1、合成实践知识一、 工艺流程从压缩工序来的新鲜合成气，与循环气压缩机出口的循环气混合后，首先通过进出口换热器 E-174 被从合成塔 C-182C/D 出来的气体预热到 230，之后进入到合成塔 C-182C/D（每个合成塔有 4435 内径为 1的催化剂管道）中，在这里进行合成反应如下：1、CO+2H 2=CH3OH+Q2、CO 2+3H2=CH3OH+H2O+Q这些反应在铜锌催化剂的作用下，温度为 227、压力为 7.2MPa 的条件下发生；在反应开始以前需要外部供给热量。一旦开始发生反应，产生的热量不但可以维持反应的继续进行，而且还可以产生高压蒸汽。出合成塔的气体为 255，包括未反应的合
2、成气、甲醇和水蒸气，进入进出口换热器 E-174 的管侧，被入合成塔的合成气冷却到大约 110出 E-174，在通过空冷器E-179A/B/C 冷却，之后进甲醇水冷器 E-175A&B 被进一步冷却到 38。在此温度下，出塔气中大部分的甲醇和水被冷凝下来，进入粗甲醇产品分离器C-181 中进行分离。C-181 顶部出来的未冷凝的组分被送到循环压缩机 K-113 中作为循环机的进料气压缩后，出 K-113 的循环气和压缩工序来的新鲜合成气混合，进E-174 换热后，到合成塔。在 C-181 分离的粗甲醇从底部送低压产品分离器C-219 中降压到 0.393MPa，部分溶解的气体从粗甲醇中闪蒸出来
3、，从 C-219顶部作为低压驰放气送转化工序 F-101 做燃料。C-219 分离出来的粗甲醇直接送精馏工序进行甲醇精制或送粗甲醇储罐。甲醇合成塔是一个管式反应器，通过壳层的锅炉给水控制合成塔的温度，锅炉给水上升进入 F-111 汽包，在 F111 中蒸汽和水发生分离。分离出来的水连续返回到合成塔壳层中进行循环。通过汽包 F-111 的压力控制阀PRC-354 来控制合成塔锅炉水的温度以达到控制催化剂管程的温度。饱和蒸汽的压力和温度的关系为（6psig1F） ，通过控制 PRC354 的压力可以精确地控制 C-182C/D 的温度。汽包 F-111 产生的蒸汽通过蒸汽分离器 C-184进入蒸汽
4、系统，产生的大部分 3.8MPa 的蒸汽用来驱动循环气压缩机 K-113的透平 KT-113。为了防止 KT-113 入口的蒸汽超压，在透平入口安装有一个压力控制器 PRC-355。锅炉给水通过汽包 F-111 的液位控制阀 LV-753，补充到汽包内，维持汽包的液位在 50%。在原始开车阶段需要把反应器加热到 220以保证合成气开始进行反应，这个过程需要使用开工蒸汽喷射器系统，通过连接合成塔顶部壳层和底部壳层。当 4.2MPa 的蒸汽开始进入开工蒸汽喷射器的时候，热水开始在合成塔壳层进行强制循环。通过这个方式可以保证合成塔的温度达到合成反应需要的温度。为了显示泄漏的合成塔管道，在汽包 F-1
5、11 蒸汽管线的出口点最高处安装了一个温度报警装置（TSL-560） ，热电偶被放在一个有翘片的管内；正常条件下热电偶显示的是饱和蒸汽的温度。当发生泄漏的时候，部分进入翘片管顶部的气体会冷却翘片管并显示一个较大幅度的温度降和警报声。在正常操作的条件下，该警报显示一个或者两个合成塔催化剂管发生泄漏。二、 启停车及正常操作（一） 、合成塔 C-182C/D 原始开车1打开进入 E-175A/B 的冷却水。2把 F-111 的出口阀的自动控制器 PIC-354 设定为 3.0 MPa。设定 PIC-355 转入自动的值为 2.8 MPa；这个是 KT-113 蒸汽通道的旁通阀（或者是排压阀） 。3设
