[讨论]紧凑式天然气蒸汽转化

<DIV class=quote><B>以下是引用<I>wolfgun</I>在2006-3-4 2:22:23的发言：</B><BR>
<>所谓紧凑式天然气蒸汽转化，应该就是取消一段炉改用换热反应器的做法。这种做法以前有过专门的文章介绍，好像第一家是ICI对英国一座500T/d以下的合成氨厂进行的改造。以二段炉出口的转化气和天然气蒸汽混合气换热，避免了一段炉的低效率外加热方式造成的高能耗。同时采用换热管冷气在外、热气在内的做法，使受压元件的材质要求大大降低，降低了工程造价。但是有一个明显的问题就是原先二段炉入口的CH4只有8～10%左右，换热反应因为热量不足，导致二段炉入口CH4高达20~25%，必须加大工艺空气量才能满足热量平衡，二段炉出口CH4也升高很多，导致合成圈惰性气体增多，氢氮比例失调。为了弥补这个问题，在合成回路增加了一套深冷除氮装置，同时去除氮、氩、CH4等气体，以维持合成反应条件。当然可以采用布朗流程，在甲烷化后直接深冷除杂，不过深冷装置对全装置的影响会很大，一旦出现问题就会全线停车。</P>
<P>对于气变油装置或甲醇装置，好像二段炉该用纯氧了吧？后面积累的甲烷等惰性气体如何去除就说不来了，深冷好像不是个办法。变压吸附可以？</P></DIV>
<P>
<P>紧凑式天然气蒸汽转化和取消一段炉改用换热反应器的做法是有区别的，wolfgun可以看看我上传的资料。</P>
<P>但是wolfgun对换热反应器的见解是正确的。第一家提出取消一段炉改用换热反应器的就是英国的ICI，正如wolfgun所谈到的该工艺的不足之处，所以并未得到大规模的推广应用。</P>
<P>目前其改进工艺是：不取消一段炉，一段炉和换热反应器进行并联，这样一段炉的热负荷（体积、尺寸）可以大大减小。采用该工艺应全面考虑蒸汽系统的平衡问题，因为相较于传统的二段炉工艺，其副产的蒸汽量会有所减少。</P>

<>ICI的理念就是通过减少一段炉的热负荷，减少燃料气用量，使得副产蒸汽减少，从而减少有效能（yong字没有，就用这个新词吧）损失，以达到总体能耗降低的目的。按ICI的思路，高位热能、低位热能应该尽量用于工艺过程，而不是用于产生动力蒸汽，只有中温位热能才适合产生动力蒸汽。这种思路对上世纪80年代以来的合成气工艺理念造成了很大的冲击，使人们开始注意有效能分析方法。</P>
<P>从概念上来说，只要一段炉的燃料气用量减少，就有利于节能。至于蒸汽平衡问题，在电力供应方便的地区，可以用电机代替蒸汽轮机，以减少动力蒸汽供给量。</P>
<P>对于附加一个换热反应器的做法，可以说是一个折中方案。一段炉缩小，能耗可以降低。但是降低幅度不会很大。好处是可以增加系统的稳定。</P>

<>燃烧的书页说:目前其改进工艺是：不取消一段炉，一段炉和换热反应器进行并联，这样一段炉的热负荷（体积、尺寸）可以大大减小。</P>
<P>有点曾总徒子徒孙的意思了,呵呵,你是成达的吧?</P>

<>曾大师是我学习的榜样,但我不是八院的。</P>
<P>tomlu兄台，拜读你所发的贴，真是受益非浅啊！兄台应该是搞甲醇的专家，有机还要向你多多请教学习！！！</P>

<>zjmche对微通道化工技术有所涉猎吧！希望能多沟通一下。微化工是化工行业的未来发展方向之一啊！！</P>
<P>微化工技术德国、美国搞的不错，日本、韩国也在大力扶持发展。中国好象只有中科院大连物化所在做相关的研究。</P>

<>微通道化工技术\微化工,比较新鲜的名词,希望了解更详细一点.</P>
<P>问题是MICROCHANNEL技术也不能改变甲烷蒸汽转化的热力学平衡啊.</P>

<DIV class=quote><B>以下是引用<I>tomlu</I>在2006-3-4 22:39:20的发言：</B><BR>
<>微通道化工技术\微化工,比较新鲜的名词,希望了解更详细一点.</P>
<P>问题是MICROCHANNEL技术也不能改变甲烷蒸汽转化的热力学平衡啊.</P></DIV>
<p><BR>tomlu兄台,希望以上资料能让你对MICROCHANNEL技术有所了解。

<>各位老兄的讨论，让我增长不少见识。</P><P>天然气换热式转化、二段炉纯氧转化，都是有辐射传热，如果仅仅依靠对流传热，设备体积将更大，催化剂利用率更低。我认为，对流传热方式进行的天然气转化，只是适合小规模的转化场合。</P><P>目前工业上最先进的自热式转化，就是将燃烧反应热直接应用到转化反应，不存在换热问题。可以大幅度减小转化反应炉，可惜，目前在国内尚没有工业化。</P><P>微通道转化器倒是一个非常先进的反应器，工业化的难点是高温传热问题。</P>

