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[交流] TOPSOE(托普索)甲醇合成工艺讨论

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发表于 2014-12-16 13:04:36 |只看该作者 |倒序浏览
? ???TOPSOE 公司为合成氨、甲醇工业主要的专利技术商及催化剂制造商, 其甲醇技术特点主要表现在甲醇合成上的有:甲醇合成塔采用BWR 合成塔(列管副产蒸汽) , 或采用CMD 多床绝热式合成塔。其流程特点为: 采用轴向绝热床层, 塔间设换热器, 废热用于预热锅炉给水或饱和系统循环热水。进塔温度为220℃。单程转化率高、催化剂体积少、合成塔结构简单、单系列生产能力大。合成压力5. 0~ 10. 0MPa, 根据装置能力优化。日产2000 吨甲醇装置, 合成压力约为8MPa。采用三塔或四塔(包括回收塔) 工艺技术。??对于大型或超大型的单系列甲醇装置,丹麦Topsoe公司采用3台串联绝热式甲醇合成塔,在第一、第二甲醇合成塔出口设废热锅炉回收热量,第三甲醇合成塔出口气体预热第一甲醇合成塔的人口气体。
Topsoe公司的绝热式甲醇合成塔与多段激冷式合成塔相比有以下特点:
??——较高的单程转化率。
??——较低的催化剂用量。
??——热量回收好。
??——设计简单,设备制造容易,便于运输。
??——单系列生产能力大。??——缺点是设备台数多,流程复杂,投资较大。

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发表于 2014-12-16 13:11:40 |只看该作者
挪威的2500t/d甲醇装置就采用了TopsΦe三台串联工艺。
沙特阿拉伯日产 5000公吨气头甲醇装置(2009年投产)
尼日利亚日产10000公吨气头甲醇装置(2010年投产)等。
中原大化? ?
陕西咸阳? ?
中化益业? ???

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发表于 2014-12-17 12:33:43 |只看该作者
托普索的催化剂很历害,因合成转化率高,所以合成塔体积小,投资当然小,但催化剂必须要用他的,这对国内的业主来说是个不小的问题,受制于人的事情都会很慎重的考虑的,但他们的技术确实不错

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发表于 2014-12-17 12:37:07 |只看该作者
我所了解的TOPSOE(托普索)的煤制甲醇合成技术特点如下:

1,必须要有保护床.必须采用TOPSOE(托普索)催化剂.保护床反应器壳体设备是高温高压设备.

2,甲醇合成催化剂装量少.必须采用TOPSOE(托普索)催化剂.

3,初期合成塔出口甲醇浓度约14]%V,末期合成塔出口甲醇浓度约9%V

4, 操作压力高.因为催化剂装量少,必须靠提压力,把长期运行的高能耗给了用户.

5,保证催化剂寿命.最多是保证两年.但是又说期望四年.

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发表于 2014-12-17 12:39:02 |只看该作者
topsoe甲醇合成为单塔,催化剂状态量小,60万吨的仅40多立方,以后催化剂国产化的难度确实很大。不过保护反应器也不是必须要,它有精脱硫和脱氯的作用,可进一步延长催化剂的寿命。

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六楼
发表于 2014-12-17 12:42:27 |只看该作者
托普索必须采用其自己的催化剂,才能对性能作出保证,这里面存在两个问题:

1,中国的甲醇合成催化剂是非常好的.在国内应用如此广泛,产量如此之大,是经过了长时间工业化生产验证的.在这种背景下,再去进口国外的催化剂,不说大一点的话,至少也是过不去的.
2,每一种催化剂都有性能上的特殊性.国内厂家也有更换催化剂不成功又换回原来催化剂的例子.按托普索催化剂设计的甲醇合成塔,合成回路,特别是合成气压缩机,是否能适用国内的催化剂,从来没有验证过.托普索绝对不会给出同意或甚至是暗示可以采用国内催化剂.在这种前提下,就成了国内的使用厂家受制于人的局面.一旦出现问题,远水解不了近渴,经济上将蒙受巨大损失.

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七楼
发表于 2014-12-17 12:48:00 |只看该作者
TOPSOE甲醇合成工艺由三台绝热操作的径向流反应器组成,反应器之间设置外部换热器移走热量,气体在床层中向心流动,该反应器特点是径向流动,压降较小,可增大空速,提高产量;可使用小粒径催化剂,提高粒内效率因子,提高宏观反应速度;可方便地增大生产规模,在直径不变的情况下,增加反应器高度,即可增大生产规模。

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八楼
发表于 2014-12-17 12:53:56 |只看该作者
托普索的单塔投资也小不了,他需要有个保护床
一方面,甲醇出口浓度早期和晚期的变化较大,这对于循环气压缩系统的设计是个很大的不确定因素。
还有就是催化剂的指定,连鲁奇的都可以用国内的催化剂,托普索还坚持什么呢,别人觉得国外的好自然会去选用,比指定的感觉心理要舒服一些
另一方面,设备小,意味着催化剂装量少,用户在催化剂上的风险就大:
第一是必须依靠它的催化剂,因为装量少,其他人家的代替不了。招标肯定是说不上了。
第二是供货期和价格的保证。价格是否在第一炉的基础上加上合理的涨价因素?谁也说不上。供货期是急不出来的,你再急,老外还是那个节奏。到那时是你求它!