6、定高压产品分离器 C-181 的液位控制器（LIC-752）为自动；设定值为 50。4设定 F-111 的液位控制器 LIC-753 为自动模式（设定值为 50） 。设定驰放气管线（MOG）合成回路压力控制阀 PIC-352 的压力为4.0MPa。 （注：在 C-182C/D 工艺开车前系统内各控制仪表均以调校、联锁试验合格才能进行开车工作。 ）5打开所有的通过 PIC-354 蒸汽控制阀的疏水器和隔断阀。6按照循环气压缩机操作手册开启 K-113。在 FE-152（进入 K-113 的入口）显示的消耗量为 193034 立方米/小时。注意：当氮气开始循环时，因为 E-175A/B 的缘故会造
7、成合成塔温度发生下降；所以需要增大开工蒸汽喷射器的流量。7根据需要提高进入蒸汽喷射器的蒸汽流量把合成塔入口温度提高到210（TI-552-1 ） 。8缓慢打开 HV-909 的 11/2旁路阀使合成气进入合成系统。缓慢打开直到 FIA-151 显示的流量为 12735 立方米 /小时。注意：1） 如果 TI-552-1 显示合成塔 C-182C/D 的入口温度低于 210的时候，切断进入合成塔的合成气，降低循环量并重新加热合成塔。如果TI-552-1 显示的合成塔入口温度低于 210，不允许在合成系统中加入合成气。2） 如果合成塔入口温度保持在 210；合成反应已经开始发生。当合成反应开始时，
8、现在开始产生蒸汽，需要打开 PV-355，KT-113 的旁通或者排放。9当 PIC-355 显示 PV-355 打开足够大的时候，开始缓慢减少 4.2MPa蒸汽通过 HV-902 进入系统的蒸汽量。注意：在这段时间，密切监视汽包 F-111 的压力和液位（PR-354 不能大于 3.9MPa，LR-753 不能低于 50） 。10随着合成反应的继续进行，随着未反应的物质的增加合成回路的压力将逐步上升，当合成回路的压力达到 4.0MPa 的时候，驰放气管线的阀门PV-352 将打开。当发生上述情况的时候，把 PIC-352 设定为手动并且调节阀门保持压力缓慢上升，保持阀门的微开可以使部分惰性组
9、分离开系统。11在开始生产的甲醇产品中，甲醇产品中含有氨等物质（大约有12.49m3 的甲醇） 。这些甲醇用 FQI-154 来进行计量（FQI-154 的读数约为每刻度 0.3785 m3 /分钟） 。当这部分甲醇储存完毕以后，检查粗甲醇的纯度并且把 C-181 的液位控制器（LIC-752）打到粗甲醇储罐的位置。这部分储存起来的甲醇可以作为燃料。注意：开始生产的甲醇有可能被污染并且有明显的鱼腥味。这个特点十分明显。12按照循环压缩机操作手册提高 K-113 的循环量到正常生产的流量。注意：以上的操作只有当 C-181 的液位控制器打到粗甲醇储罐以后才可以进行。13在增加循环量的过程中，将会
10、导致合成塔 C-182C/D 入口温度和蒸汽产量的下降；为了保证这个下降量不能太大，根据需要缓慢打开 HIC-909以保证合成塔出口温度大于 230。 （TR-552-2&3）14当合成回路的压力达到正常操作压力的时候（C-182D 入口压力为7.15MPa） 。把驰放气的压力控制器打到自动（ PR-352 打到自动，设定值为6.8MPa） 。15打开 HIC-909，并且关闭 11/2的旁通管线。提高进入合成回路的合成气量到正常操作水平。提高转化负荷并关闭PV-341 阀并且进行记录。16通过调节汽包 F-111 的压力控制器（PIC-354）控制合成塔出口的温度为 237。注意：只有在系统