<DIV class=quote><B>以下是引用<I>zjmche</I>在2006-3-4 9:04:16的发言：</B><br>
<>应该不仅仅限于一个反应器的紧凑化,而是一个装置的紧凑化,这就很难了.</P>
<P>联想到多年前超重力反应分离技术刚刚被鼓吹时, 就号称要将化学工业从电子管时代带入到晶体管时代,象我这样见过电子管收音机的人对此非常神往, 也确实有一台工业化的超重机成功代替比它大50倍体积的传统传质塔的报道.</P>
<P>想象一下, 一台中波电子管收音机大约有20"黑白电视哪样大, 一台晶体管(半导体)收音机不超过手掌大, 而现在一台AM/FM 的MP3有多大呢?</P>
<P>化学工业的集成电路时代就是5楼讲的微通道反应器.</P>
<P>但不幸的是,我们还生活在化学工业的电子管时代, 期待着电子管到集成电路突破一天的早日到来</P>
<P><br></P></DIV>
<P>你是 z j u 的吧？ 当年b u c t的超重力是这样吹的 当然 这个技术在强化传热传质上有它独到的地方 但能耗是个问题。
<P>尤其在蒸馏技术上

[此贴子已经被作者于2006-3-5 7:52:45编辑过]

<DIV class=quote><B>以下是引用<I>jasonchan</I>在2006-3-4 23:54:48的发言：</B><BR>
<>各位老兄的讨论，让我增长不少见识。</P>
<P>天然气换热式转化、二段炉纯氧转化，都是有辐射传热，如果仅仅依靠对流传热，设备体积将更大，催化剂利用率更低。我认为，对流传热方式进行的天然气转化，只是适合小规模的转化场合。</P>
<P>目前工业上最先进的自热式转化，就是将燃烧反应热直接应用到转化反应，不存在换热问题。可以大幅度减小转化反应炉，可惜，目前在国内尚没有工业化。</P>
<P>微通道转化器倒是一个非常先进的反应器，工业化的难点是高温传热问题。</P> </DIV>
<P>请问 如何解决集碳 和在线清焦问题？</P>

<>D兄眼光锐利, 小可何以露出马脚? 确实在ZJU, BUCT上过课.</P>
<P>因在此论坛下载过急需而有用的资料, 无为为报,在此妄言几句,实是不屑于师门,惭愧惭愧.</P>

<>本人愚见，抛砖引玉！</P>
<P>目前如果采用传统的一、二段转化炉工艺，转化炉都无一例外的采用大型化设计，所谓结构紧凑意义不大，尤其是lurgi, UHDE等公司的转化炉对流段都是一字型布置，占地面积大，如果从结构紧凑角度谈还不如Technip及传统的Kellogg炉型。</P>
<P>自热式转化我没有仔细研究过，唯一的印象是转化部分单台炉子的能力有限，对于现在100万吨/年以上的甲醇装置，呵呵，一堆自热式转化炉，结构紧凑也无从谈起。</P>
<P>如果用天然气非催化部分氧化工艺，采用急冷流程，倒是可能结构紧凑些，不过气化炉要有备用，检修也较为频繁。另外就是投资高一些，要上空分。</P>

<DIV class=quote><B>以下是引用<I>douglas</I>在2006-3-5 8:02:24的发言：</B><BR><BR>
<>请问 如何解决集碳 和在线清焦问题？</P></DIV>不存在析碳和在线清焦的问题，天然气蒸汽转化和乙烯裂解炉不同。工程化问题，可能是困扰微通道应用的主要问题。

<DIV class=quote><B>以下是引用<I>啥不懂</I>在2006-3-5 20:49:32的发言：</B><BR>
<>自热式转化我没有仔细研究过，唯一的印象是转化部分单台炉子的能力有限，对于现在100万吨/年以上的甲醇装置，呵呵，一堆自热式转化炉，结构紧凑也无从谈起。</P>
<P>如果用天然气非催化部分氧化工艺，采用急冷流程，倒是可能结构紧凑些，不过气化炉要有备用，检修也较为频繁。另外就是投资高一些，要上空分。</P></DIV>
<P>自热式转化就是专门针对大型转化炉而开发的，特别是5000t/d以上的甲醇装置。100万吨/年的甲醇装置，一套自热式转化炉已经足够了，
<P>老兄好像不是搞天然气蒸汽转化这个方向的吧。</P>

JASONCHAN说：<br>
<>天然气换热式转化、二段炉纯氧转化，都是有辐射传热，如果仅仅依靠对流传热，设备体积将更大，催化剂利用率更低。我认为，对流传热方式进行的天然气转化，只是适合小规模的转化场合。</P>
<P>目前工业上最先进的自热式转化，就是将燃烧反应热直接应用到转化反应，不存在换热问题。可以大幅度减小转化反应炉，可惜，目前在国内尚没有工业化。</P>
<P>JASONCHAN老兄是搞炉子的高手。在下班门弄斧了。</P>
<P>一般的蒸汽转化炉，烟气常压，转化段或辐射段传热以辐射为主或和对流传流并重，总传热系数较低。换热式转化为两侧加压的工艺气相互换热，传热以对流传热为主或和辐射传热并重，但总传热系数反而高。相同规模的换热式转化炉尺寸肯定比外烧式转化炉尺寸小。大家可以参考辽河化肥厂KRES装置的尺寸就明白了。</P>
<P>自热式转化分两种，空气自热和纯氧自热。空气自热我就不说了。</P>
<P>纯氧自热分ATR和POX。ATR在国内早已广泛应用，最大的是泸天化的40万吨甲醇装置，去年10月份开车。</P>
<P>POX只是老调重弹，六七十年代的重油渣油上多有应用。后因油价走高，管停并转了。</P>
<P>前些年三套SGP是属于重油的POX，宁夏、兰州和乌石化等改烧是属于天然气POX。</P>
<P>国内一套全新的天然气POX即将建成，估计明年开车。</P>

[此贴子已经被作者于2006-3-7 11:16:44编辑过]