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发表于 2014-12-17 13:15:12 |只看该作者
托普索自己宣扬的为小颗粒催化剂,反应效率高,但容硫量肯定是小了,所以前面要加保护床,实际上是把催化剂的一部分功能前移了

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发表于 2014-12-17 13:17:28 |只看该作者
60万吨甲醇合成催化剂装量43.1方

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发表于 2014-12-18 11:47:20 |只看该作者
丹麦Topsφe公司采用若干台绝热型管壳式合成反应器串并联形式,催化剂装在管程,壳程为沸水, 设计了单系列百万吨级甲醇工艺。该工艺要求在反应器之前设置保护床,对合成气进一步净化,使合成气中总硫小于5×10-9。

主要特点
? ?? ?(1)需用该公司的专用RM101型铜系催化剂,该系催化剂具有活性高、强度大、粒度小、选择性高、使用量少等优点。
? ?? ?(2)循环比为1.5~2.5,单程转化率较高(通常为50%~60%),反应器出口甲醇含量可达13.86%(摩尔分率)。
? ?? ?(3)碳转化率高。以煤为原料的甲醇厂通常能将原料气中95%~96%的碳转化为甲醇。
? ???(4)合成塔的压降通常低于0.2 MPa,每吨甲醇的净能耗约为22.15 GJ(考虑了进料气,透平蒸汽和蒸汽输出)。
? ???(5)热量回收好。
不足之处
? ? 基本雷同于Lurgi的老式结构,结构上没有大的创新;需要采用特种材料;设备台数多;投资较大。

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发表于 2014-12-18 19:32:51 |只看该作者
1、还未听说托普所的催化剂能满产坚持3年的;
2、时空产率1.5以上,就那点换热面积和空速,铜系催化剂的热老化他还是不能完全解决的,包括MK151;
3、并且它要求的0.01ppm的硫含量,国内还真没几家能做到的。

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发表于 2014-12-19 11:53:18 |只看该作者
现在运行中的厂家的情况如何,大家谁给说说,全负荷运行是否达产,合成塔压差后期是否超出设计值,热点温度最高达到多少,循环量有哪些变换,满负荷情况下催化剂能用到几年,后期石蜡的含量是否增大等方面,总之,与工艺包合同不同的地方都可以说说

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十四楼
发表于 2014-12-30 07:55:07 |只看该作者
催化剂寿命长需要精脱硫,使合成气中总硫小于5ppb;.单系列生产能力大。

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发表于 2014-12-30 08:02:31 |只看该作者
托普索用管壳式合成塔是最佳工艺,关键看是否存有设计余量,托普索设计水平及醇净值确实较高,催化剂也是国际一流的;在合成工艺上用任何一家的都要增加精脱硫塔,可以让托普索按照国内催化剂设计,可以选用两塔串联或关联!

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发表于 2014-12-30 08:05:25 |只看该作者
60万吨的甲醇合成采用topsoe专利技术,用一个合成塔,催化剂用量40多立方,合成塔前增加一精脱硫反应器,内填装topsoe 脱硫剂和脱氯剂,催化剂设计寿命均为四年,出塔醇净值接近16%,因增加了精脱硫罐,合成工艺较普通工艺复杂一些。topsoe60万吨的合成塔运输已接近超限,80万吨我估计一个塔不行,至少需要两个塔。topsoe 的合成塔和催化剂据介绍是相当不错的,但他做的设计不如鲁奇。

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发表于 2014-12-30 08:06:00 |只看该作者
国内没听说有80万吨级的,60万吨的确如楼上所说,一个反应塔就够了,催化剂用量比较少,寿命也比较长,这是比较受大家认可的。国外最大有个日产1万吨的,据说是他们做的。几个塔不清楚。

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十八楼
发表于 2014-12-30 08:06:55 |只看该作者
Topsoe 甲醇合成塔主要由3~4个径向流动的绝热层及多个中间换热器组成,并使用了活性高、粒度小的催化剂,采用径向流分布器使床层的压差小到0.05 MPa~0.1MPa,流体阻力为所有合成塔中最低,设计的高径比可达14:1,因而合成塔直径、壁厚大为减小,大型化后也可以控制在Ø3800以下,加之无冷管,结构简单,因而造价降低,易于运输。采用层间换热结构消除了冷激返混效应,使醇净值显着提高,达到6.0%,同时余热回收效果也大为改善,,能耗降低。迄今Topsoe合成塔已建成40座大型装置,能力最大的5000 t/d正在制造中。Topse近年推出CMD塔型,是以集合冷激混合再分布,简称集混分布器,将推动甲醇合成塔超大型化。

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十九楼
发表于 2015-1-8 13:05:30 |只看该作者
径向绝热反应作为第一反应器效率自然高,但失活也快,床温也高,仅依赖少量高活性催化剂来保障三四年的稳定生产,是有风险的。第一年出口14%,第三年产量如何保证,如何稳定,还是考虑怎样更稳妥

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二十楼
发表于 2015-1-20 16:47:50 |只看该作者
合成装置的好坏:主要还是两点,粗甲醇杂质含量,这个影响产品的质量和精馏的能耗;另外就是合成的循环比,比值越大,压缩机功耗大,热量浪费多,被循环水带走。
所以合适的塔就必须有优异的散热能力,让甲醇反应热都产生有力的蒸汽,体现的结果就是单程CO转化率越高,合成塔出口气象甲醇浓度越大,越经济。如果没有好的散热,催化剂寿命下降,高温还会导致副产物增加

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