【正文】 209。d) 連續(xù)運轉(zhuǎn)周期連續(xù)運轉(zhuǎn)周期不少于二年。c) 空分裝置特點產(chǎn)品產(chǎn)量大；氣、液體的純度要求高；氧氣產(chǎn)品壓力高；氮氣產(chǎn)品品種多、按壓力分有：VHPNMP1NMP2NLP1NLP2N2；可提供不同壓力等級的儀表空氣、工廠空氣。所以，本套空分裝置選用全低壓分子篩凈化吸附、空氣增壓透平膨脹機制冷、全精餾無氫制氬、產(chǎn)品氧氣內(nèi)壓縮、空氣增壓循環(huán)的工藝流程。這樣的裝置已經(jīng)工業(yè)化，并且在國內(nèi)外的生產(chǎn)裝置上應(yīng)用多套。在冷箱里的氮氣流路有壓力損失，因此循環(huán)氮壓機的吸入壓力要低于相應(yīng)的增壓空氣壓縮機的吸入壓力，這意味著氮壓機的壓縮比要大于增壓空氣壓縮機的壓縮比。內(nèi)壓縮空分流程分為空氣循環(huán)（又稱雙泵流程）和氮氣循環(huán)（又稱單泵流程）。考慮煤種供應(yīng)的變化和生產(chǎn)能力改變引起氧氣消耗的波動，擬選擇供氧能力在56000 Nm3/h的空分裝置四套。 優(yōu)化成套設(shè)備配置方案，提高綜合性能指標(biāo)空分設(shè)備系統(tǒng)復(fù)雜，配套機組多，為保證裝置具有最優(yōu)性價比，目前國際上一些著名的氣體公司均采用擇優(yōu)選擇，在全球范圍進行大配套的做法。209。內(nèi)壓縮流程安全可靠，投資成本及運行成本相對較低，占地面積小。八十年代國內(nèi)開發(fā)出了帶增壓膨脹機的分子篩流程空分設(shè)備（第五代），九十年代中期開發(fā)成功了采用規(guī)整填料塔與全精餾制氬技術(shù)的新一代空分設(shè)備（第六代）。投資比兩塔流程高15%左右，產(chǎn)品純度高；大型甲醇裝置近年來多采用三塔流程。單按設(shè)備造價，一臺反應(yīng)器比兩臺反應(yīng)器省，但其直徑接近5米，要采取特殊的運輸方案，需要增加一筆可觀的大件運輸費，且建設(shè)時間延長。就目前應(yīng)用最廣、采用最多的合成甲醇技術(shù)是Lurgi和ICI技術(shù)，這兩種技術(shù)發(fā)展歷史最長，積累的實踐經(jīng)驗最多，在世界建廠也最多，擁有不同規(guī)模的甲醇合成裝置，并且目前達到的單系列合成甲醇裝置能力也最大。ICI工藝的能量回收系統(tǒng)最近也作了一系列改進，如利用低位能反應(yīng)熱預(yù)熱鍋爐給水，采用冷凝式蒸汽透平代替背壓式透平機等。低壓法與中高壓法相比，具有消耗定額低、能耗低、成本低、產(chǎn)品質(zhì)量高等優(yōu)點。目前國外的甲醇裝置（單系列）生產(chǎn)能力一般在40~170萬噸/年，整體效益明顯。國內(nèi)杭州林達化工技術(shù)工程公司開發(fā)的低壓均溫合成甲醇反應(yīng)器，在全部觸媒床層中采用可自由伸縮活動的冷管，用管內(nèi)冷氣吸收管外催化劑床層中的甲醇反應(yīng)熱，管內(nèi)冷氣與觸媒層中反應(yīng)氣先后進行并流換熱和逆流間接換熱，觸媒裝填系數(shù)從30%提高到70%，因而相同直徑反應(yīng)器產(chǎn)能高，軸向溫度差小，溫度均勻，延長了觸媒壽命，提高甲醇產(chǎn)量。