Комплексы по производству Метанола
Одним из приоритетных направлений деятельности Технекс является поставка комплексов по производству метанола малой и средней производительности – от 10 000 до 100 000 тонн в год.
Наши установки ориентированы, в первую очередь, на переработку попутного нефтяного газа.
Компания Технекс предлагает своим клиентам проверенный временем, традиционный способ получения метанола из ПНГ через синтез-газ.
Комплекс по производству метанола из ПНГ включает:
- очистку газа от серосоединений
- паровую конверсию
- синтез метанола-сырца
- ректификацию метанола
При необходимости, установка получения метанола комплектуется системами очистки воды и генерации тепловой и электрической энергии, а так же системами водоподготовки и очистки сточных вод.
Комплекс по производству метанола может так же производть водород любой степени очистки, например для обеспечения каталитического гидрирования в агрегатах по переработке нефти.
Таким образом, агрегат производства метанола, может стать частью комплекса переработки нефти и ПНГ в местах добычи.
Описание процесса
Сероочистка сырьевого газа
Для обеспечения работоспособности катализатора реформинга, сырьевой газ необходимо подвергнуть сероочистке,содержание серы после сероочистки не должно превышать 0,1 ppm.
Сероочистка осуществляется путем каталитческого восстановления органической серы и адсорбцией полученного сероводорода цинковым поглотителем.
Гидрирование проходит на Co-Mo катализаторе при температуре 250-400°С, для адсорбции сероводорода применяется окись цинка ZnO.
Риформинг/Конверсия
Паровая конверсия сырьевого газа проводится в печи риформинга, состоящей из радиантной и конвекционной зон.
Радиантная зона:
Применяется печь потолочного типа квадратной формы. Реакционные трубы установлены вретикальными рядами в коробе радиационной зоны. Горелки потолочного типа расположены между рядами реакционных труб.
Теплота от сжигания топливного газа, посредством радиационного теплообмена передается для паровой конверсии углеводородов в реакционных трубах. Предварительно подогретая смесь сырьевого газа с паром входит в печь риформинга и подвергается риформингу в присутствии катализатора.
Процесс описывается следующими реакциями:
2CnH2n+2+nH2O==nCH4+nCO+(n+2)H2
CnH2n+2+nH2O==nCO+(3n+1)H2
CH4+H2O==CO+3H2
CO+H2O==H2+CO2
Конвекционная зона:
Конвекционная зона предусмотрена для утилизации отходящего тепла. Дымовые газы из нижней части радиантной зоны входит в конвекционную зону горизонтальным потоком. Теплообменники распологаются в следующей последовательности: подогреватель газовой смеси, пароперегреватель энергетического пара, подогреватель сырьевого газа, котел-утилизатор дымовых газов, а так же подогреватель воздуха, подаваемого к горелкам. В итоге температура дымовых газов снижается до 133°С и они сбрасываются через дымоход с помощью дымососа.
В конвекционной зоне печи риформинга основная часть теплоты передеается конвективным теплообменом.
Компримирование синтез -газа
Свежий синтез-газ получается после охлаждения и отделения влаги из конвертированного газа. Свежий синтез-газ и циркуляционный синте-згаз образуют общий газовый поток, для сжатия применяется центробежный компрессор.
Конструкция центробежных компрессоров выполнена в комбинированном виде, исходя из требований процесса, что позволяет подавать конвертированный газ и циркуляционный газ после смешивания на синтез с одинаковым давлением.
В первых ступеняхсвежийсинтезгаз сжимается отдельно до давления циркуляционного синтезгаза и подается непосредственно в ступень сжатия циркуляционного газа. Далее смесь сжимается до давления синтеза и подается на синтез метанола без охлаждения.
В качестве привода компрессора синтезгаза используется кондесационная паровая турбина. При работе агрегата вырабатывается перегретый пар 3,82 МПа, 450°С, который используется в качестве энергетического пара турбины. Для Конденсации выхлопного пара используется холодильник с водяным охлаждением. Паровой конденсат возвращается на ХВО.
Синтез метанола
Для получения метанола синтезгаз подается на катализатор, в присутствии которого протекают обратимые экзотермические реакции:
CO+2H2 = CH3OH+90.73kJ/mol
CO2+3H2 = H3OH+H2O+48.02kJ/mol
Данные реакции обратимые экзотермические.
Важнейшими факторами, влияющими на эффективность синтеза метанола являются конструкция реактора синтеза и активность катализатора.
С целью снижения потребления охлаждающей воды, для охлаждения синтезгаза и конденсации метанола используется и воздушное и водяное охлаждение.
Ректификация метанола
Ректификация метанола может проводиться с помощью процесса с двумя, тремя или четырьмя колоннами.
Ректификация с двумя колоннами подразумевает, что газ и низкокипящие примеси, расстворенные в метаноле-сырце разгоняются в колонне предварительной ректификации, продукционный метанол получается в оснвной колонне.
При использовании трех колонн основная колонна разделена на две колонны, одна работает под избыточным давлением, а вторая под атмосферным. Скрытая теплота конденсации паровой фазы в верхней части первой колонны используется, как источник теплоты для куба верхней колонны. Таким образом, верхняя колонна не нуждается во внешних источниках теплоты.
Процесс с использованием двух колонн предполагает меньшие затраты, но потребляет больше энергии. Таким образом, в случае использования пара в качестве источника теплоты для ректификации при процессе с тремя колоннами экономия пара низкого давления составляет 0,4 – 0,6т на 1т метанола.
Низкопотенциальная теплота конвертированного газа используется как источник тепла для ректификации метанол. Это не только не требует внешнего источника пара низкого давления, но также снижает потребление охлаждающей воды.
Сточные воды, образующиеся в результате ректификации метанола, отправляется на разгонку (вместе с процесным конденсатом). Очищенный конденсат используется в качестве подпиточной воды оборотного цикла.
Для конденсации метанола используются воздушные вентиляторы.
Резервуары для хранения метанола
Емкости для хранения метанола представляют собой плоскодонные резервуары под атмосферным давлением с наружной изоляцией, защищающей от нагрева солнечной радиацией.