Технология производства метанола

За дополнительной информацией просьба
обращаться по адресу:
Davy Process Technology Ltd
10 Eastbourne Terrace
London W2 6LG
UK
Тел: Факс: Эл. почта:
Интернет сайт:
+44 (0)20 7957 4120
+44 (0)20 7957 3922
[email protected]
www.davyprotech.com
Davy Process Technology - часть компании Johnson Matthey.
Технология производства
метанола
Технология производства метанола
Компания Davy Process Technology является ведущим в мире поставщиком
технологий производства метанола, занимаясь метанольным бизнесом около
40 лет. Опыт компании Davy Process Technology в области разработок
различных вариантов установок реформинга для производства
синтез-газа является одной из основных сильных сторон компании.
К ним также относится богатый опыт по ключевой технологии
производства метанола от компании Johnson Matthey Catalysts
(в прошлом ICI), которая является оснóвой для более чем 70
лицензированных проектов.
Технология позволяет производить метанол сорта AA для
химических процессов, также метанол других сортов для
производства олефинов, диметилового эфира (ДМЭ),
бензина или использования в качестве топлива. Наша
компания лицензировала технологии для однопоточных
установок мощностью до 1,9 млн. тонн в год (5700 тонн в сутки)
с применением конструкции реактора Davy Process Technology
в сочетании с известными во всем мире своей эффективностью
технологиями и катализаторами синтеза метанола Johnson Matthey. В
сферу деятельности компании также входит разработка проектов установок
бóльшей мощности, работающих на различных видах сырья.
Технологические решения
Мы предлагаем широкий ассортимент технологических
процессов, которые могут использоваться для
производства метанола. Синтез-газ может быть получен
с помощью парового реформинга (традиционный
паровой реформинг метана или компактный реформинг),
либо путем реформинга с использованием кислорода
(реформинг с газовым обогревом, комбинированный
реформинг или автотермический реформинг). Для
синтеза метанола используются реакторы с паровым
или газовым охлаждением, а также системы одно-,
двух- и трех-колонной ректификации для производства
очищенного продукта.
Имеющийся у нас комплекс технологий позволяет
нам проектировать установки согласно требованиям
заказчиков с оптимизацией потребления энергии и в
рамках бюджета, а также с учетом особенностей будущего
объекта, будь это крупный, или небольшой, наземный
Очистка
сырьевого
газа
Пред-реформинг
газа, обогащенного
углеродом
или морской объект. Также диапазон технологических
решений позволяет получать продукты для применения
в химической промышленности, в производстве топлив,
диметилового эфира, переработке метанола в бензин
(MTG) или в олефины (MTO).
Варианты получения
синтез-газа
Паровой реформинг метана
Компактный реформинг
Автотермический реформинг
(АТР)
Комбинированный реформинг
Реформинг с газовым
обогревом
Пред-реформинг
Газификация
Каждый контур метанола
разрабатывается с учетом
требований заказчика по
оптимизации энергопотребления
и капитальных затрат, учитывая
заданную производительность и
состава сырьевого газа.
Паровой реформинг с реактором с
трубным охлаждением
Топливо
Ректификация
Синтез
Компания Davy Process Technology предлагает технологические
схемы для переработки всевозможных типов сырья (газ, уголь,
нефть, кокс и т.д.). В настоящей брошюре описаны варианты и
характеристики нашей технологии производства метанола, и мы
рекомендуем обращаться напрямую к нашим специалистам для
обсуждения Ваших конкретных требований.
Питательная
котловая
вода
Воздух
Сырьевой
газ
Паровой реформинг
Компактный реформинг
Автотермический реформинг
Комбинированный реформинг
Реформинг с газовым обогревом
Пред-реформинг
Наша компания совместно с Johnson Matthey Catalysts готова предложить
различные варианты технологических схем и подобрать необходимые
катализаторы для очистки сырья и доведения его до требуемых кондиций
(удаление примесей, конверсия оксида углерода и т.д.) и переработки
синтез-газа, полученного путем газификации угля, горючих сланцев,
заводского нефтяного кокса, биомассы и отходящих газов НПЗ.
В нижеперечисленных брошюрах, связанных с данным буклетом,
приводится описание нашего опыта в области производства и
переработки синтез-газа:
Технологии конверсии углерода
Очистка газа и приведение к требуемым техническим
параметрам
Компактный реформинг и технологии конверсии газа в
жидкое топливо (GTL)
Компрессия синтез-газа
Очистка
Конверсия
Компания Davy Process Technology совместно с компанией Johnson
Matthey Catalysts, предлагает технологии, позволяющие использовать
широкий спектр углеводородного сырья для производства синтез-газа.
