降低甲烷化出口微量的双重效果。

等高压甲醇甲烷化的技术优势：

1. 投资低。临猗二分厂年产8万吨总氨等高压甲醇甲烷化投资600万，配2套Φ800甲醇合成，实际使用表明一套Φ800够用，可省100多万。而一套年产15万吨总氨的中压甲醇甲烷化需2套Φ1400甲醇合成和一套Φ1400甲烷化。甲醇触媒用量为前者4～8倍，甲烷化触媒为其4倍。

2. CO转化率高，甲醇产量高，甲烷化进口CO、CO2低，原料气消耗很少。江山和临猗的CO转化率均达95％多，江山甲醇

塔出口CO+CO2<100ppm，临猗CO也只有0.1％，因而既提高甲醇产量，又降低甲烷化中H2O、CO的消耗和CH4的生成。

3. 电耗省。与单醇采用低压法可省电耗不同的是，实际运行表明合成氨厂采用甲醇甲烷化时等高压比采用中压省电，这是因为虽然对消耗于生成甲醇这部分原料气的压缩功是增加了，但用于氨合成的大部分原料气压缩功一样，而合成甲醇压力的提高而提高了CO转化率减少合成甲醇的循环机电耗和合成甲醇中电炉电耗。

4. 不影响现有压缩机的使用性能，对要提高醇氨比的厂若要采用中压甲醇甲烷化，则进高压段原料气已消耗很大部分，原设计压缩级气缸容积不匹配影响使用效果，而等高压法原料气压缩到末段出口，不管醇氨比多高都不存在这一问题。

5. 可以利用氨合成系统高压设备生产甲醇。近日河南某年产10万吨氨厂，新上一套1米氨合成系统，因见甲醇行情好，想用于中压联醇以提高甲醇产量，来征求我们的意见，我们回复为：该系统用等高压甲醇合成最合适，因该厂已用高压甲烷化取代铜洗，故只需将氨塔内件改称甲醇塔内件即可实施等高压甲醇甲烷化，对具有二套合成氨系统的厂采用此技术，不失为投产快、见效好的方法。

三、林达低压甲醇合成向大型化迈进

林达低压均温型甲醇合成技术于2000年5月首次成功用于哈尔滨气化厂，年产4万吨进口甲醇装置改进，实现了在不增加甲醇催化剂装量、不增加原料气量和进塔气量情况下，通过用林达低压均温甲醇合成技术改造内件，大幅增加CO转化率，达到增产甲醇50％的罕见效果。2001年10月又一台低压甲醇塔成功应用在哈气化新建年产8万吨甲醇装置上，在一台2米直径甲醇塔上，在原料气量低于设计工况条件下，超过年产8万吨设计能力。最近哈气化将通过降低进塔气中CH4含量，将2

台Φ2000的总产量提高到16万吨以上，除哈气化外，采用林达低压甲醇合成技术的还有江苏武进、河南中原气化、山东垦利、云南曲靖等。前三家是以水煤气为原料的低压甲醇，后一家是以焦炉气转化气为原料制甲醇。林达低压均温甲醇塔已成功应用于不同组成原料气。林达低压甲醇合成技术已于2000年获得中国专利，并已申请了国际专利，包括英、法、德、丹麦、瑞士等国的欧洲专利和俄罗斯专利，通过了国际审查，审查报告结论符合获得专利条件的三性成立。2001年通过浙江省科技厅组织鉴定，2002年获中国石化协会科技进步二等奖。

由于林达低压甲醇合成塔同时具备管壳式反应器具有的触媒层温差小、CO转化率高和冷激型反应器结构简单可靠、催化剂装填系数大的优点，对同样生产能力的甲醇装置，林达低压均温型塔比管壳式和冷激型外形尺寸都要小得多，例如年产10万吨低压甲醇合成塔，冷激型内径为3.9米，管壳式为3米，而均温型只需2米。年产20万吨，管壳型需用4米，而均温型只需3米。目前已有20万吨/年项目已决定采用。年产40万吨管壳式需2台，而林达均温只需3.9米一台，在泸天化年产40万吨大型甲醇装置中，林达公司应邀参与了与国外德国Lurgi、瑞士Casale和日本TEC一起的招标。重庆建峰年产60万吨甲醇装置通过专家评审，林达低压甲醇合成塔被其选中。

林达低压甲醇合成技术的优势和工程业绩受到有关部门的高度重视，在国家经贸委和化工生产力促进中心组织的燃料甲醇示范项目中已被组织承担合成氨厂联产5万吨燃料甲醇示范装置、单产10万吨燃料甲醇、焦炉气为原料年产10万吨燃料甲醇和年产60万吨大型燃料甲醇示范装置。

四、林达JW氨合成技术创下高产记录

2002年湖北当阳化肥厂Φ1200矮胖型氨塔采用我公司JWΦ1200氨塔内件，内装触媒6.3M3，在150000NM3/h循环气量工况下，氨净值达14％，日产340吨以上，月产量超1万吨，比改造前增加年能力2万吨/年，吨氨节电50KWh，内容见《小氮肥设计技术》2003年第一期当阳化肥厂文章。

五、林达合成反应器用于DMF生产和二甲醚生产

林达公司于2002年开发并完成了适用于非平衡型甲胺催化剂固定床反应器数学模型，为韩国一家化工公司设计了该厂DMF合成用的甲胺合成反应器，目前该技术将首先用于国内某厂。该技术将可在同等反应条件下使DMA的触媒生产强度提高50％以上，吨产品降低能耗20％，同比节约投资40％。林达合成反应器还将用于甲醇脱水制二甲醚和水煤气一步法制二甲醚的合成反应器，并取得了中国专利。