【正文】 魯奇爐的數(shù)據(jù)。本項目氣化采用激冷流程。f) 氣化爐規(guī)格，可根據(jù)合成氣規(guī)模確定。g) 灰水處理現(xiàn)有的生產(chǎn)裝置中灰水處理流程有三種：四級閃蒸、三級閃蒸加汽提及二級閃蒸。另外H2與CO的比例也不能滿足甲醇合成的需要，因而粗煤氣需經(jīng)部分變換調(diào)整H2/CO、除去多余COH2S、COS等凈化過程方可進行甲醇合成。由于流程短，能耗低，故水煤漿氣化配耐硫變換是最佳選擇。該技術(shù)成熟可靠，能耗較低，氣體凈化度高，可將CO2脫至10ppm以下。目前世界上大型煤氣化裝置產(chǎn)生的合成氣凈化采用低溫甲醇洗技術(shù)較為普遍；采用NHD技術(shù)的裝置很少，NHD凈化大都用于中小型裝置。兩種工藝各有優(yōu)點：部分變換的優(yōu)點是由于部分氣體進變換爐，氣量少，氣體中水/汽比高（），變換反應推動力大，催化劑用量少，其中經(jīng)變換氣體中的有機硫約95％以上可轉(zhuǎn)化為H2S；H2/CO的調(diào)整靠配氣，容易調(diào)整，變換爐及粗煤氣預熱器設備??；缺點是有部分粗煤氣不經(jīng)變換，其中的有機硫未能部分轉(zhuǎn)化為無機硫，但是如果采用低溫甲醇洗凈化，有機硫也能完全脫除。部分變換的催化劑裝填量約51m3，在進變換之前水煤氣首先經(jīng)過氣液分離器、煤氣過濾器除去氣體中雜質(zhì)和液體，然后經(jīng)過預熱器加熱到一定溫度進入變換爐。NHD(或Selexol)溶液對COH2S等均有較強的吸收能力，%以下，H2S小于1ppm，但對COS吸收能力差，需增加水解裝置，而且該工藝須將脫硫和脫碳分開脫除，使得流程復雜，另外其溶劑昂貴，吸收能力比甲醇低，因而，溶劑循環(huán)量大，操作費用較高，該法的優(yōu)點在于設備無腐蝕，可采用碳鋼設備，整個工藝投資較少。目前，國外低溫甲醇洗工藝國外有林德工藝和魯奇工藝二種流程，二者在基本原理上沒有根本區(qū)別，而且技術(shù)都很成熟。在甲醇溶劑循環(huán)回路中設置甲醇過濾器，除去FeS、NiS等固體雜質(zhì)，防止其在系統(tǒng)中積累而堵塞設備和管道。系統(tǒng)冷量全部由外部提供，操作調(diào)節(jié)相對靈活。同時該技術(shù)由大連理工大學提供工藝包，也被德州化肥廠國產(chǎn)化大化肥項目、渭河化肥廠20萬噸甲醇項目、以及湘火炬甲醇項目先后予以采用。c）氨壓縮制冷氨制冷裝置是以氨為制冷劑通過制冷壓縮機及輔機由壓縮、冷凝、節(jié)流、蒸發(fā)四個過程組成制冷循環(huán)，為低溫甲醇洗裝置提供冷量。為提高制冷循環(huán)的經(jīng)濟性，節(jié)約能源和制取低蒸發(fā)溫度下的冷量，本方案采用節(jié)能型雙級離心式壓縮制冷循環(huán)，工藝流程中帶有“中間省功器”。另外，實行中間節(jié)流后，單位質(zhì)量工質(zhì)的制冷量增大，節(jié)省了氨蒸汽進入一級壓縮的壓縮功，達到了省功的目的。林德（Linde）公司開發(fā)的Clinsulf法可以處理低H2S含量的酸性氣體，H2S含量小于15%，最低可達3～7%（Vol%），此工藝目前有多套工業(yè)化裝置。