近幾年，在低壓合成甲醇技術(shù)國產(chǎn)化方面取得了很大進展，南化、西南化工研究院已成功地開發(fā)了Lurgi型低壓甲醇合成催化劑，15～20萬噸/年大型反應(yīng)器國內(nèi)已有制造經(jīng)驗。b) 國內(nèi)工藝技術(shù)概況國內(nèi)在甲醇技術(shù)的開發(fā)和實現(xiàn)工業(yè)化的歷史也有幾十年，在甲醇合成催化劑的開發(fā)中，有多家單位開發(fā)成功，并用于工業(yè)化生產(chǎn)。銅催化劑顆粒懸浮在惰性液體中，比傳統(tǒng)固定床反應(yīng)器溫度更易控制。Linde等溫型甲醇合成反應(yīng)器Linde等溫型甲醇合成反應(yīng)器，其結(jié)構(gòu)與高效螺旋盤管換熱器相似，盤管內(nèi)為沸水，盤管外放置催化劑，反應(yīng)熱通過盤管內(nèi)沸水移走，其反應(yīng)器特點是：基本上在等溫下操作，可防止催化劑過熱；控制蒸汽壓力調(diào)節(jié)床層溫度冷卻盤管與氣流間為錯流，傳熱系數(shù)較大。該反應(yīng)器床層壓降小，氣體循環(huán)所需動力大幅度減少，床層溫度分布均勻，甲醇生成的濃度和速度可大幅度提高，反應(yīng)溫度容易控制，催化劑用量減少，反應(yīng)器結(jié)構(gòu)緊湊。國內(nèi)齊魯公司第二化肥廠首先引進該工藝。合成氣由天然氣、石腦油用蒸汽轉(zhuǎn)化法或部分氧化法以及煤氣化制取，它與循環(huán)氣一起壓縮，預(yù)熱后進入反應(yīng)器。國外的合成甲醇反應(yīng)器主要有以下幾種形式：ICI多段冷激型甲醇合成反應(yīng)器ICI甲醇合成塔(反應(yīng)器)為多段冷激型，其主要優(yōu)點有：單塔操作，生產(chǎn)能力大；控溫方便；冷激采用菱形分布器專利技術(shù)，催化劑層上下貫通，催化劑裝卸方便，因此得到普遍使用。目前甲醇的生產(chǎn)工藝路線主要是采用銅基催化劑的ICI中壓法、低壓法及Lurgi低壓法、中壓法和采用鋅鉻催化劑的高壓法。甲醇消費市場的擴大，又促使甲醇生產(chǎn)工藝不斷改進，生產(chǎn)成本不斷下降，生產(chǎn)規(guī)模日益增大。%，但容易起泡，引起堵塔等一系列操作問題，影響推廣應(yīng)用。第二類主要有國內(nèi)的栲膠法，還有國外的LOCAT工藝（空氣資源公司開發(fā)）等。魯奇（Lurgi）的Sulfree工藝在世界范圍內(nèi)已有多套工業(yè)化裝置，我國也引進了多套。3) 硫回收工藝技術(shù)a) 硫回收工藝技術(shù)概況硫回收工藝種類繁多，主要可分為兩大類：一類是固定床催化氧化法，另一類是濕式氧化法。該流程的優(yōu)點是可降低能耗，尤其是部分負荷時機組的效率較高。常用的制冷機種類有活塞式制冷機、螺桿式制冷機、離心式制冷機等。考慮林德與魯奇二種低溫甲醇洗工藝都非常成熟，盡管各有特點，但其消耗相差不大。大連理工大學(xué)低溫甲醇洗工藝流程：大連理工大學(xué)從1983年開始進行低溫甲醇洗的工藝過程研究,在中石化和浙江大學(xué)的協(xié)助下1999年該項研究通過了中石化的鑒定，2000年獲得了中石化科技進步三等獎，并且獲得了國內(nèi)兩項專利申請。一般采用氮氣氣提濃縮硫化氫，二氧化碳回收率為70%。兩家專利在工藝流程設(shè)計、設(shè)備設(shè)計和工程實施上各有特點。