【正文】 離法冷分離法是利用壓力變化引起溫度變動，使水蒸氣從氣相中冷凝下來的方法。二：壓力：（G），溫度：535℃。其中離心空氣壓縮機、空氣增壓壓縮機、驅動汽輪機、產(chǎn)品氮氣增壓機、高低壓板式主換熱器、低溫透平膨脹機、低溫泵、所有低溫閥門、調節(jié)閥門和切換閥門及DCS系統(tǒng)、分析儀和主要儀表均為進口設備，國內(nèi)的子公司制造和采購的設備主要為精餾塔、空氣純化系統(tǒng)、空氣預冷系統(tǒng)、空氣過濾器、部分儀表和電控設備等。兩種氧氣增壓方案的比較見下表。從安全方面分析，盡管外壓縮流程的使用也比較普遍，氧氣壓縮機的設計和制造水平不斷提高，但是統(tǒng)計數(shù)據(jù)表明，氧壓機有多臺次發(fā)生過燃燒事故，而內(nèi)壓縮流程從未出現(xiàn)過類似事故。不同點是內(nèi)壓縮流程采用空氣增壓機和液氧泵獲得高壓氧氣；外壓縮流程采用氧壓機獲得高壓氧氣。本裝置的硫磺產(chǎn)量高達97t/d，因此不宜選用。由于生物硫磺具有很強的的親水性，所以流動性好，不會產(chǎn)生堵塔的現(xiàn)象。含H2S氣體在吸收塔內(nèi)與含硫細菌的堿液逆流接觸，H2S溶解在堿液中進入到生物反應器（專利設備）。解析出的H2S氣返回系統(tǒng)，上游克勞斯裝置任何條件的波動對本裝置的操作無影響。1)傳統(tǒng)克勞斯工藝原理可以簡單概括成：含一定濃度的H2S酸性氣首先進入焚燒爐，使其中一部分H2S通過燃燒生成SO2與另一部分含H2S氣體在催化劑的作用下生成單質硫，由于受克勞斯反應的平衡限制，克勞斯工藝總硫磺回收率一般在95～98％左右，尾氣根本無法滿足國家現(xiàn)有的環(huán)保指標。目前正在美國開展擬建一座18萬Nm3/h的合成天然氣廠的前期工作。第一期工程的設計能力為日產(chǎn)合成天然氣389萬米3（相當于日產(chǎn)原油2萬桶），于1980年7月破土動工，1984年4月完工并投入試運轉，1984年7月28日生產(chǎn)出首批合成天然氣并送入美國的天然氣管網(wǎng)。 甲烷化技術選擇甲烷化技術是魯奇公司、南非沙索公司工程師在20世紀70年代開始在兩個半工業(yè)化實驗廠上進行試驗證明了煤氣進行甲烷化可制取合格的合成天然氣。然后冷卻減壓制冷。 制冷工藝的選擇低溫甲醇洗裝置所需40℃級冷量為8586106kcal/h，0℃106kcal/h。對于低溫甲醇洗所必需的低溫鋼、低溫管件、低溫閥門、低溫泵的制造以及塔內(nèi)件的設計和難度較大的設備制造（如纏繞式換熱器）已基本實現(xiàn)了國產(chǎn)化。無疑這是對低溫甲醇洗技術進行消化吸收的有利基礎。所以鑒于碎煤加壓氣化復雜的氣體雜質，基于低溫甲醇洗凈化可以一次性綜合脫除各種雜質的獨特優(yōu)勢，無疑碎煤加壓氣化配套低溫甲醇洗是最合理的組合。除此之外，低溫甲醇洗工藝與其他凈化工藝相比還有著如下各種顯著的優(yōu)點：l 吸收能力強，溶液循環(huán)量小l 再生能耗低l 氣體凈化度高l 溶劑熱穩(wěn)定性和化學穩(wěn)定性好，溶劑不降解、不起泡，純甲醇對設備不腐蝕l 溶液粘度小，有利于節(jié)省動力l 甲醇和水可以互溶，利用此特性可以用其干燥原料氣，而且利用其與水的互溶性用水可以將石腦油從甲醇中萃取出來l 甲醇溶劑價廉易得l 流程合理，操作簡便低溫甲醇洗在同一裝置中實現(xiàn)了多種雜質的脫除，相對于其他凈化方法的多種凈化工藝組合而言，工序相對單一、合理，便于操作管理。在這些組分中除CO、HCH4有效組分和N2，Ar等惰性氣體外，其余所有組分包括CO2和硫化物都是需要脫除的有害雜質，可見其凈化任務的艱巨。