11、满负荷生产的时候才可以进行以上的调节。17当催化剂活性降低的时候（例如：蒸汽产量和合成塔的温度） ，提高 PIC-354 的压力设定值使合成塔出口温度达到 250。注意：过早提高合成系统的温度会导致催化剂寿命的降低。所以没有单位主要领导的书面通知不能随便提高合成系统的压力。18操作开始 2 个月以后；可以逐步提高合成塔出口温度到 255；为了保证催化剂的活性；在提高蒸汽压力以前参考步骤 16。19如果催化剂使用超过一年或者时间更长。可以把合成塔出口温度提高到 255。三、事故处理1、废热锅炉断水（1）合成降负荷。（2）现场人员在现场手动控制汽包液位控制阀的旁路阀，维持汽包液位。（3）关主蒸汽前
12、截止阀，维持汽包压力，关连、定排污阀。（4）降低合成负荷，缓慢降合成塔的温度，合成停车（5）关闭合成气入口阀，开放空环路进行泄压（6）当环路压力小于 N2总管压力时，充 N2置换，CO+CO2+H2 1合格（7）充 N2正压保护（8）待合成塔床层温度降低后再上水2、循环冷却水停水通知调度，按紧急停工步骤处理（1）降低合成负荷，缓慢降合成反应器的温度，合成停车（2）关闭合成气入口阀，开放空环路进行泄压（3）关闭汽包液位控制阀的前后截止阀，关闭主蒸汽阀的截止阀（4）控制废锅液位 50（5）关闭主蒸汽阀的截止阀，维持汽包压力（6）当环路压力小于 N2总管压力时，充 N2置换，CO+CO2+H2 1合
13、格（7）充 N2正压保护。3、仪表风中断甲醇合成应急预案通知调度，并按紧急停车处理。（1）现场人员在现场手动控制汽包液位控制阀的旁路阀，维持汽包液位。（2）关主蒸汽阀的前截止阀，维持汽包压力。（3）降低合成负荷，缓慢降合成反应器的温度，合成停车。（4）关闭合成气入口阀，开放空环路进行泄压。（5）当环路压力小于 N2 总管压力时，充 N2置换，CO+CO2+H2 0.5合格。（6）充 N2 正压保护。4.合成塔催化剂层温度突然下降，可能有哪些因素？如何处理？合成塔催化剂层的温度突然下降，可能有以下几个因素。(1)液体甲醇带入塔内会引起催化层的温度迅速下降。造成合成塔带液的主要原因是粗甲醇分离器液
14、位失控，液位过高，致使液体甲醇从气相出口带口带出通过循环机后进入合成塔。处理方法：开大分离器排液阀，建立正常的液位，同时关小副线阀或减少循环量来维持正常的塔温。(2)副线流量过大，近入塔内的冷气过多会引起催化剂层的温度快速下降。造成副线流量过大有调节不当的因素、也有副线阀门故障的因素。处理方法：关下副线阀，减少进塔冷气量；若是阀门故障应迅速检修。恢复正常的调节，在阀门故障未排除前可用减循环量的方法来控制塔温。(3)当副线阀全开，用主线阀来调节塔温时如主线阀故障也会引起塔温下降，处理方法：迅速检修阀门，恢复正常的调节；在阀门故障未排除，用关小副线或减少循环量的方法来控制塔温。(4)气体组分的变化
15、也会使合成塔催化剂层的温度下降，如新鲜气中 CH4 含量增多， （H2-CO2）/(CO+CO2)比值不当会影响甲醇合成反应，减少了反应热量使合成催化剂层的温度下降。处理方法是请制气工段调整气体组分；同时调节主、副线流量来控制塔温。（5）新鲜气量突然减少也会引起合成塔催化剂层的温度下降。新鲜气量的减少可能是压缩机跳闸也有可能是设备、管道的泄漏引起的。处理方法是：操作工调节维持正常的塔温，并迅速倒开压缩机或组织检修。（6）合成塔内件损坏，造成气体在塔内走短路、气体没经过热交换器直接进入催化剂层而使塔温下降。合成塔内件结构复杂，判断内件有缺陷一定要谨慎细致，不能草率下结论。（7）除了上述几个因素外
16、，还需注意是否因仪表失灵而引起的温度下跌假象。这时操作工应从多方面来分析判断仪表是否正常，并请仪表工检查、修理。5.叙述合成塔催化剂层温度上涨的原因。合成塔催化剂层温度上涨，可能有以下几个因素。主、副线阀开启度不当引起入塔冷气过少或主线量过多会使催化剂层温度上涨。处理方法，开大副线阀增加入塔冷气量。如副线阀开足可用关小主线阀的方法来控制塔温。循环量减少会使塔温上涨。处理方法是关小或关闭合成塔系统近路阀，以增加入塔循环气量。如遇循环机跳闸引起的塔温上涨，则应紧急停车处理，待循环机恢复正常运行后再开车。气体组分变化，如新鲜气中 CH4 含量下降合成甲醇有效气体相应增加，会使塔温上涨。处理方法，通知
