【正文】 儀表保溫伴熱需要低壓水蒸氣。 空分和熱電站隨機(jī)成套儀表按照設(shè)備制造商的標(biāo)準(zhǔn)選用。儀表氣源設(shè)計(jì)3重保安。氧氣調(diào)節(jié)閥和切斷閥必須按照相應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)嚴(yán)格選用。氧氣切斷閥可考慮采用柱塞閥的可能性。其它分析如CH3OH分析儀、電導(dǎo)率儀和PH計(jì)將被用在適當(dāng)場(chǎng)合。用于儀表吹掃的管線采用轉(zhuǎn)子流量計(jì)，用于原料和產(chǎn)品的計(jì)量采用容積式流量計(jì)，甲醇產(chǎn)品的灌裝計(jì)量用質(zhì)量流量計(jì)。除一些就地氣動(dòng)控制器和隨設(shè)備成套的特殊測(cè)量?jī)x表外，通常儀表采用電子型。不重要的工藝參數(shù)，其設(shè)定點(diǎn)不經(jīng)常調(diào)整的參數(shù)，采用就地顯示和控制儀表。另外，設(shè)置可燃和有毒氣體檢測(cè)系統(tǒng)，當(dāng)裝置內(nèi)的可燃和有毒氣體濃度超過(guò)要求時(shí)，發(fā)出報(bào)警信號(hào)。水煤漿氣化過(guò)程是在高溫高壓下進(jìn)行的，最高溫度達(dá)1500℃，最高壓力等級(jí)為ANSI 1500LB。ESD主要用于氣化工藝系統(tǒng)安全聯(lián)鎖和全廠聯(lián)鎖。從上塔頂部得到低壓氮?dú)?，?jīng)過(guò)冷器、高壓板式換熱器復(fù)熱后出冷箱，進(jìn)入產(chǎn)品氮壓機(jī)。純化器的切換周期約為46小時(shí)，定時(shí)自動(dòng)切換。汽提塔塔底排出的廢水，含少量甲醇，進(jìn)入沉淀池，分離出雜醇和水，廢水用于磨煤用水。甲醇合成水冷反應(yīng)器副產(chǎn)中壓蒸汽經(jīng)變換過(guò)熱后送工廠中壓蒸汽管網(wǎng)。冷卻的催化劑有利于反應(yīng)向生成硫的方向發(fā)展，當(dāng)向單質(zhì)硫生成反應(yīng)的方向得到加強(qiáng)時(shí)，硫化氫轉(zhuǎn)化成硫的轉(zhuǎn)化率會(huì)提高。硫化氫進(jìn)行氧化反應(yīng)所需氧氣由空氣風(fēng)機(jī)提供。甲醇水分離器由再沸器提供。2）溶液再生系統(tǒng)從高壓閃蒸器上部和底部分別產(chǎn)生的無(wú)硫甲醇富液和含硫甲醇富液進(jìn)入H2S濃縮塔，進(jìn)行閃蒸汽提。1）吸收系統(tǒng)本裝置采用的吸收系統(tǒng)，用來(lái)處理經(jīng)過(guò)變換和熱回收后的氣體，經(jīng)過(guò)甲醇吸收凈化后的原料氣，作為甲醇合成的新鮮氣。閃蒸出的高壓氣體經(jīng)過(guò)灰水加熱器回收熱量之后，通過(guò)氣液分離器分離掉冷凝液，然后進(jìn)入變換工段汽提塔。煤漿由煤漿槽經(jīng)煤漿加壓泵加壓后連同空分送來(lái)的高壓氧通過(guò)燒咀進(jìn)入氣化爐，在氣化爐中煤漿與氧發(fā)生如下主要反應(yīng)：CmHnSr+m/2 O2—→mCO+（n/2r）H2+rH2SCO+H2O—→H2+CO2（G）、1350～1400℃下進(jìn)行。為了控制煤漿粘度及保持煤漿的穩(wěn)定性加入添加劑，并加入堿液調(diào)整煤漿的pH值。 引進(jìn)工藝包和基礎(chǔ)設(shè)計(jì)209。全廠設(shè)統(tǒng)一的儀表空氣和工廠空氣管網(wǎng)。從技術(shù)上來(lái)說(shuō)都是安全、可靠、先進(jìn)、節(jié)能的?？諝庋h(huán)是用高壓空氣來(lái)復(fù)熱高壓液氧和高壓液氮產(chǎn)品（根據(jù)需要），液氧、液氮根據(jù)需要用泵加壓到所需壓力；氮?dú)庋h(huán)流程是用高壓氮?dú)鈦?lái)復(fù)熱高壓液氧，用液氧泵壓縮液氧達(dá)到所需壓力，用氮壓機(jī)壓縮氮?dú)膺_(dá)到所需壓力。國(guó)內(nèi)空分制造廠目前在這方面也已具有大量的實(shí)際操作經(jīng)驗(yàn)，因而可以通過(guò)國(guó)內(nèi)外眾多渠道，擇優(yōu)選擇配套設(shè)備，保證裝置具有最優(yōu)性價(jià)比。209。本項(xiàng)目采用節(jié)能型三塔精餾工藝，雙系列配置。