天然氣制甲醇裝置增產(chǎn)降耗措施淺析

黃建

（中海石油建滔化工有限公司，海南 東方572600）

1 低壓蒸汽放空情況

從2010 年下半年設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)以來，其都是維持在大致70%的開度，蒸汽放空量大致是14t/h；為實(shí)現(xiàn)天然氣使用的降低，公司與周邊發(fā)電廠進(jìn)行了積極溝通，引進(jìn)了周邊電廠副產(chǎn)的中壓蒸汽，從而使得輔助鍋爐的負(fù)荷量降低。由于輔助鍋爐負(fù)荷實(shí)現(xiàn)了降低，脫氧槽里脫鹽水的使用量也出現(xiàn)了變化，大大減小，而消耗的加熱蒸汽也出現(xiàn)了變少的情況，這就造成低壓蒸汽的放空量有所增加。而蒸汽的放空增加促使成本出現(xiàn)了變化，由此產(chǎn)生了污染及浪費(fèi)，這就使得企業(yè)產(chǎn)生了相當(dāng)大的經(jīng)濟(jì)損失。

2 減少低壓蒸汽的來源

2.1 降低蒸汽透平的低壓蒸汽

J541A/B 在電泵使用上采取共用一臺(tái)的方法；J542 則是后備一臺(tái)電泵；J561 后備一臺(tái)電泵；而J501、J502 則是因?yàn)闆]有備用電機(jī)，所以需要持續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)。假若把備有電泵的透平倒至電泵運(yùn)轉(zhuǎn)停止透平，可以使得出現(xiàn)在低壓過熱管網(wǎng)里的蒸汽變少，這也就意味著低壓蒸汽的放空會(huì)出現(xiàn)變化，即減小。通常而言，化工設(shè)施設(shè)備里，因?yàn)檎羝钙酱嬖谥瘦^強(qiáng)、功率較大、自動(dòng)化水平好、容易操作、運(yùn)轉(zhuǎn)周期較長等特征，從而得到了極廣的應(yīng)用。一般作業(yè)時(shí)，假如發(fā)生蒸汽透平故障停車的情況，電泵就會(huì)發(fā)揮出它的作用，極快地進(jìn)行動(dòng)作以保護(hù)設(shè)備的運(yùn)轉(zhuǎn)作業(yè)。由于蒸汽透平的在啟動(dòng)上，存在周期相對(duì)長的問題，一旦發(fā)生著急狀況則不能實(shí)現(xiàn)極速啟動(dòng)的目的；就蒸汽透平而言，其能夠在任何時(shí)候借助透平運(yùn)轉(zhuǎn)的速度去作用泵出口的壓力與流量，就這方面與電泵進(jìn)行比較而言，會(huì)表現(xiàn)得更加迅速。如果把作業(yè)運(yùn)轉(zhuǎn)的平穩(wěn)、安全等因素作為出發(fā)點(diǎn)，是不會(huì)使蒸汽透平停止的，因此，無法借助降低蒸汽透平去實(shí)現(xiàn)降低低壓蒸汽的放空。

2.2 減少排污罐的低壓蒸汽來源

排污罐的主要用途是實(shí)現(xiàn)對(duì)設(shè)備里持續(xù)排污水的收容，排污水進(jìn)入排污罐閃蒸產(chǎn)生低壓蒸汽后，在進(jìn)行冷卻后會(huì)送到污水處理設(shè)施進(jìn)行相關(guān)的作業(yè)。如果要實(shí)現(xiàn)排污罐低壓蒸汽的變少，只能借助降低汽包的排污整體規(guī)模。汽包在進(jìn)行運(yùn)轉(zhuǎn)的狀態(tài)下，只有一些鍋爐給水帶來的汽包雜質(zhì)會(huì)被帶走。隨著汽包運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)間的不斷增加，爐水也會(huì)出現(xiàn)變化，它的鹽含量會(huì)持續(xù)變多，一旦爐水里的鹽含量大于相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)，其后果就是會(huì)使得蒸汽品質(zhì)出現(xiàn)變化的情況。所以當(dāng)汽包運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，應(yīng)該將那些鹽濃度很高的爐水排泄出去，使得爐水的含鹽量等變低，從而確保蒸汽的質(zhì)量。

3 甲烷一段蒸汽轉(zhuǎn)化和合成氣制甲醇原理論述

為深入了解以天然氣為原料制取甲醇的工藝原理，結(jié)合甲烷一段蒸汽轉(zhuǎn)化反應(yīng)方程式和甲醇合成的反應(yīng)方程式進(jìn)行如下分析。

3.1 轉(zhuǎn)化原理論述

甲烷一段蒸汽轉(zhuǎn)化反應(yīng)方程式為：

H/C 是指(H2—CO2)/(CO+CO2)，由反應(yīng)方程式（1）計(jì)算CH4 轉(zhuǎn)化為CO 后生成物的H/C=(H2—CO2)/(CO+CO2)=(3—0)/(1+0)=3；由反應(yīng)方程式（2）計(jì)算CH4 轉(zhuǎn)化為CO2 后生成物的H/C=（H2—CO2）/(CO+CO2)=(4-1)/(0+1)=3。

也就是說，天然氣蒸汽轉(zhuǎn)化制合成氣，其H/C=3 恒不變，不會(huì)因生成物比例的大小或多少而改變。

3.2 甲醇合成原理論述

合成氣制甲醇的反應(yīng)方程式為：

由反應(yīng)方程式（3）計(jì)算CO 生成甲醇理論上所需的H/C=(H2—CO2)/(CO+CO2)=(2-0)/(1+0)=2；由 反 應(yīng) 方 程 式（4）計(jì)算CO2生成甲醇理論上所需的H/C=（H2—CO2）/(CO+CO2)=(3-1)/_0+1)=2。

換言之，就合成氣制甲醇而言，其在理論上需要的H/C=2恒不變，不會(huì)發(fā)生由于生成物所占配比的不同而出現(xiàn)變化。

4 結(jié)語

從文章的分析能夠看出，在進(jìn)行天然氣制甲醇作業(yè)時(shí)，能夠把轉(zhuǎn)化爐煙氣里的CO2借助相關(guān)設(shè)備進(jìn)行提取，經(jīng)過脫硫作業(yè)再補(bǔ)入到系統(tǒng)中，使其和多余的H2進(jìn)行化學(xué)反應(yīng)產(chǎn)生甲醇。需要注意的是，從理論的角度來看，進(jìn)行補(bǔ)進(jìn)的CO2應(yīng)該是負(fù)荷量(以H2的流量計(jì))的1/3，經(jīng)過大致的估算，中海石油化學(xué)股份有限公司2500t/d 天然氣制甲醇設(shè)備，如果是在滿負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)的情況下，那么其所要補(bǔ)進(jìn)的二氧化碳是6374m3/h。可是，考慮到剩余甲烷的存排因素，肯定存在出現(xiàn)帶走有效碳與氫的情況，這就會(huì)使得與生產(chǎn)實(shí)際出現(xiàn)落差。所以，在作用上，本文的分析主要側(cè)重在理論層面上，可以起到一定的理論參考作用，但是在具體實(shí)際生產(chǎn)上，則必須進(jìn)行更加全面、深入的探討。