17、制气岗位，调整新鲜气组分。合成塔内件有缺陷，如出口迫根漏气，使部分进塔气体未经催化剂层反应直接进入塔出口管线也会使合成塔催化剂温度上涨。如缺陷轻微则继续维持生产，严重的需停车检修。除了上述几个原因外，还需注意是否因仪表失灵而引起的温度上涨假象，这时操作工应从多方面来分析判断仪表是否正常，并请仪表工检查、修理。6.合成塔进口压力上涨有哪些原因？如何处理？在合成甲醇时，无论是采用高压法或低压法的生产工艺，其反应压力都有一个平衡点，在正常生产时这个压力平衡点较为稳定，如发现合成塔进口压力上涨，可能有以下几个原因。催化剂反应温度下跌，合成反应变差，甚至恶化，而新鲜气源又不断入塔，造成系统压力上涨，甚至
18、超压。处理方法：找出温度下跌的原因并积极处理调节，关副线、冷激副线或减少循环量。如系统压力超指标，可适当减量或放空。循环气中 CH4 含量的增高会引起 H2、CO2、CO 有效分压的降低，影响甲醇合成反应，这也是造成合成塔进口压力上涨的原因之一。处理方法：适当加大塔后放空气量（可回收到制气工段）或要求制气工段降低新鲜气中 CH4的含量。循环气量突然减少或中断也会引起合成塔进口压力上涨。处理方法：寻找循环气量减少或中断的原因，一般讲除了电系统故障或润滑油中断连锁装置动作使循环机电机跳闸以外，都是由设备故障引起的。例如，汽缸进、排气阀门的阀片或活塞环损坏；叶轮损坏；循环机近路阀泄漏；控制循环机压差
19、的安全阀漏气等原因，在故障未排除前，密切注意系统压力和合成塔内催化剂温度，如不能维持工艺指标的要求应减负荷生产或停车。合成气水冷效果差，引起合成反应不佳也会造成合成塔进口压力上涨。处理方法：增加水冷器冷却水量，如遇事故断水则停车。其他如增开高压机，增加新鲜气量而未及时通知合成塔岗位也会造成合成塔进口压力上涨。6.合成塔进口压力下降有哪些原因？如何处理？在甲醇合成反应趋向平衡时，其系统压力稳定在一定的范围之内。如发现合成塔进口压力突然下降或缓缓下降，应引起重视立即检查，一般有以下几个原因。新鲜气量突然减少会引起合成塔进口压力下降，主要原因是压缩机故障跳闸所致。处理方法是迅速组织力量倒开备用压缩机
20、，尽快恢复压缩机送气。同时合成塔操作工应密切注意塔温，在压缩机未恢复正常送气前，相应减少合成塔循环量及调节主、副线流量来稳定合成塔反应温度。粗甲醇分离器液位失控引起跑气也会使合成塔进口压力下降，处理方法是关小或者暂时关闭分离器排液阀，建立正常的液位防止跑气，同时合成塔塔工密切注意合成塔温度，用调节主、副线流量或减少循环量的方法来控制塔温。 压缩工段或合成工段的设备，管道的损坏引起的泄漏也会使合成塔进口压力下降，处理方法是组织检修人员进行抢修，如果坏的设备或管道不能有效切断气源则应停车进行检修。有时合成塔进口压力下降缓慢，也应引起重视，检查运行中的压缩机气阀、活塞是否有故障、系统中是否有泄漏及校
21、验确认压力表是否失灵等。7.甲醇轴径向温差大，催化剂层各点温度分布不正常是什么原因？轴向温差大的原因是：催化剂筐顶盖或冷管泄漏，气体走短路；催化剂还原时，各层活性有差异，或催化剂使用时间很长，上层催化剂活性大大减弱；催化剂装填不均匀，气体偏流；空速太大，催化剂上层的反应热被带至下层，造成轴向温差大，热点下移；仪表有误差，指示错误；负荷太低，平面温差大或因循环量小，引起轴向温差大。径向温差大的原因：催化剂装填不均匀，因而引起催化剂层阻力不均匀，造成同一平面气通过时偏流，影响反应温度分布；还原时，催化剂受热不均，致使催化剂还原程度有差别，或因部分催化剂发生过热而活性减退；由于催化剂筐测温管布置不当