關(guān)于低溫甲醇洗和NHD的比較見如下表：低溫甲醇洗和NHD技術(shù)比較項 目單 位低 溫 甲 醇 洗NHD蒸汽相對值11循環(huán)水相對值1冷凍量相對值1電相對值1有效氣損失相對值13氣提氣,N2相對值14投資相對值1從上表對比中可以看出，雖然NHD的投資低于低溫甲醇洗，但其運行費用較高。脫硫脫碳低溫甲醇洗(Rectisol)工藝技術(shù)成熟可靠，能耗較低，氣體凈化度高，可將合成氣中的CO2脫至10ppm以下。全部變換時全部粗煤氣經(jīng)過變換，其中的灰塵會被催化劑截留，但變換率靠調(diào)整氣體的水/氣來實現(xiàn)，生產(chǎn)控制難度較大，且由于氣體水氣比小，變換反應(yīng)推動力小，催化劑用量大，其中有機硫的轉(zhuǎn)化會降低到60％左右，總的有機硫的轉(zhuǎn)化與部分轉(zhuǎn)化差不多。壓縮制冷低溫甲醇洗凈化工藝需外供冷量，提供冷量的技術(shù)較多，較常用的有溴化鋰吸收制冷技術(shù)，適用于提供4～20℃級的冷量；氟制冷技術(shù)，適用于提供5～35℃級的冷量；氨制冷技術(shù)，適用于提供25～45℃級的冷量；乙烯制冷技術(shù)，適用于提供43～115℃級的冷量等等。NHD(或Selexol)同低溫甲醇洗一樣，同屬物理吸收，其對COH2S等均有較強的吸收能力，但對COS的吸收能力較弱。CO變換反應(yīng)會產(chǎn)生大量的熱，反應(yīng)熱可用來產(chǎn)生蒸汽、預(yù)熱脫鹽水。變換煤漿氣化氣中CO含量為49～51%，H2含量為34～35%，不符合甲醇合成新鮮氣的要求，需將部分粗合成氣進行CO變換，增加H2含量。相比較而言，四級閃蒸或汽提工藝后被濃縮的灰水溫度較低，有利于灰水的澄清，故本項目灰水處理工藝采用四級閃蒸、其中高壓閃蒸將氣化爐黑水和碳洗塔黑水分開進行，澄清槽沉淀、真空過濾機分離細渣。由于本項目日處理煤量為8256噸，五開一備。e) 氣化壓力、。由于BGL爐與傳統(tǒng)魯奇氣化爐在氣化溫度上變化不大，生成氣中甲烷及氮氣含量仍然很大，對于生產(chǎn)甲醇來說，意味著大量合成氣要放空，煤耗和功耗都要增加；其次，煤氣凈化流程變長，且三廢治理難度加大，故不推薦做為大甲醇項目可研的氣化技術(shù)。魯奇固定床加壓氣化魯奇固定床加壓氣化工業(yè)化的時間最長，目前國外仍有100多臺爐子在運行，在我國也建有蘭州、哈爾濱、天脊、義馬、解化等5套裝置。德士古氣化技術(shù)在我國使用最多，魯南化肥廠、渭河化肥廠、上海焦化廠三聯(lián)供裝置、淮南化肥廠均以水煤漿氣化技術(shù)進行改造或擴建。但其粗水煤氣中惰性氣體含量很少，因而在甲醇合成時不僅循環(huán)氣量小、省壓縮功，而且弛放氣量小，可以不設(shè)弛放氣氫回收裝置。德士古氣化德士古氣化技術(shù)屬于氣流床氣化技術(shù)，是美國德士古（Texaco）公司根據(jù)油氣化技術(shù)的思路開發(fā)出來的。此外，因合成循環(huán)氣中的惰氣高，使合成回路循環(huán)壓縮機的功耗增加；不但抬高了壓縮機的造價，也增加了運行費和生產(chǎn)成本。Shell氣化由于采用氮氣密封及吹送，因而氣化產(chǎn)生的合成氣中惰性組分含量約為5%，因此對于甲醇合成來說弛放氣量要增加。c) 氣化技術(shù)的選擇目前大型煤氣化技術(shù)較為先進的有Texaco水煤漿氣化，Shell粉煤加壓氣化，Lurgi固定床加壓氣化。