因此采用Lurgi煤氣化工藝合成天然氣比Shell、GSP煤氣化工藝，變換、低溫甲醇洗凈化裝置、甲烷化裝置處理量大大減少，消耗、投資大大降低。GSP是Lurgi的2倍。電：Shell是Lurgi氣化的19倍，GSP是Lurgi氣化的12倍。依據(jù)上述三個原則，由于煤含水分高，不可能制出符合德士古所要求的水煤漿濃度60%以上，流化床氣化工藝比較適應年青褐煤氣化，但氣化壓力＜1Mpa，飛灰太多且含碳高，碳轉化率、氣化效率較低，在裝置大型化方面還存在一定問題，BGL固定床液態(tài)排渣壓力氣化，雖然較好適應高水份褐煤氣化，且有蒸汽消耗低，煤氣中甲烷含量高的特點，但技術還不成熟。本項目采用錫林浩特高水份褐煤。主要工藝技術采用：l 碎煤加壓氣化l 粗煤氣耐油耐硫變換、冷卻l 低溫甲醇洗凈化l 低壓蒸汽吸收制冷l Claus—Scot硫回收工藝l 甲烷化l 廢水綜合利用、殘液焚燒工藝 煤氣化工藝技術選擇 煤氣化工藝有十幾種，在工業(yè)上大量采用的也就是幾種，可分為固定床、流化床、氣流床三種類型。煤氣化工藝選擇原則是：（1）根據(jù)煤質選擇相適應的煤氣化工藝。%（Mar），（ar）。因此大唐國際某煤制天然氣項目可供選擇的氣化工藝有GSP、Shell干粉煤、液態(tài)排渣氣流床壓力氣化，Lurgi碎煤固定床干法排灰壓力氣化。蒸汽：GSP、。造成投資大的主要原因除氣化裝置外，空分裝置影響更大。綜上所述煤氣化推薦選Lurgi煤氣化?？v觀當今各種氣體凈化工藝，能擔當此重任者非低溫甲醇洗莫屬。低溫甲醇洗與NHD凈化工藝相比由于裝置在低溫下操作，需用低溫材料，因此投資較高?；簢a(chǎn)化的技術主要基于：l 對眾多引進裝置的消化吸收化二院（天脊集團項目）20世紀70年代末從德國魯奇公司引進低溫甲醇洗凈化技術，原化工部購買了林德公司低溫甲醇洗、液氮洗專利技術，供部屬設計院使用。l 完成國家“七五”“八五”重點科技攻關課題之一《碎煤加壓氣化日產(chǎn)100萬立方城市煤氣的低溫甲醇洗基礎設計》本課題的完成最重要的成果是在國家科委及化工部組織的課題攻關中，由國內(nèi)實力很強的上海化工研究院、南京化工研究院配合化二院進行了大量的相平衡數(shù)據(jù)及熱力學數(shù)據(jù)測定，從而根本上解決了困擾低溫甲醇洗國產(chǎn)化設計所需的物性數(shù)據(jù)庫問題。目前即使引進的低溫甲醇洗裝置硬件供應也全部是國內(nèi)生產(chǎn)。干燥裝置所需40℃106kcal/h，制冷有三種方案可供選擇：（1）混合制冷 此方案是將蒸發(fā)后的氣氨經(jīng)離心式氨壓機提壓后再去吸收制冷，避免了吸收器在負壓下操作，使生產(chǎn)操作更加穩(wěn)妥可靠，混合制冷采用工藝付產(chǎn)的低壓蒸汽作熱源，系統(tǒng)中的溶解熱及冷凝熱由冷卻水帶出。吸收制冷要消耗大量蒸汽和循環(huán)水，制冷效率較低，只有在流程中有大量低位熱能或低壓蒸汽找不到用途時，才顯示其優(yōu)越性。CO轉化率可達100%，CO2轉化率可達98%，甲烷可達95%，低熱值達8500kcal/Nm3。該廠至今還在正常運行。項目甲烷合成技術可以從上述兩公司中擇優(yōu)選用。主要化學反應2H2S+3O2→ 2H2O +2SO2SO2+ 2H2S→3S+ 2H2O2)催化氧化技術，在兩級普通克勞斯催化轉化之后，第三級改用選擇性氧化催化劑，將H2S直接氧化成元素硫，常規(guī)克勞斯工藝要求H2S/SO2比值為2的條件下進行，而此種富H2S工藝卻維持催化段在富H2S條件下舉行，例如二段催化劑反應器出口氣體要求H2S/SO2比值可高達10，末端選擇催化氧化反應實際上是一種尾氣處理工藝，％，如果采用此工藝處理本工號的酸性氣，處理后的尾氣仍然存在COS，SO2遠遠超出國家排放標準，不能滿足要求。