加拿大Delta公司的MCRC硫回收工藝是一種亞露點Claus轉(zhuǎn)化，即改變了常規(guī)Claus反應的平衡條件，在低于硫的露點下操作，三級MCRC轉(zhuǎn)化，硫回收率可達99%，它不僅是一種硫回收方法，也是較好的尾氣凈化方法；荷蘭Comprimo公司開發(fā)的超級克勞斯硫回收工藝，一改以往單純增加轉(zhuǎn)化級數(shù)來提高H2S的方法，在兩級普通克勞斯轉(zhuǎn)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，總回收率達99%以上，在國內(nèi)外已有多套工業(yè)裝置。LOCAT法工業(yè)化于1976年，該法流程簡單。由于工業(yè)合成甲醇成本低，產(chǎn)量大，促進了甲醇工業(yè)的迅猛發(fā)展。雖然由CO加H2合成甲醇的工藝至今已有80年歷史，盡管催化劑、工藝流程和主要設備的發(fā)展到現(xiàn)在已相當完善，但世界各國仍在不斷地開發(fā)研究新型催化劑、新的合成工藝和新型反應器。對甲醇合成工藝來講，甲醇合成反應器是其核心設備，甲醇合成反應器的形式基本決定了甲醇合成工藝的系統(tǒng)設置，在選擇甲醇合成工藝中，要考慮合成反應器的操作靈活性、操作靈敏性、催化劑的生產(chǎn)強度、操作維修的方便性、反應熱的回收利用等因素，對于大型的單系列甲醇裝置，還必須要考慮運輸?shù)姆奖阈院涂赡苄?。Lurgi低壓甲醇合成工藝及反應器Lurgi低壓甲醇合成工藝采用列管式反應器，CuO／ZnO基催化劑裝填在列管式固定床中，反應熱供給殼程中的飽和鍋爐水產(chǎn)生中壓蒸汽，反應溫度通過控制反應器殼程中飽和水的壓力來調(diào)節(jié)，操作溫度和壓力分別為250～260℃和5～10MPa。其缺點是反應器結(jié)構(gòu)較復雜。反應熱傳給冷管內(nèi)沸水使其蒸發(fā)成蒸汽。TOPSOL徑向流甲醇合成反應器合成系統(tǒng)由三臺絕熱操作的徑向流反應器組成，反應器之間設置外部換熱器移走熱量，氣體在床層中向心流動，該反應器特點是：徑向流動，壓降較小，可增大空速，提高產(chǎn)量；可使用小粒徑催化劑，提高粒內(nèi)效率因子，提高宏觀反應速度；可方便地增大生產(chǎn)規(guī)模，在直徑不變的情況下，增加反應器高度，即可增大生產(chǎn)規(guī)模，單系列能力可達2000噸/天以上。液相法甲醇合成反應器技術(shù)1985年，Air Product ＆ Chemical公司開發(fā)了以液相熱載體和漿態(tài)床反應器為基礎的液相甲醇合成新技術(shù)，即LPMEOH技術(shù)。國外低壓甲醇合成反應器發(fā)展趨勢適應單系列、大型化的要求（如Lurgi、ICI反應器等）；以較高位能回收反應熱，副產(chǎn)蒸汽（如Lurgi、MHI/MGC、Linde反應器）；催化劑床層溫度易于控制，可靈活調(diào)節(jié)溫度（如Lurgi、ICI反應器）；床層內(nèi)溫度盡可能均溫，以延長催化劑壽命（如Lurgi、MHI/MGC、Linde反應器）；催化劑生產(chǎn)強度大，反應中CO轉(zhuǎn)化率高（如Lurgi、MHI/MGC反應器）；采用徑向或軸徑向流動，壓降低（如TOPSOL、TEC、Casale反應器）；結(jié)構(gòu)簡單緊湊，催化劑裝卸方便（如ICI反應器）；所選用的材料具有抗羰基化物生成的能力及抗氫脆的能力（如Lurgi、ICI反應器）。