Наша компания разработала проекты реформинга для различных газов,
богатых метаном, которые также могут содержать двуокись углерода,
азот и более тяжелые углеводороды. К нашим технологиям реформинга
относятся следующие:
Технология получения синтез-газа
Варианты синтеза метанола
Реформинг
Компрессия
Газифицированное
сырье
Реформинг и очистка сырьевого газа
Пар
Продукт
Синтез-газ с установки реформинга или газификации обычно
компримируется до давления процесса синтеза метанола.
Компания Davy Process Technology имеет богатый опыт разработки
различных схем компримирования, в том числе интегрированного
компрессора синтез-газа и циркуляционного компрессора.
Использование реактора радиального типа с генерацией
пара также позволяет проектировать контуры синтеза с
низким давлением – до 50 бар. В случае, если синтезгаз высокого давления поступает непосредственно
с установки газификации, компрессор синтез-газа
можно исключить из схемы и, как следствие,
снизить затраты и расход энергии.
Синтез метанола
Компания Davy Process Technology совместно с Johnson Matthey Catalysts
являются ведущими поставщики технологии производства метанола,
которая включает использование реакторов синтеза, отвечающих
требованиям мировых стандартов. Представляем описания некоторых
особенностей таких систем:
Реактор с трубным охлаждением
Реактор с трубным охлаждением представляет собой простой реактор,
в котором используется сырьевой газ для регулирования температуры
в слое катализатора. Свежий сырьевой газ поступает в нижнюю часть
реактора и нагревается по мере его движения вверх по трубам, окруженным
катализатором. Нагретый сырьевой газ выходит через верх труб и опускается
вниз через слой катализатора, в котором протекает реакция.
Теплота реакции отводится путем противоточного теплообмена с сырьевым
газом, в итоге формируется температурный профиль, соответствующей
близкой к максимальной скорости реакции. При таком режиме эксплуатации
реактора эффективно используется весь объем катализатора. Внутренняя
оснастка реактора имеет относительно простую конструкцию, следует лишь
учесть перепад давлений по реактору. Толщина стенок труб сводятся к
минимуму, что упрощает изготовление трубной решетки на полное сечение
аппарата. Таким образом, это недорогой реактор, в котором катализатор
располагается в межтрубном пространстве, и его объем используется
крайне эффективно.
Контуры синтеза метанола
Охлаждающие
трубы
Слой
катализатора
Вход газа
Выход газа
Ректификация
Реактор радиального типа с генерацией пара
В реакторе радиального типа с генерацией пара катализатор располагается
в межтрубном пространстве, а пар проходит внутри труб. Свежий
сырьевой газ поступает в нижнюю часть реактора через центральную
распределительную трубу. Далее газ в радиальном направлении выходит
из слоя катализатора наружу. Вода из парового котла поступает в нижнюю
часть реактора, и затем движется по трубам вверх, где частично испаряется,
отводя теплоту реакции, перед тем, как вновь попасть в паровой котел.
Температура реакции регулируется за счет изменения давления пара
внутри труб в слое катализатора. Такая компоновка обеспечивает
превосходный температурный профиль в слое катализатора, сводя к
минимуму необходимое количество катализатора.
Радиальная схема потока позволяет увеличить высоту цилиндрической
части реактора и, таким образом, максимизировать производительность
реактора, не увеличивая его диаметр или перепад давления в контуре.
В результате такой реактор может найти свое применение в установках
большой мощности или на площадках, где существуют ограничения,
связанные с перевозками аппаратов большого диаметра.
Мы предлагаем большое количество запатентованных схем
– контуров синтеза, которые включают в себя один или
несколько реакторов, описанных выше. Контуры
синтеза проектируются таким образом, чтобы
добиться
оптимального
энергопотребления,
также использования оптимального объема
катализатора и потребления сырья, учитывая
его тип.
Компания Davy Process Technology предлагает различные схемы
ректификации метанола. В зависимости от специфики рынка и технических
требований, могут использоваться схемы без ректификационной колонны
или же с одной, двумя или тремя колоннами. Ниже на рисунке представлена
система с тремя колоннами, которая используется для энергоэффективного
производства химически чистого метанола.
Метанол
Вход газа
Колонна
отгонки легких
фракций
Реактор аксиального типа с катализатором в трубах
Реактор аксиального типа с катализатором в трубах это еще одна
разновидность реактора с генерацией пара. В то время как в радиальном
реакторе температура реакции регулируется за счет изменения давления
пара, данная конструкция обеспечивает хороший профиль температур в
слое катализатора с минимально необходимым количеством катализатора,
а также обеспечивает эффективную рекуперацию тепла в пар. Тем не менее,
в реакторе необходимо установить «толстую» трубную решетку, которая
ограничивает максимальный объем реактора. Кроме того, необходимо
установить большое количество труб для размещения катализатора.
