浅谈甲醇水冷器除蜡

山・东化工　６６・　ＳＨＡＮＤ０ＮＧ　ＣＨＥＭＩＣＡＬ　ＩＮＤＵ　Ｙ　２０１１年第４Ｏ卷　浅谈甲醇水冷器除蜡　张锐，高玉春，张奎同　２７３５００）　（兖矿国宏化工有限责任公司，山东邹城摘要：针对兖矿国宏化工有限责任公司甲醇合成塔水冷器结蜡严重影响产量的问题进行分析，并提出整改措施，保证了甲醇生产　的长周期稳定运行。　关键词：石蜡；甲醇水冷器；除蜡；长周期稳定运行　中图分类号：ＴＱ２１４　文献标识码：Ｂ　文章编号ｉ１００８—０２１Ｘ（２０１１）１０—００６６一Ｏ２　兖矿国宏化工有限责任公司是一家年产５０万ｔ　甲醇的大型企业。以高硫煤为原料，通过德士古气　化技术生成主要成分为Ｈ　、ＣＯ和ＣＯ　的原料气，在　铜基催化剂的作用下生成甲醇，主反应为：ＣＯ＋２Ｈ　ＳｉＯ　等，会促进生成石蜡的副反应。⑤催化剂在加　工、运输、装填过程中，会不可避免地混入铁、钴、镍　等金属杂质，生产过程中这部分金属杂质会促进石　蜡的生成。⑥合成塔副产物中的有机酸对设备有腐　蚀性，容易生成羰基铁等物质，影响催化剂的活性，　使产生石蜡的副反应加剧。石蜡类烷烃的危害主要　一ＣＨ　ＯＨ＋Ｑ，副反应产物主要有：高级醇、醚类、　醛类、石蜡类高级烷烃等。其中以石蜡对生产的影　响最大，石蜡是脂肪族烃类，分子式Ｃ　Ｈ　＋　，相对密　有以下几方面：①造成甲醇水冷却器换热效果差、降　低甲醇分离器的分离效果，循环气中夹带甲醇，降低　合成塔的单程转化率。②粘在管道上，会减小管道　的流通面积，甚至造成堵塞。③石蜡类烷烃带到后　面的精馏系统，易使产品的高锰酸钾和水溶性指标　不合格。　度为０．７８６～０．８００，熔点在３６．８￣Ｃ以上，式中碳原　子数ｎ＝１７～３６，ｎ越大，石蜡的熔点越高。运行过　程中，石蜡易附着在甲醇水冷器列管上，使甲醇水冷　器换热系数降低，严重影响换热效果，导致甲醇水冷　器出口温度升高，使甲醇分离器效率降低。同时，人　２避免措施　减少入塔合成气中甲醇含量，降低副反应的发　副反应，极大地影响产量和产品质量。在合成塔触　应尽可能降低甲醇水冷器温度，提高甲醇　媒使用初期，由于触媒活性好，副反应少，满负荷生　生。为此，控制人塔合成气中甲醇含量在０．６％　产四至五个月，甲醇水冷器出口温度方升至５０℃，　分离器效率，利用系统小修的机会进行除蜡，此问题可得到解决。　以内。为达到这一指标，出甲醇水冷器气体温度需　　当合成塔触媒使用到中后期，副反应明显增多，甲醇　控制在４Ｏ℃以下。在生产过程中，应严格控制合成塔催化剂的温　水冷器结蜡的速度加快，等不到小修就需要除蜡，若　塔合成气中甲醇含量升高，进一步加剧了合成塔的　坚持运行，甲醇水冷器的出口温度能升到６５℃，这　成了制约系统提产降耗的一大瓶颈。　１石蜡的产生及危害　石蜡的产生主要有以下几种可能性：人塔合成　成气中甲醇含量过高，会造成副反应产物增多，产生　度在２２０℃之上，并且保持稳定。根据相关资料，合　成塔催化剂使用到后期，操作温度高过２６０ｏＣ也易　生成石蜡，并且活性也会大大降低，需及时更换催化　剂。　大量石蜡。②开车的时候，催化剂还没有达到　２２０￣Ｃ就开始接气生产，或者系统停车的时候，置换　不彻底，残存的Ｈ　和ＣＯ在低温反应区发生反应，　生成石蜡。根据经验，结蜡温度一般在１８５—　及时调整人塔合成气的气体成分，ＣＯ含量不超　过１３．