在甲醇合成整體工藝開發(fā)中，聯(lián)醇工藝是我國甲醇合成工藝的富有特色的工藝，為解決當時國內(nèi)甲醇需求作出了較大貢獻，一大批聯(lián)醇廠紛紛建成投產(chǎn)，從造氣、脫硫脫碳、甲醇合成到精餾等，解決了一大批技術(shù)難題。采用“絕熱—管殼外冷復合型”氣固相催化反應器的20萬噸/年裝置正在設計安裝階段。c) 甲醇合成工藝的比較與選擇本項目180萬噸/年甲醇裝置是國內(nèi)最大的甲醇生產(chǎn)裝置，雖然有20萬噸/年的煤制甲醇裝置在運行，但解決180萬噸/年甲醇合成塔的放大問題目前還無先例，存在較大的技術(shù)風險。目前無論國內(nèi)國外建設甲醇裝置，大多采用低壓法技術(shù)。ICI合成反應器采用激冷式，設備結(jié)構(gòu)簡單、單系列生產(chǎn)能力大、投資小，其缺點是用原料氣激冷控制溫度，床層溫度有波動時，循環(huán)比較大，操作費用高，需專設開工加熱爐。Lurgi公司為了實現(xiàn)甲醇裝置的超大型化，還推出了兩臺反應器串聯(lián)的流程，即氣冷管殼反應器串聯(lián)及熱量偶合的流程，單系列甲醇能力可達5000噸/天。其次，就一臺反應器和兩臺反應器來說，Lurgi公司都可以提供。d) 甲醇精餾工藝的選擇甲醇精餾工藝有三塔流程和兩塔、4+1塔流程，其中三塔流程能耗是兩塔流程的60～70%。 采用帶增壓膨脹機的分子篩流程及規(guī)整填料塔與全精餾制氬技術(shù)。 產(chǎn)品規(guī)格多樣化，尤其是內(nèi)壓縮國內(nèi)外已是一種發(fā)展趨勢九十年代中期以后，隨著化工裝置對空分產(chǎn)品的品種的要求，大中型空分的高壓內(nèi)壓縮流程已逐步占領市場，使用情況良好。使用計算機能檢測瞬間大量工藝數(shù)據(jù)，并能自動調(diào)節(jié)設備工況，使產(chǎn)品產(chǎn)量、純度、壓力保持在設定的范圍及指標內(nèi)。209。 空分裝置規(guī)模本項目設計能力為年產(chǎn)甲醇180萬噸，相應的氧氣需要量為204421Nm3/h。內(nèi)壓縮流程是現(xiàn)今國內(nèi)外空分裝置普遍采用的先進的工藝流程，內(nèi)壓縮流程具有以下幾個主要優(yōu)點：由于用液氧泵取代了價格昂貴的氧氣透平壓縮機，可使投資降低；液氧泵備品配件比氧壓機的備品配件價格低，且運行安全可靠，易于操作，因而可使維護保養(yǎng)成本降低；使用液氧泵內(nèi)壓縮后，可防止烴類在冷凝蒸發(fā)器內(nèi)聚集，因此安全性更好，裝置也更可靠；增壓機可以和原料空壓機合拼成為一個機組，因而占地減少、安裝費用省、操作方便、控制簡化。由于被壓縮的氮氣來自冷箱。目前，國內(nèi)外大型空分裝置基本上采取增壓透平膨脹或全低壓透平膨脹、氮水預冷、分子篩吸附、內(nèi)壓縮（液氧）工藝流程。膨脹前后的空氣產(chǎn)生焓降，可為空分裝置提供一定的冷量。如：德州40000 Nm3/h空分即將開車、安慶、湖北48000 Nm3/h空分已通過基礎設計審查。全廠需用的氮氣氮氣氮氣3由空分裝置提供，設統(tǒng)一的氮氣管網(wǎng)。3）硫回收采用Linde的Clinsulf硫回收工藝技術(shù)，購買工藝軟件包或基礎工程設計，詳細設計由國內(nèi)完成。 