Колонна
регенерации
Выход пара/
воды
Катализатор
(в трубах)
Вход воды
Выход газа
Колонна
очистки
Метанол
Морские платформы
Продукция
Процесс преобразования метанола в ДМЭ от
Компании Davy Process Technology
Реактор
дегидрирования
Метанол применяется в химической промышленности, в основном,
в качестве сырья для производства формальдегида, также является
основным компонентом в производстве карбамидно-формальдегидных
смол для строительной промышленности, а также для производства
уксусной кислоты. Метанол также является растворителем, и с недавних
пор используется в качестве топлива, как для смешивания с бензином, так
и для производства электроэнергии. Кроме того, метанол применяется как
промежуточный продукт в производстве олефинов, бензина и ДМЭ.
Компании Davy Process Technology также обладает технологией конверсии
метанола в ДМЭ .
Топливный газ
Колонна ДМЭ
Готовый ДМЭ
Метанол
Колонна метанола
Рециркуляция
метанола
Компания Davy Process Technology работает с обширной клиентской базой, и многих заказчиков интересует применение технологии
производства метанола на морских платформах для получения доступа к новым источникам газа. Таким клиентам мы можем предложить
множество технологических решений.
В первую очередь определяется тип конструкции, на которой будет располагаться установка. Существуют два основных приемлемых
типа конструкций: неподвижная система, такая как бетонное гравитационное сооружение (БГС), и плавучая система для производства,
хранения и выгрузки (ПСПХВ).
Неподвижная платформа
БГС представляет собой искусственный остров. Конструкция может
быть собрана на верфи, а затем перемещена в необходимое
место. Транспортировка по воде может быть выполнена с
уже установленным технологическим оборудованием,
что позволяет значительно снизить затраты на
строительство по месту. После доставки конструкции
БГС на место добычи, ее загружают балластом,
чтобы зафиксировать на месте.
Для этого типа конструкций вес надводного
оборудования не является основной проблемой,
поскольку опорой служит морское дно. Площадь
участка не ограничена, и, поэтому, не ограничиваются
размеры установки, которая может быть размещена на
подобной конструкции. Тем не менее, площадь участка
стоит дорого, и желательным является применение
технологий, которые сводят к минимуму необходимое
пространство. Поскольку конструкция БГС устанавливается
на морском дне, сооружение находится в неподвижном состоянии,
следовательно, может использоваться любая из наших технологий синтезгаза.
На водоочистку
Выбор технологии, надежность и
рентабельность
Технологии производства синтез-газа и метанола компании Davy Process
Technology являются результатом интенсивного развития процессов,
изучения отзывов, полученных с действующих заводов, а также на основе
опыта, приобретенного за сорокалетнюю историю компании в области
проектирования установок производства метанола. В результате, у новых
установок есть ряд преимуществ, касающиеся повышенной надежности
конструкций, повышенной эффективности процесса и экономии затрат
за счет масштаба производства и усовершенствования процесса. Так,
например, сегодня стало возможным создавать однопоточные системы,
размеры которых более чем вдвое превышают те, что считались
возможными всего десять лет назад.
Желает ли владелец построить установку малой или большой
мощности, с использованием дорогого или дешевого газа с высоким
содержанием СО2, или построить установку в открытом море
(морская платформа) или удаленную на значительное расстояние,
или использовать уголь в качестве сырья, мы всегда можем предложить
оптимальное технологическое решение. В компании Davy Process
Technology рады возможности взаимодействия с заказчиком, чтобы
определить, какая из предлагаемых в нашем ассортименте технологий
наиболее удовлетворяет требованиям проекта.
Плавучая система производства, хранения и погрузки
ПСПХВ представляет собой судно со всем необходимым для переработки
нефти и газа и производства метанола. Судно оснащено системой
швартовки для сохранения местоположения, оборудованием для
переработки газа, производства метанола и хранения продукции,
линиями коммуникации, помещениями для проживания
команды и операторов. Технологическая установка и все
коммуникации устанавливаются на надводной части
платформы, а хранилище находится ниже палубы. Такое
судно может быть подвижным и предназначается для
использования на месторождениях с ограниченными
сроками эксплуатации. ПСПХВ - это судно, поэтому
площадь и вес в значительной степени более важны,
чем в случае с БГС. Кроме того, судно подвержено
постоянному
движению.
Поэтому,
необходимо
тщательно выбирать подходящую технологию.
Движение судна, вес и пространство - ключевые факторы
для установок на базе ПСПХВ. Большинство установок
по производству метанола используют паровой реформинг
(обычный или комбинированный). Установки парового
реформинга обладают значительными размерами и массой.
Также огнеупорные системы и подвесной механизм труб не подходят
для двигающихся платформ, таких как ПСПХВ. Очень крупный огневой подогреватель, необходимый для
автотермического реформинга, также не приспособлен для подобного движения. В результате, остаются
две технологии, которые могут быть использованы на ПСПХВ: компактный реформинг и реформинг
с газовым обогревом. Эти технологии также обладают преимуществом экономного использования
пространства и массы. Смотрите дополнительную информацию об этих технологиях в наших брошюрах
по компактному реформингу и технологии производства синтез-газа.