因此，當硫磺回收裝置尾氣的組成、流量、溫度、壓力等狀態(tài)參數(shù)強烈波動時，尾氣處理裝置仍能保持平穩(wěn)運轉，通常操作彈性范圍20％～200％。除SO2外，尾氣中所有的有機硫化合物（COS、CS各種硫醇等）以及元素硫均可被還原成H2S而返回硫磺回收裝置，％。在生物反應器內(nèi)的充氣環(huán)境下，H2S在一種無色硫磺桿菌的作用下生產(chǎn)單質硫，該過程只有在反應器通風的條件下才能實現(xiàn)。殼牌帕克（Shellpaques）生物脫硫工藝特點 ，凈化后尾氣中的H2S濃度小于4ppmv。經(jīng)比較初步推薦Claus—Scot工藝。從能耗上看，采用內(nèi)壓縮流程和外壓縮流程的實際功耗相近。另外，由于內(nèi)壓縮流程使用了液氧泵，可及時抽走主冷凝蒸發(fā)器液氧中的液態(tài)烴，使得空分裝置的運行更加安全、可靠。液氧泵和氧壓機增壓方案比較表序號項目液氧泵流程氧壓機流程1相對能耗12相對投資13維修費用低高4占地面積小大5安全性安全較安全因此，本項目推薦采用液氧泵內(nèi)壓縮流程。（3）空壓機及配套汽輪機的選擇本項目45000Nm3/h空分裝置需要處理的空氣量約為214000Nm3/h，由于處理氣量大，采用離心式壓縮機壓縮空氣，蒸汽透平驅動。（G）等級的汽輪機，業(yè)績較少，價格較高；（G）等級的汽輪機，空分裝置配套的很多，技術已比較成熟。常用有兩種流程：節(jié)流膨脹冷卻流程與加壓后冷卻流程。上述兩種方法煤氣干燥度即露點溫度,將受多種因素影響、且能量損失大。 復式固定干燥劑是綜合了多種干燥劑的優(yōu)點。常用的液體吸水劑有氯化鈣水溶液、氯化鋰水溶液、甘醇醇胺、二甘醇及三甘醇等。選用這種方法的前提是低位熱能足夠富裕。碎煤固定床干法排灰加壓氣化，國外德國魯奇公司稱魯奇氣化。在中國上世紀70年代末引進德國魯奇公司氣化技術，用5臺氣化爐生產(chǎn)30萬t/a合成氨，80年代蘭州煤氣廠，沈陽煤氣廠引進捷克氣化技術和氣化爐8臺，哈爾濱煤氣廠引進原東德PKM公司氣化爐5臺，90年代中，義馬煤氣廠用政府貸款方式，引進澳大利亞魯奇公司氣化爐3臺，現(xiàn)已擴建至5臺。在上述技術開發(fā)和消化吸收各種氣化爐的基礎上在上世紀的國家“七，試驗完后此爐移交云南解化用于合成氨生產(chǎn)，在此開發(fā)基礎上，化二院完成了天脊第五臺爐氣化爐設計，義馬煤氣廠3臺氣化爐設計。神華寧夏煤業(yè)集團25萬t/a甲醇等項目。 硫回收技術來源硫回收技術很多，但能滿足當今環(huán)保要求技術的還不多，建議選用金陵石化或齊魯石化開發(fā)的CluasSCOT硫回收工藝技術。低溫甲醇洗分離出來的酸性氣體在硫回收裝置生產(chǎn)硫磺，尾氣送至煙囪達標排放。原燃料煤不落地，由圓筒倉密閉貯存。整個備煤系統(tǒng)均設兩路，一路運行，一路備用。 氣化備煤系統(tǒng)篩分廠房緩沖倉中0~50mm的煤由振動給料機定量地給至弛張篩進行篩分，8mm的合格原料煤由帶式輸送機轉運輸送到氣化爐頂緩沖倉貯存，緩沖倉可以貯存4小時的用煤量。詳見備煤工藝流程圖。備煤系統(tǒng)均為三班工作制，每班工作8小時。 碎煤加壓氣化 流程簡述碎煤加壓氣化裝置由氣化爐及加煤煤鎖和排灰灰鎖組成，煤鎖和灰鎖均直接與氣化爐相聯(lián)接。在向氣化爐加完煤之后，煤鎖再卸壓至常壓，以便開始下一個加煤循環(huán)過程。經(jīng)煤塵旋風分離器除去煤塵后排入大氣?；益i也進行充壓、卸壓的循環(huán)。逸出的蒸汽在水中冷凝并排至排灰系統(tǒng)。