引進關(guān)鍵設備和材料209。7）空分裝置由國內(nèi)合資空分設備制造廠成套供貨。用于煤漿氣化的磨機現(xiàn)在有兩種，棒磨機與球磨機；棒磨機與球磨機相比，棒磨機磨出的煤漿粒度均勻，篩下物少。為了節(jié)約水源，凈化排出的含少量甲醇的廢水及甲醇精餾廢水均可作為磨漿水。離開氣化爐反應段的熱氣體和熔渣進入激冷室水浴，被水淬冷后溫度降低并被水蒸汽飽和后出氣化爐；氣體經(jīng)文丘里洗滌器、碳洗塔洗滌除塵冷卻后送至變換工段。從氣化爐和碳洗塔排出的高溫黑水分別進入各自的高壓閃蒸器，經(jīng)高壓閃蒸濃縮后的黑水混合，經(jīng)低壓、兩級真空閃蒸被濃縮后進入澄清槽，水中加入絮凝劑使其加速沉淀。洗滌塔給料槽的水經(jīng)給料泵加壓后與高壓閃蒸器排出的高溫氣體換熱后送碳洗塔循環(huán)使用。氣液分離器分離出來的低溫冷凝液經(jīng)汽提塔用高壓閃蒸氣和中壓蒸汽汽提出溶解在水中的COH2S、NH3后送洗滌塔給料罐回收利用；汽提產(chǎn)生的酸性氣體送往火炬。凈化氣中CO2含量小于3%，H2S+COS。為減少H2和CO損失，從高壓閃蒸槽閃蒸出的氣體加壓后送至變換氣二級冷卻器前與變換氣混合，以回收H2和CO。高壓閃蒸器上部的無硫甲醇富液不含H2S從塔上部進入，在塔頂部降壓膨脹。分離出的酸性氣體去硫回收裝置。塔底出來的甲醇含量小于300ppm的廢水送水煤漿制備工序或去全廠污水處理系統(tǒng)。4）硫回收來自低溫甲醇洗得富含硫化氫的酸性氣體進Clinsulf中進行硫回收。空氣的流量是根據(jù)酸性氣體的流量和硫化氫在其中的濃度兩個因素來確定。第二段的催化劑床層是要經(jīng)過冷卻的。液化后的硫在后續(xù)的分離器中分離而達到回收單質(zhì)硫的目的。粗甲醇從甲醇分離器底部排出，經(jīng)甲醇膨脹槽減壓釋放出溶解氣后送往甲醇精餾工段。精餾系統(tǒng)由預精餾塔、加壓塔、常壓塔組成。在常壓塔下部設有側(cè)線采出，采出甲醇、乙醇和水的混合物，由汽提塔進料泵送入汽提塔，汽提塔塔頂液體產(chǎn)品部分回流，其余部分作為產(chǎn)品送至精甲醇中間槽或送至粗甲醇貯槽。原料空氣經(jīng)自潔式空氣過濾器除去灰塵及其它機械雜質(zhì)。經(jīng)空冷塔冷卻后的空氣進入交替使用的分子篩純化器空氣中的二氧化碳、碳氫化合物和水分被吸附。另外一股進入空氣增壓機，然后一部分進入高壓板式換熱器，冷卻后進入增壓透平膨脹機，增壓膨脹后空氣進入下塔精餾。在下塔頂部抽取的液氮，大部分經(jīng)高壓液氮泵壓縮后進入高壓板式換熱器，在其中被氣化復熱后送至用戶，其余液氮經(jīng)過冷器過冷后出冷箱，進入液氮貯罐。從上塔中部抽取一定量的氬餾份送入粗氬塔，粗氬塔在結(jié)構(gòu)上分為兩段，第二段氬塔底部的回流液經(jīng)液體泵送入第一段頂部作為回流液，%Ar，2ppm O2的粗氬，送入精氬塔中部，%Ar的精液氬作為產(chǎn)品抽出送入貯槽。所選用的DCS系統(tǒng)是整個工廠管理和控制系統(tǒng)的一部分，現(xiàn)場儀表檢測所得各種工藝參數(shù)通過現(xiàn)場監(jiān)視和控制站連到總線上，實時數(shù)據(jù)可通過網(wǎng)絡接口連接到工廠數(shù)據(jù)管理網(wǎng)上。