這兩種工藝技術(shù)特點(diǎn)比較見(jiàn)下表：甲醇生產(chǎn)方法比較表項(xiàng) 目Lurgi法ICI法合成壓力bar50～10050～118合成溫度℃225～250230～270催化劑組成CuZnAlVCuZnAl時(shí)空收率t/m3在反應(yīng)器方面有TEC的MRF多段徑向流動(dòng)反應(yīng)器，托普索三個(gè)并聯(lián)激冷絕熱徑向流合成塔，三菱重工的管殼冷管復(fù)合反應(yīng)器等，這些反應(yīng)器比傳統(tǒng)的低壓合成法反應(yīng)器具有轉(zhuǎn)化率高、反應(yīng)器體積小、反應(yīng)熱移出更方便、床層壓降小等優(yōu)點(diǎn)。本技術(shù)已用于哈爾濱氣化廠8萬(wàn)噸/年甲醇裝置中，效果良好。在甲醇合成反應(yīng)器的開(kāi)發(fā)中，開(kāi)發(fā)成功單套管及雙套管反應(yīng)器。國(guó)外已有數(shù)套裝置采用此種塔型。TEC的新型反應(yīng)器合成甲醇工藝該工藝及反應(yīng)器由日本TEC（東洋工程公司）開(kāi)發(fā)成功，由外筒、催化劑筐和許多垂直的沸水管組成，沸水管埋于催化床中。其主要缺點(diǎn)是：反應(yīng)器因有部分氣體與未反應(yīng)氣體之間的返混，催化劑空時(shí)產(chǎn)率不高，用量較大；僅能回收低品位熱能。1966年，英國(guó)ICI公司成功地實(shí)現(xiàn)了銅基催化劑的低壓合成甲醇工藝，隨后又實(shí)現(xiàn)了當(dāng)時(shí)更為經(jīng)濟(jì)的中壓法合成甲醇工藝。 栲膠法在國(guó)內(nèi)合成氨廠已普遍使用，操作經(jīng)驗(yàn)豐富，但設(shè)備數(shù)量多、投資大，且尚無(wú)用于高CO2含量酸氣先例。b) 硫回收工藝技術(shù)比較及選擇第一類主要代表是克勞斯（Claus）法，它是目前煉廠氣、天然氣加工副產(chǎn)酸性氣體及其它含H2S氣體回收硫的主要方法。離心式制冷機(jī)與其它幾種類型的制冷機(jī)相比，具有轉(zhuǎn)速高，制冷量大，蒸發(fā)溫度低，機(jī)械磨損小，易損件少，維護(hù)簡(jiǎn)單，連續(xù)工作時(shí)間長(zhǎng)，振動(dòng)小，運(yùn)行平穩(wěn)，機(jī)組重量輕、占地面積小，能經(jīng)濟(jì)方便地調(diào)節(jié)制冷量等優(yōu)點(diǎn)，同時(shí)采用蒸汽透平驅(qū)動(dòng)離心式制冷壓縮機(jī)，節(jié)能效果明顯。經(jīng)改進(jìn)后該技術(shù)采用六塔流程，與林德工藝相似，據(jù)介紹冷負(fù)荷和設(shè)備投資比林德工藝低~10%。國(guó)內(nèi)大連理工大學(xué)經(jīng)過(guò)近20年的研究，也開(kāi)發(fā)成功了低溫甲醇洗工藝軟件包，并獲得了國(guó)內(nèi)兩項(xiàng)專利。而且溶劑吸收能力大，循環(huán)量小，能耗省，溶劑價(jià)格便宜，操作費(fèi)用低亦是此法的優(yōu)越性所在。本項(xiàng)目采用的低溫甲醇洗技術(shù)需要35℃級(jí)的冷量移出反應(yīng)熱，采用氨壓縮制冷工藝流程。脫硫脫碳從國(guó)內(nèi)外煤氣化裝置中所采用的脫除酸性氣體的工藝來(lái)看，低溫甲醇洗(Rectisol)和NHD(或Selexol)較常見(jiàn)。2) 凈化工藝技術(shù)a) 凈化工藝技術(shù)概況采用煤漿氣化工藝生產(chǎn)的粗煤氣除含CO、HCO2外，還有少量H2S、COS、CHN2，微量的氯，氨等成分。三種氣化壓力均已有大型裝置的運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)。該技術(shù)雖然能連續(xù)加壓氣化，但由于氣化溫度較低(~1000℃)，生成氣中甲烷含量大，同時(shí)生成氣中含苯、酚、焦油等一系列難處理的物質(zhì)，凈化流程長(zhǎng)；尤其是該技術(shù)只能用碎煤不能用粉煤，因而原料利用率低，盡管篩分下來(lái)的粉煤可以配燃煤鍋爐加以利用。德士古氣化還有以下優(yōu)點(diǎn)：?jiǎn)闻_(tái)爐處理煤量大，最大日處理煤量2000噸；氣化壓力高，新鮮氣可不需增壓、且合成氣壓縮功耗省，尤其是生產(chǎn)甲醇時(shí)，可實(shí)現(xiàn)等壓合成；有效氣（CO+H2）含量高，生成的新鮮合成氣惰性組分含量低，特別適合做生產(chǎn)甲醇的合成氣，甲醇合成弛放氣排放量低。