還有CnHm、N硫化物(H2S)、焦油、油、石腦油、酚和氨等眾多氣體雜質。洗滌冷卻器的用途首先是將煤氣溫度降至200℃左右，其次是除去可能夾帶的大部分顆粒物。離開氣化工段的粗煤氣在壓力2910kpa(g)、溫度180℃飽和狀況下，通過粗煤氣總管進入煤氣變換冷卻工段。分離后一部分煤氣水排往煤氣水分離裝置，所需的補充水為來自煤氣水分離裝置的噴射煤氣水。通過火炬氣氣液分離器的火炬氣將通過火炬筒，在火炬頭部用導燃器點火燃燒，火炬采用分子封作為火焰擋板，并連續(xù)不斷地向火炬筒注入氮氣，供吹掃用。出氣化爐粗煤氣中H2/CO=。進入變換的粗煤氣首先進入洗滌分離器，用熱煤氣水洗滌，然后經(jīng)過連續(xù)串聯(lián)的三臺換熱器使粗煤氣升溫，第一、第二回收主變換爐變換氣的熱量，為了防止第一換熱器管內(nèi)堵塞，噴入少量熱煤氣水對粗煤氣進一步洗滌。變換氣中的顯熱和水蒸汽冷凝潛熱，用于生產(chǎn)低壓蒸汽和預熱鍋爐給水后，最終用循環(huán)水冷卻至40℃去低溫甲醇洗。 原材料、動力消耗量及廢物排放量原材料及動力消耗量見下表序 號名 稱規(guī) 格單位消耗量1入裝置脫鹽水t=40℃ P= Mpa（g）t/h27782出裝置脫鹽水t=85℃ P= Mpa（g）t/h27783循環(huán)冷卻水△t=10℃ P=(g)t/h25204電380VkW6605含塵煤氣水t=120℃ P= Mpa（g）t/h6含油煤氣水t=85℃ P= Mpa（g）t/h 低溫甲醇洗 工藝流程簡述⑴主處理部分來自煤氣冷卻工段的粗煤氣進入低溫甲醇洗裝置后，在一系列熱交換器中粗煤氣得到冷卻。預洗后的粗煤氣進入H2S吸收塔的脫硫段，在該段內(nèi)，用來自CO2吸收塔底的無硫甲醇富液噴淋洗滌，脫除粗煤氣中的H2S和COS等硫化物。其余的甲醇富液到CO2閃蒸塔閃蒸再生。Ⅰ段甲醇閃蒸液經(jīng)過甲醇段間冷卻器冷卻后，依次進入Ⅱ、Ⅲ段，閃蒸壓力逐漸降低，以解析出大部分溶解的CO2，為了進一步降低甲醇半貧液中的CO2含量，采用了氮氣提工藝。首先進入H2S閃蒸塔的下部進行閃蒸。Ⅱ段含硫甲醇液進入H2S閃蒸塔的再吸收段，在這里，用來自氮氣冷卻器的冷的氮氣氣提出CO2氣，氣提出的氣體與來自CO2閃蒸塔的Ⅲ段的甲醇半貧液逆流接觸，以脫除氣體中的H2S和COS，之后離開H2S閃蒸塔經(jīng)換熱器回收冷量后送往二氧化碳尾氣洗滌塔。甲醇蒸氣在熱再生塔再沸器中由低壓蒸氣加熱產(chǎn)生。在熱再生塔釜的完全再生的甲醇用貧甲醇泵增壓，經(jīng)富／貧甲醇換熱器冷卻后，送到CO2吸收塔頂作為精洗甲醇液。來自H2S吸收塔預洗段的甲醇液中含有COH2S、石腦油等化合物，其在預洗甲醇加熱器中被加熱，然后送至預洗閃蒸塔進行閃蒸，閃蒸氣返回到H2S閃蒸塔再吸收段。在此混合物分為兩層。該產(chǎn)物被設在塔頂?shù)墓卜兴淠骼淠淠阂徊糠炙屯腿∑鞯慕o料緩沖室，一部分靠重力返回到塔內(nèi)作回流液。為了防止甲醇水塔再沸器的管道腐蝕，需向再沸器的甲醇水給料管中噴入NaOH溶液，由NaOH泵噴入。(g)、0℃的氣氨進入高溫過冷器，被40℃的液氨加熱至30℃后進入Ⅱ級吸收器，同時液氨被過冷到25℃送出本裝置，去低溫甲醇洗用于0℃級冷量。精餾熱量由降膜式低壓解吸器提供，(g)、158℃的低壓蒸汽，低壓精餾塔底部出來的溶液進入降膜式低壓解吸器。％，溫度55℃，進入氨冷凝器后被冷卻水冷凝為36℃的液氨。液氨貯槽和冷凝液貯槽的作用是在裝置開車時為系統(tǒng)提供氨和冷凝液，并在裝置停車時接受從系統(tǒng)中排出的部分液氨和氨水溶液。 甲烷合成用的是鎳催化劑。以保證產(chǎn)品氣的露點在30℃。其生產(chǎn)方法是利用減壓膨脹原理，分