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甲醇合成装置“中国制造”再下一城 大型甲醇气冷反应器国产化

信息来源:中国化工报       发布日期:2016-05-27       分享到:

  经过近一年的稳定运行,由南京国昌化工科技有限公司与大唐能源化工有限责任公司、大唐内蒙古多伦煤化工有限责任公司共同完成的168万吨/年甲醇装置气冷反应器国产化技术项目,系统总阻力、内温度分布、气体流通量等各项技术指标达到并优于国外技术水平。5月13日,该项目在北京通过了中国石油和化学工业联合会组织的科技成果鉴定。
  鉴定委员会认为,该系统关键设备属于国内首台国产化大型气冷甲醇反应器,成功替代了国外进口设备,拥有自主知识产权,结构设计先进合理,达到国际先进水平。
  南京国昌公司董事长吕仲明告诉中国化工报记者,项目整台设备从设计到制造历时6个多月,攻克了在内件设备制造过程管板加工、管壳程试压、分气盒焊接等一道道技术难关,于2014年9月完成了制造任务,2015年6月正式投入运行。目前,该气冷甲醇反应器性能良好,合成系统运行平稳。国产化设备操作工艺参数、生产能力达到或优于进口设备设计水平。
  经中国石化联合会组织专家组72小时现场考核,装置关键数据达到合同要求。气冷甲醇反应器醇净值为5.7%,达到设计值;气冷甲醇反应器壳程(催化剂床层)阻力0.18MPa、管程阻力0.08MPa,优于设计指标;轴向流气体二次分布技术及新型的渐开线式气盒结构,使不同纬度的轴向同平面平均温差小于5℃,优于考核指标。
  据介绍,大唐多伦煤化公司原有一套单系列168万吨/年甲醇装置引进的是德国鲁奇公司技术,采用低压串联合成甲醇工艺路线。因装置中气冷甲醇反应器需更换,大唐能化公司和多伦煤化公司经多方考察、会议论证,将国昌公司作为该大型甲醇装置合成反应器国产化的首选合作单位,共同对甲醇装置中气冷甲醇反应器实施国产化技术改造。
  据介绍,该国产化大型成套甲醇技术的主要创新点是采取模块化的设计理念,开发了气冷甲醇反应器模块(包含合成甲醇反应动力学及热力学、换热单元计算、流体力学计算、阻力计算等),并成功应用于气冷甲醇反应器的工艺和结构设计;采用承压外壳与内件分体式结构,内件悬挂在外壳上部,温度不同的零部件自由膨胀,安全可靠性高;采用二次分布技术及新型的渐开线式气盒结构,冷热气体分布均匀,催化剂床层反应效果好;采用新型的渐开线式凹槽结构,壳程催化剂装填均匀、装卸方便。
  吕仲明表示,新型气冷甲醇反应器在168万吨/年甲醇装置的首次成功应用,实现了该类型核心甲醇反应器国产大型化的目标,打破了国外技术对大型甲醇合成装置的垄断。
  新闻链接:甲醇装置国产化历程
  国际先进的合成甲醇工业以大型装置为主,一般单套装置的生产能力达到百万吨级,目前最大装置年生产能力达到225万吨。我国的甲醇工业始于20世纪50年代,曾利用前苏联技术在兰州、太原和吉林采用锌铬系催化剂建有高压法甲醇合成装置。60至70年代,上海吴泾化工厂先后自建了以焦炭和石脑油为原料的甲醇合成装置,南京化学工业公司研究院研制了合成氨联醇用的中压铜基催化剂,推动了合成氨联产甲醇的工业发展。70年代,四川维尼纶厂引进了我国第一套低压甲醇合成装置,以乙炔尾气为原料,采用ICI低压冷激式合成工艺。80年代中期,齐鲁第二化工厂引进了以渣油为原料的鲁奇低压甲醇合成装置。90年代以后,随着甲醇需求的快速增长,利用引进技术和自主技术建成几百套甲醇和联醇生产装置,使我国的甲醇生产得到前所未有的进步。
  2010年国内甲醇年产能3750万吨,约占世界总产能的50%,产量约占世界总产量的32%,表观消费量约占世界总消费量的45%,成为全球最大的甲醇生产和消费国。据不完全统计,2015年国内甲醇年产能达到7670万吨,预计2020年将达到9868万吨。
  国内合成甲醇工业从无到有、从小到大,经过20多年的迅速发展,目前国内中小型(30万吨级)合成甲醇工业的最新技术基本达到了世界先进水平,然而我国的百万吨级大型甲醇装置还没有完全实现国产化,尤其是大型甲醇工艺、大型甲醇反应器等技术装备还需进行多方面不懈的努力,以打破国外对大型甲醇合成市场的垄断。
  2011年,我国首台国产化气冷甲醇合成反应器在中核集团西核公司顺利通过水压试验和气压试验,设备的强度和密封性能均满足图纸、标准规范要求。这一台气冷合成反应器是在引进消化英国戴维工艺的基础上完成的,在单体设备容积相同的情况下,整体耗材少,重量降低近30%,生产能耗大幅降低,但产量大幅提高。