22、，或靠近冷管处破裂；冷管排列不均匀或部分冷管堵塞、破裂、催化剂筐断裂等；塔身倾斜或内件安装水平不准，造成催化剂筐倾斜，引起气体分布不均。减少循环量以提高催化剂层温度，使低温部分的反应得到加强。如上述方法不能减小，温度差继续扩大时，则应再次减少负荷，使生产系统保持在低压，带温度差逐渐缩小，保持一个时间，再慢慢加大负荷提高压力。当温度差达到不可能挽回的地步时，应暂时停车。停车的目的是利用静止状态下，通过催化剂层间热量的传导，使温度差缩小。需要说明的是：如果径向催化剂层同平面温差过大，采用减少循环量的方法反而会使温差增大。正确的处理方法是：在较低的压力下，塔内能自然平衡时，尽可能加大空速，才有助于缩
23、小温差。8.塔壁温度升高的原因？塔壁温度的指标小于 120。壁温升高的原因有：内件与外筒不同心，造成内件与外筒的环隙距离不等，使气体偏流；主线气量太小，主气阀开度不够，没有足够的气量来克服内件对外筒的对流传热和辐射传热；循环气量少，空速低。 9.造成分离器出口带液的原因有哪些？如何处理？分离器液位过高，应立即开大排放阀，降低液位。若大量带液，关闭合成塔副线阀，迅速减少循环量，控制维持催化剂层温度。分离效果差，设备故障，可以利用甲醇塔检修机会，对分离器及内件的故障进行排除。水冷效果差，改善水冷条件。联系有关岗位提高水压或用空气对水冷器进行吹除水垢的工作，提高水冷效果。10.分离器液位过高或过低有
24、什么危害？液位过高，则会带甲醇到循环机汽缸内，将会使循环机的填料损坏，严重时造成汽缸液击，部件的使用寿命和甲醇塔塔温猛烈下降，引起上层催化剂粉化。液位过低，则会失去液封作用而跑气，使排液系统压力过高，安全阀起跳，严重时造成设备与管线的爆炸而引起火灾。四、合成工序安全操作要点1 原始开车时，必须对系统进行彻底置换，氧含量小于0.1，才能进行升温还原。2 系统进行气密试验，压降在规定范围内，每小时小于0.5。3 引入合成气前，检查氮气阀门关闭，盲板导致“盲位”防止合成气反窜至氮气系统。4 投用开工加热器时，必须暖管充分，防止水击。5 合成催化剂升温速率控制在 15h。6 合成回路升压速率控制在 0
25、.51.0MPah，防止损坏催化剂和设备。7 床层温度在 210230稳定时，才能导入合成气，避免开车时结蜡。8 严格控制导入全面气量，并及时调整开工加热器，尽量保证床层温度的稳定。9 加强甲醇分离器液位的控制和对照，防止循环气带甲醇和高低压串气发生事故。10 加强废锅液位的控制和对照，防止蒸汽带水进管网和干锅。11 甲醇合成塔热点温度严格控制在规定范围内，根据催化剂活性统一调整。12 加减负荷时要平稳、缓慢，保证床层温度的稳定。13 注意冷副线调节不能大幅度、频繁，防止因骤冷、骤热损坏内件。14 本工序产品是易燃、易挥发、有毒的粗甲醇液体。严禁乱排放及皮肤直接接触，有飞溅可能的操作应带护目镜
26、。15 甲醇蒸汽浓度高的区域工作时，佩带空气呼吸器，并有专人监护。2 停车安全注意事项 1 停车过程中，视甲醇分离器液位及时关闭调节阀及前阀，防止高低压互窜。2 停车时，控制降压速率在小于 1.0MPah。3 合成气停，进合成塔时，应投用开工加热器，维持床层温度 230。4 由于催化剂耐死气的时间有限，同时防止 CO 羰基腐蚀，停车时要及时降压并用氮气置换，防止催化剂活性下降和设备管线腐蚀。5 长期停车，催化剂必须充氮气正压保护，充氮气前，确认氮气纯度合格。6 长期停车，系统降温控制小于 15h。7 催化剂前必须进行钝化，在钝化过程中，严格控制加入空气量，防止温度骤升，损坏合成塔内件。8 停电，断仪表风，循环水、压缩机故障、法兰、焊缝出现大量泄漏着火时，立即紧急停车。