順序控制例如鎖渣罐順控也將在DCS中完成。在壓縮機廠房內(nèi)設置現(xiàn)場小型控制室，安裝壓縮機組隨機配套儀表盤和開車用DCS操作站。氧氣是帶強氧化性的極危險介質(zhì)。本裝置甲醇單條生產(chǎn)線的能力很大。裝置的生產(chǎn)過程存在固體物料，需要選用測量和控制固體物料的儀表。并對一些順序控制過程如氣化爐渣鎖排渣過程進行程序控制。甲醇裝置的安全聯(lián)鎖系統(tǒng)主要包括氣化工藝安全聯(lián)鎖和全廠聯(lián)鎖，將由獨立于分散控制系統(tǒng)（DCS）的緊急停車系統(tǒng)（ESD）完成。蒸汽透平驅(qū)動的壓縮機組檢測和控制系統(tǒng)包括速度控制、防喘振控制等將采用壓縮機專用監(jiān)測控制系統(tǒng)來完成，并可將壓縮機的轉(zhuǎn)速、軸溫、軸振動、軸位移進行數(shù)據(jù)處理，傳送到全廠機械管理系統(tǒng)。所有現(xiàn)場儀表是全天候的，最低相當于IP54的要求。壓力或差壓變送器將采用智能型電容式或擴散硅式。d) 液位儀表甲醇裝置所有帶壓設備液位測量當量程不大于1500mm且潔凈的介質(zhì)將采用浮筒液位計,浮筒液位計不適用之場合將采用差壓變送器,對于具有腐蝕、結(jié)晶、易氣化和帶懸浮物的液體液位則采用隔膜密封法蘭式差壓變送器。e) 分析儀表洗滌后的合成氣中CO、COCH4和CO變換出口的CO氣體分析、循環(huán)合成氣分析和低溫甲醇洗脫除的酸性氣體出口CO2氣體分析將采用紅外線吸收型分析儀，硫磺回收的H2S氣體分析將采用紫外線型分析儀。f) 調(diào)節(jié)閥和切斷閥調(diào)節(jié)閥通常使用氣動薄膜型，一般用途采用截止閥。電磁閥用于控制調(diào)節(jié)閥的氣動信號，在聯(lián)鎖發(fā)生時使調(diào)節(jié)閥動作到安全位置。g) 有毒和可燃氣體分析由于裝置存在CO、H2S、HNHCH3OH等有毒和可燃氣體的可能，因此，在現(xiàn)場設置檢測有毒和可燃氣體濃度儀表，將信號傳送到在控制室設置的氣體報警系統(tǒng)盤上，并按需要將信號引入DCS系統(tǒng)。甲醇裝置對一般的控制參數(shù)進行單回路PID反饋控制，部分較重要的參數(shù)采用比值控制、串級控制和選擇控制，對特別重要的工藝過程設計復雜控制系統(tǒng)，如德士古氣化爐的氣化氣組分分布狀態(tài)與燃燒控制、氣化爐氧/煤比控制、水煤漿質(zhì)量流量的測量和控制、甲醇H2/CO比控制、甲醇合成塔的廢鍋汽包壓力與反應溫度的控制、工業(yè)自動分析數(shù)據(jù)處理和控制，這些都將在DCS中完成，并隨著裝置的運行情況探求出裝置的優(yōu)化控制條件。DCS系統(tǒng)應有同類工廠長期運行業(yè)績，操作使用和編程容易、方便。裝置設計經(jīng)防火認證的可燃和有毒氣體檢測系統(tǒng)。本設計選用可靠的儀表材料，如儀表閥門、電纜、接線箱等，精心進行儀表安裝設計，設計可靠的儀表接地系統(tǒng)。DCS與設備成套供貨儀表的分界在儀表或成套儀表盤的外接線端子，ESD與設備成套供貨儀表間互相提供隔離的無源干接點。估計UPS容量為150x3 KVA。儀表氣源一般使用空分裝置干燥空氣，設立壓縮空氣站作備用，并作為開車期間的氣源。絕大部分靜止設備國內(nèi)完全可以制造，