從水煤漿制備、純氧氣化、灰水處理等試驗中取得工藝流程的優(yōu)化，最終工藝條件的選擇、設(shè)備材料的選擇、自動控制，軟件開發(fā)等一系列工程數(shù)據(jù)。氣化爐燒嘴較多，停車檢修或更換燒嘴時影響面較大，由于采用四噴嘴，需要配多臺高壓煤漿泵及相應(yīng)管線和儀表控制系統(tǒng)，加之爐體加長，氣化流程中增加了分離器等，投資與采用德士古水煤漿氣化技術(shù)相比（計入德士古專利費后）略低。氣流床氣化我國煤氣化技術(shù)科研人員經(jīng)過多年努力研究，開發(fā)出了具有中國知識產(chǎn)權(quán)的煤氣化技術(shù)，即華東理工大學(xué)會同魯南化肥廠等單位合作開發(fā)的水煤漿四噴嘴撞擊流氣化技術(shù)，該技術(shù)氧耗、煤耗比德士古氣化技術(shù)低，碳轉(zhuǎn)化率可達98％，有效氣體成分（CO＋H2）83～85％，這些指標(biāo)均比德士古氣化技術(shù)高。單爐產(chǎn)氣量有10000Nm3/h，20000Nm3/h，40000Nm3/h等。主要的缺點是合成氣中（CO+H2）為68～72%，有效氣體成分較低，其次是氣化壓力低、單爐產(chǎn)氣量小。氣化爐是一個單段流化床，結(jié)構(gòu)簡單，可在流化床內(nèi)一次實現(xiàn)煤的破粘、脫揮發(fā)份、氣化、灰團聚及分離、焦油及酚類的裂解。流化床氣化國內(nèi)流化床氣化主要有中科院山西煤化學(xué)研究所開發(fā)的灰熔聚流化床粉煤氣化技術(shù)，該技術(shù)可用多種煤質(zhì)作原料，如煙煤、焦炭、焦粉等，使用粉煤在1100℃下氣化，固體排渣，無廢氣排放。b) 國內(nèi)氣化工藝技術(shù)概況固定床氣化固定層間歇氣化技術(shù)，該技術(shù)投資低，技術(shù)成熟，目前我國小氮肥、小甲醇廠90%以上采用該工藝生產(chǎn)。但因氣化溫度變化不大，生成氣中甲烷及氮氣含量大，不宜做合成氣；但其熱值較高，用于做城市煤氣較好。 工藝技術(shù)方案比較與選擇1） 氣化工藝技術(shù)a) 國外氣化工藝技術(shù)概況以煤為原料的氣化方法主要有固定床和流化床、氣流床等。與國外相比，我國以天然氣為原料的甲醇廠由于規(guī)模?。壳白畲竽芰?0萬噸/年）、能耗高（一般為1100～1260Nm3/t，最高達1770Nm3/t甲醇），其成本一般為1300～1400元/噸。國外大型甲醇裝置大多采用以天然氣為原料的生產(chǎn)路線，主要原因除了一次性投資較低外，也與國外的天然氣價格低有關(guān)。在甲醇生產(chǎn)裝置中，合成氣的制備，在裝置總投資中占絕大部分（約為60%），而甲醇的合成、粗甲醇的精餾以及公用工程等部分的投資所占比例較少，所以，甲醇生產(chǎn)原料路線的選擇，主要是對合成氣制備所用原料以及工藝路線的選擇。中華人民共和國國家標(biāo)準工業(yè)甲醇（GB33892）項 目指標(biāo)優(yōu)等品一等品合格品色度（鉬鈷）， ≤510密度（20℃）， g/cm3溫度范圍（0℃，101325Pa）, ℃沸程（177。年產(chǎn)180萬噸甲醇項目可行性研究報告年產(chǎn)180萬噸甲醇項目可行性研究報告 生產(chǎn)規(guī)模及產(chǎn)品方案 生產(chǎn)規(guī)模及產(chǎn)品方案本項目作為**煤制油有限公司煤制烯烴項目60萬噸/年MTO裝置的配套工程，甲醇裝置公稱生產(chǎn)規(guī)模為180萬噸/年,5500噸/日，年操作時間8000小時。