５％，合理控制空速。每次停车，合成塔要及　时泄压，并用高纯度的氮气置换彻底。　３　甲醇水冷器在线除蜡　甲醇合成流程如图ｌ所示。甲醇水冷器在线除　蜡即在系统运行状态下进行除蜡。对生产系统影响　较小，是目前最好的除蜡方法。　根据设备及管道温度承受能力以及压缩机性　２１５ｏＣ。③合成塔空速过高，而人塔合成气ＣＯ浓度　（含量）控制得又太高，在高压下易生成碳链比较长　的烃类，造成结蜡。④催化剂中含有酸性氧化物如：　收稿日期：２０１ｌ—ｏ９—０２　能，通过调节循环水量合理控制甲醇水冷器气侧出　作者简介：张锐（１９８０一），山东茌平人，大学本科，助理工程师，从事化工调度管理工作。　第ｌ０期　张锐，等：浅谈甲醇水冷器除蜡　・６７・　口温度，将水冷器列管外壁附着的大部分蜡熔化，带　到后系统中，从而清除积蜡。具体实施办法如下。　Ｃ２６０１一联合压缩机；Ｅ２００１一入塔气换热器；１１２００１一甲醇合成塔；　Ｅ２００２Ａ／Ｂ一甲醇水冷器Ａ／Ｂ；Ｖ２００１一甲醇分离器；Ｖ２００２甲醇闪蒸槽。　图１　甲醇合成流程简图　（１）在系统不减负荷的情况下，通过调整循环　水系统，增加Ａ　甲醇水冷器循环量分配，使出Ａ　甲　醇水冷器气侧出口温度Ｔ１由６５℃降至５０℃左右，　然后减小Ｂ　甲醇水冷器循环水量，把Ｂ　甲醇水冷器　合成气出口温度１２提高至８５℃，石蜡逐渐被高温　合成气加热熔化，带到甲醇分离器。为防止循环气　温度过高影响联合压缩机稳定运行，控制混合后循　环气温度，Ｉ３不高于７０ｃＩ＝，一般单个甲醇水冷器除　蜡用时１．５—２ｈ，同样方法对　甲醇水冷器进行除　蜡。　（２）对其中一个水冷器关掉循环水上水阀，同　时打开上水阀后的排放阀门，以便用循环水的回水　给换热器换热，既可以提高换热器的温度，又可以实　现对换热器的循环水侧的反冲洗，提高换热系数。　除蜡后甲醇水冷器的合成气出口温度Ｔ３下降至　３４℃，此项措施对冷却器的除蜡效果比较理想。　（３）在低负荷下进行实施，这样压缩机的影响　就小得多，例如：可以利用气化炉倒炉，系统负荷较　低的时候进行除蜡。　４在线除蜡对后系统的影响及应对措施　水冷器中熔化流出的蜡，进入甲醇分离器以及　管道，部分会粘在管壁上造成流通截面积减小。除　蜡结束后，可暂时保持甲醇水冷器出口温度６０—　６５℃，维持所产粗甲醇较高的温度，以便将蜡顺利带　人精馏系统，减小对管路的影响。等到有检修的机　会时，视管路阻力情况，对甲醇分离器和相应管路进　行彻底除蜡。　大量的蜡在短时间内进入精馏系统，会引起系　统波动。精馏应优化操作，及时分析产品质量，若指　标不好，可暂时将采出改人粗甲醇槽。加大萃取槽　的排放量和杂醇油的采出量，同时加大回流比操作，　及时将系统内的重组分分离出来。　５结束语　通过甲醇水冷器的及时在线除蜡，赢得了系统　较长周期的稳定运行，大大提高了精甲醇的提取率　和产品质量，收到了可观的经济效益。此外，在线除　蜡对联合压缩机、催化剂、相关管路、精馏系统都有　影响，在操作上还存在一定的风险性，为避免这种不　利影响，建议再另外加上一组甲醇水冷器，两组水冷　器定期切换使用，可彻底消除在线除蜡带来的风险，　确保生产安全稳定长期运行。　（本文文献格式：张锐。高玉春。张奎同．浅谈甲醇　水冷器除蜡［Ｊ］．山东化工，２０１１。４Ｏ（１０）：６６—６７．）