LILONG|甲烷化和烃化2种合成氨原料气精制技术的比较及探讨( 二 )
烃化反应为放热反应 ， 反应温度为220~280 ℃ ， 与甲烷化反应剧烈程度相比 ， 烃化反应较为平稳 ， 其反应机理与费托合成原理较为相似 。 烃化反应的产物为含C、H (及O) 的有机物和水 ， 反应后的气体经降温冷却后 ， 含水烃化物被分离出来 。 由于生成的烃化物在低温下容易结蜡堵塞设备和管道 ， 实际操作中要严格控制分离器的入口温度；另外 ， 烃化反应生成的烃化物极易粘附在设备、管道内壁上 ， 造成系统运行阻力上升 ， 企业运营成本增加 。 因此 ， 烃化精制技术与甲烷化精制技术造成的“氨合成回路压缩机功耗增加”孰优孰劣一直争论不休 。
河南心连心化肥有限公司(简称心连心公司) 有3套烃化系统 ， 均由安淳公司设计 ， 目前3套烃化系统均运行良好 ， 曾经也有将烃化改为甲烷化的打算 ， 但经考察、分析后被搁置 。 3套烃化系统的部分运行参数见表2 。
本文插图
【LILONG|甲烷化和烃化2种合成氨原料气精制技术的比较及探讨】2. 3 甲烷化和烃化精制技术的比较
甲烷化塔和烃化塔内件及流程整体差别不大 ， 进塔气体都需要电炉或蒸汽加热 ， 但由于低温下一氧化碳会使甲烷化催化剂中毒 ， 因此烃化塔改甲烷化塔时一定要将设有冷管的烃化塔内件中的冷管封死 。 厂家将烃化塔改成甲烷化塔的初衷有二：一是烃化系统出现过因操作不当而造成的合成氨系统减机、停车事故； 二是烃化系统产生的烃化物无处消耗 ， 而近年来又逢LNG 利润丰厚 ， 将氨合成系统的富甲烷气作为LNG 的原料气具有不错的经济效益 。 而厂家将甲烷化塔改成烃化塔 ， 主要是考虑到甲烷化生成的甲烷不仅消耗氨合成回路大量的压缩功 ， 又加重氨合成系统尾气处理工序放空气洗涤和膜提氢装置的负荷 。 但目前关于此2 种精制系统具体消耗的对比却缺乏相关实际生产数据作为指导 。
3 甲烷化和烃化精制技术的优缺点对比
烃化系统操作温度较甲烷化系统低 ， 所以其热量消耗较甲烷化系统低；另外 ， 烃化过程本身会产生少量甲醇 ， 所以其催化剂对甲醇、二甲醚等物质无不良反应 。 但烃化产物大部分是液态多元醇 ， 还有少量烃类和水 ， 易在烃化系统中的水冷却器、氨冷却器及其管道中产生结蜡现象 ， 造成系统阻力增加 ， 严重时还会造成减机、停车事故 。
甲烷化系统输出气态副产品甲烷 ， 据计算甲烷化会使进入氨合成界区的新鲜气中的甲烷含量增加0.3%左右 ， 惰性气体的增加势必增加氨合成界区的放空量 ， 进而增加合成氨系统的原料气消耗和电耗 ， 还会造成氨产量减少；但如果其下游工序增设LNG 装置 ， 可以回收大量甲烷 ， 产生不错的经济效益 。
所以 ， 厂家将烃化改成甲烷化或者将甲烷化改成烃化 ， 不仅要从合成氨装置消耗考虑 ， 还要从LNG 产品的经济效益来进行综合考虑 。 关于上文提到的烃化系统设备、管道易结蜡的问题 ， 心连心公司采用串联2台烃化物分离器进行烃化物的分离(前者用于高沸点烃化物的分离 ， 后者用于低沸点烃化物的分离)， 并严格控制第二台分离器的入口温度 ， 除有一套系统因开车时催化剂还原不彻底而导致管道、设备出现堵塞外 ， 其余2 套系统运行状况良好 。
4 结束语
甲烷化和烃化作为合成氨原料气精制技术 ， 目前在我国中、小氮肥企业中有着广泛的应用 ， 期间出现过不少厂家将甲烷化改成烃化 ， 也出现过不少厂家将烃化改成甲烷化 ， 但关于这2 种精制技术孰优孰劣却很难有定论 ， 且这2 种精制系统运行的经济性还取决于LNG 产品市场价格的波动 。 所以 ， 厂家在选择工艺技术时一定应结合企业自身实际情况进行全盘考虑 ， 不能人云亦云 。