因此甲醇質(zhì)量指標(biāo)執(zhí)行中華人民共和國國家標(biāo)準工業(yè)甲醇（GB33892）優(yōu)等品的要求。煤、焦炭、天然氣、煉廠氣、石腦油（輕油）、渣油（重油）、焦?fàn)t氣和乙炔尾氣等均可用來制造一氧化碳和氫（合成氣），作為合成甲醇的原料。以煤或天然氣為原料制合成氣的生產(chǎn)工藝都比較成熟，國內(nèi)外都有大型工業(yè)化裝置在運轉(zhuǎn)。一般認為，則甲醇成本大于1100元/噸，已無競爭能力。本項目推薦以煤為原料生產(chǎn)甲醇的技術(shù)路線?，F(xiàn)有一臺工業(yè)示范爐在德國運行，用于處理城市垃圾，所用原料為各種城市垃圾、廢塑料和煙煤。氣流床氣化技術(shù)氣流床氣化技術(shù)有美國德士古氣化（Texaco）技術(shù)和荷蘭殼牌謝爾（shell）粉煤加壓氣化技術(shù)。國內(nèi)固定床氣化還有富氧連續(xù)氣化技術(shù)，雖然該技術(shù)連續(xù)氣化無吹風(fēng)氣排放，污染較少，但只能采用焦炭或無煙煤作原料，原料價格高,且生成氣中氮氣含量高，不適合作合成甲醇的原料氣。其煤種適應(yīng)性廣，操作溫度約為1000℃，(G)。碳轉(zhuǎn)化率為90%。氣化爐無爐篳，空筒氣化，操作可靠，氣化爐運轉(zhuǎn)率可達92%。主要的缺點也是有效氣體成分較低、且含氮高，氣化壓力低、單爐產(chǎn)氣量小。由于該技術(shù)中試試驗時間較短，大型裝置未投產(chǎn)驗證，有一定的風(fēng)險。原化工部臨潼化肥研究所（現(xiàn)西北化工研究院）早在60年代末就已開展水煤漿純氧氣化的研究，70年代初建立日處理50噸的氣化裝置。這一系列科研成果得到了化工部科技司、國家科委的大力支持和技術(shù)鑒定，為今后我國水煤漿氣化工程應(yīng)用奠定了基礎(chǔ)，也為工程設(shè)計提供了基礎(chǔ)數(shù)裾。采用干粉氣化，氧耗量較低，但需要氮氣密封，氣化壓力不能太高；氣化爐（帶廢鍋）結(jié)構(gòu)復(fù)雜龐大；設(shè)備費及專利費均較高。用Shell氣化制甲醇合成氣要增加一套凈化合成氣增壓機；由于變換氣進低溫甲醇洗凈化裝置的壓力低，也造成凈化系統(tǒng)的投資增加。但從實際建設(shè)情況看，氣化爐供貨周期不少于18個月，關(guān)鍵設(shè)備國產(chǎn)化率低，使得Shell氣化裝置投資高，建設(shè)周期長，國內(nèi)并無運行經(jīng)驗，因此也加大了投資的風(fēng)險。該技術(shù)由于是水煤漿進料，大量水份要進行氣化，因而以單位體積的(CO+H2)計的煤耗和氧耗均比Shell氣化高?？衫梅勖海侠寐矢?；三廢量小，污染環(huán)境輕，廢渣可做水泥原料；該技術(shù)在世界上已有7套裝置運行，其中我國有4套；同時2004年，中國在建的德士古裝置有7套。此外，該技術(shù)國內(nèi)支撐率高，生產(chǎn)運行管理經(jīng)驗多，風(fēng)險少，故推薦做為本項目的氣化工藝技術(shù)。由于尚無大的以煤為原料的BGL氣化爐的數(shù)據(jù)和運行經(jīng)驗，故上表中仍暫列傳統(tǒng)