浅谈甲醇水冷器除蜡

　　

浅谈甲醇水冷器除蜡

张锐，高玉春，张奎同

（兖矿国宏化工有限责任公司，山东 邹城 273500）

摘要：针对兖矿国宏化工有限责任公司甲醇合成塔水冷器结蜡严重影响产量的问题进行分析，并提出整改措施，保证了甲醇生产的长周期稳定运行。

关键词：石蜡；甲醇水冷器；除蜡；长周期稳定运行

Discussion on methanol cooler dewaxing

ZHANG Rui，GAO Yu - chun，ZHANG Kui - tong

（Yankuang Guohong Chemical Co., Ltd.，Zoucheng 273500，China）

Abstract：Analyzed the methanol cooler wax serious affecting the yield in Yankuang Guohong Chemical Co., Ltd.，Proposed corrective measures accordingly，and made the methanol production system runioy Long- term stable operation

Key words：paraffin wax；methanol cooler wax；dewaxing；runioy Long- term stable operation

兖矿国宏化工有限责任公司是一家年产50万吨甲醇的大型企业。以高硫煤为原料，通过德士古气化技术生成主要成分为H₂、CO和CO₂的原料气，在铜基催化剂的作用下生成甲醇，主反应为：CO ＋ 2H₂ → CH3OH ＋ Q ，副反应产物主要有：高级醇、醚类、醛类、石蜡类高级烷烃等。其中以石蜡对生产的影响最大，石蜡是脂肪族烃类，分子式C_nH_2n+2，比重为0.786～0.800，熔点在36.8度以上，式中碳原子数n=17～36，n越大，石蜡的熔点越高。运行过程中，石蜡易在附着在甲醇水冷器列管上，使甲醇水冷器换热系数降低，严重影响换热效果，导致甲醇水冷器出口温度升高，使甲醇分离器效率降低。同时，入塔合成气中甲醇含量升高，进一步加剧了合成塔的副反应，极大的影响产量和产品质量。在合成塔催化剂使用初期，由于催化剂活性好，副反应少，满负荷生产四至五个月，甲醇水冷器出口温度方升至50℃，利用系统小修的机会进行除蜡，此问题可得到解决。当合成塔催化剂使用到中后期，副反应明显增多，甲醇水冷器结蜡的速度加快，等不到小修就需要除蜡，若坚持运行，甲醇水冷器的出口温度能升到65度，这成了制约系统提产降耗的一大瓶颈。

1 石蜡的产生及危害

①入塔合气中甲醇含量过高，会造成副反应产物增多，产生大量石蜡。②开车的时候，催化剂还没有达到220℃就开始接气生产，或者系统停车的时候，置换不彻底，残存的H₂和CO在低温反应区发生反应，生成石蜡。根据经验，结蜡温度一般在185～215度。③合成塔空速过低，而入塔合成中CO控制的又太高，在高压下易生成碳链比较长的烃类，造成结蜡。④催化剂中含有酸性氧化物如：SiO₂等，会促进生成石蜡的副反应。⑤催化剂在加工、运输、装填过程中，会不可避免地混入铁、钴、镍等金属杂质，生产过程中这部分金属杂质就促进石蜡的生成。⑥合成塔副产物中的有机酸对设备有腐蚀性，容易生成羰基铁等物质，影响催化剂的活性，使产生石蜡的副反应加剧。

石蜡类烷烃的危害主要有以下几方面：①造成甲醇水冷却器换热效果差、降低甲醇分离器的分离效果，循环气中夹带甲醇，降低合成塔的单程转化率。②粘在管道上，会减小管道的流通面积，甚至造成堵塞。③石蜡类烷烃带到后面的精馏系统，易使产品的高锰酸钾和水溶性指标不合格。

2 避免措施

减少入塔合成气中甲醇含量，降低副反应的发生。为此，应尽可能降低甲醇水冷器温度，提高甲醇分离器效率，控制入塔合成气中甲醇含量在0.6%以内。为达到这一指标，出甲醇水冷器气体温度需控制在40℃以下。

在生产过程中，应严格控制合成塔催化剂的温度在220℃之上，并且保持稳定。根据相关资料,合成塔催化剂使用到后期，操作温度高过260℃也易生成石蜡，并且活性也会大大降低，需及时更换催化剂。

及时调整入塔合成气的气体成分，CO不超过13.5%，合理控制空速。每次停车，合成塔要及时泄压，并用高纯度的氮气置换彻底。

3 甲醇水冷器在线除蜡

甲醇水冷器在线除蜡即在系统运行状态下进行除蜡。对生产系统影响较小，是目前最好的除蜡方法。

视设备及管道温度承受能力以及压缩机性能，通过调节循环水量合理控制甲醇水冷器气侧出口温度，将水冷器列管外壁附着的大部分蜡融化，带到后系统中，从而清除积蜡。具体实施办法：

C2601联合压缩机 E2001入塔气换热器 R2001甲醇合成塔 E2002A/B甲醇水冷器A/B V2001甲醇分离器 V2002甲醇闪蒸槽

（一）在系统不减负荷的情况下，通调整循环水系统，增加A#甲醇水冷器循环量分配，使出A#甲醇水冷器气侧出口温度T1由65℃降至50℃左右，然后减小B#甲醇水冷器循环水量，把B#甲醇水冷器合成气出口温度T2提高至85℃，石蜡逐渐被高温合成气加热熔化，带到甲醇分离器。为防止循环气温度过高影响联合压缩机稳定运行，控制混合后循环气温度T3不高于70℃，一般单个甲醇水冷器除蜡用时1.5~2h，同样方法对A#甲醇水冷器进行除蜡。

（二）对其中一个水冷器关掉循环水上水阀，同时打开上水阀后10寸的阀门进行排放，用循环水的回水给换热器换热，即可以提高换热器的温度，又可以实现对换热器的循环水侧的反冲洗，提高换热系数。除蜡后甲醇水冷器的合成气出口温度T3下降至34度，此项措施对冷却器的除蜡效果比较理想。

（三）在低负荷下进行实施，这样压缩机的影响就小得多，例如：可以利用气化炉倒炉，系统负荷较低的时候进行除蜡。

4 在线除蜡对后系统的影响及应对措施。

煮出的蜡，进入甲醇分离器以及管道，部分会黏在管壁上造成流通截面积减小。除蜡结束后，可暂时保持甲醇水冷器出口温度60~65℃，维持所产粗甲醇较高的温度，以便将蜡顺利带入精馏系统，减小对管路的影响。等到有检修的机会时，视管路阻力情况，对甲醇分离器和相应管路进行彻底除蜡。

大量的蜡在短时间内进入精馏系统，会引起系统波动。精馏应优化操作，及时分析产品质量，若指标不好，可暂时将采出改入粗甲醇槽。加大萃取槽的排放量和杂醇油的采出量，同时加大回流比操作，及时将系统内的重组分分离出来。

5 结束语

通过甲醇水冷器的及时在线除蜡，赢得了系统较长周期的稳定运行，大大提高了精甲醇的提取率和产品质量，收到了可观的经济效益。此外，在线除蜡对联合压缩机、催化剂、相关管路、精馏系统都有影响，在操作上还存在一定的风险性，为避免这种不利影响，建议再另外加上一组甲醇水冷器，两组水冷器定期切换使用，可彻底消除在线除蜡带来的风险，确保生产安全稳定长期运行。

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