該技術(shù)目前只有國(guó)外兩套以煤為原料大型裝置在運(yùn)行，用于聯(lián)合循環(huán)發(fā)電，工業(yè)化的經(jīng)驗(yàn)不多，技術(shù)須依賴進(jìn)口，國(guó)內(nèi)技術(shù)支撐率低。國(guó)外大型氣化技術(shù)比較表項(xiàng) 目Texaco Shell Lurgi(傳統(tǒng))氣化壓力～～氣化溫度 ℃1300～14001400～1600850單爐最大能力噸煤/天500～20002000600氣化爐型式熱壁式、單噴嘴冷壁爐、四噴嘴熱壁爐進(jìn)煤方式水煤漿濃度60%泵送煤粉用氮?dú)廨斔土６?0%90μm碎煤干法加料熱回收方式激冷、廢鍋廢鍋廢 鍋排 渣液態(tài)排渣液態(tài)排渣固態(tài)排渣碳轉(zhuǎn)化率 %96—989990有效成份（CO+H2）較高 80%高 90%68%凈化氣中惰性氣含量%5%10%(N2+CH4+Ar)噸甲醇耗煤量（干, 弛放氣氫回收時(shí)）氧氣用量高(比Shell爐高10%)較低低工業(yè)化裝置數(shù)71多在中國(guó)已投產(chǎn)/在建的工業(yè)裝置4/70/74/0環(huán)境影響友好友好有污染治理問(wèn)題投資(含空分)較低高(比Texaco約高15%)較低國(guó)產(chǎn)化率高低高建設(shè)周期較短長(zhǎng)(比Texaco爐長(zhǎng)半年以上)較短Shell氣化技術(shù)Shell氣化技術(shù)是荷蘭殼牌公司開(kāi)發(fā)的一種先進(jìn)的氣化技術(shù)，該技術(shù)采用純氧、蒸汽氣化，干粉進(jìn)料，氣化溫度達(dá)1400～1700℃，碳轉(zhuǎn)化率99%，有效氣體（CO+H2）90%以上，液態(tài)排渣，采用特殊的水冷壁氣化爐，使用壽命長(zhǎng)。以日處理750噸煤的氣化爐進(jìn)行比較，初步估算投資費(fèi)用差別如下： 德士古與四噴嘴爐投資比較氣化技術(shù)德士古水煤漿氣化水煤漿四噴嘴撞擊流氣化德士古爐四噴嘴爐氣化爐設(shè)備費(fèi)（萬(wàn)元）1臺(tái)1臺(tái)200煤漿泵設(shè)備費(fèi)1臺(tái)2臺(tái)200自控儀表材料費(fèi)（萬(wàn)元）1套4套500其他工程費(fèi)（萬(wàn)元）410軟件費(fèi)（萬(wàn)元）16602001460合計(jì)（萬(wàn)元）150從上表可看出，水煤漿四噴嘴撞擊流氣化爐和典型的德士古水煤漿氣化爐相比，硬件投資增加，但軟件投資可節(jié)省，兩者相抵，總投資相差不多，采用國(guó)內(nèi)有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的四噴嘴撞擊流氣化爐稍微低一點(diǎn)。合成氣（CO+H2）為62~65%，CO2為27~28%，其它為惰性組分。帶出細(xì)粉經(jīng)除塵系統(tǒng)捕集后返回氣化爐，再次參加反應(yīng)，有利于碳利用率的進(jìn)一步提高。該技術(shù)氣化效率低，單爐產(chǎn)氣量少，常壓間歇?dú)饣?，吹風(fēng)過(guò)程中放空氣對(duì)環(huán)境污染嚴(yán)重，每噸合成氨的吹風(fēng)放空氣量達(dá)2800～3100立方米。固定床氣化技術(shù)固定床氣化技術(shù)在我國(guó)運(yùn)用較廣，較為先進(jìn)的有魯奇（Lurgi）氣化技術(shù)。因此中東地區(qū)及俄羅斯以天然氣為原料的大型甲醇生產(chǎn)裝置甲醇成本較低，約在100～120美元之間?！妫? ≤高錳酸鉀試驗(yàn)，min ≥503020水溶液試驗(yàn)澄清水份含量，% ≤酸度（以HCOOH計(jì)），% ≤堿度（以NH3計(jì)），% ≤羰基化合物（以CH2O計(jì)）， ≤蒸發(fā)殘?jiān)浚?% ≤2）副產(chǎn)品硫磺硫磺產(chǎn)品符合中華人民共和國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)（GB244992）優(yōu)等品指標(biāo)。 產(chǎn)品、副產(chǎn)品質(zhì)量指標(biāo)1）甲醇本項(xiàng)目產(chǎn)品甲醇除了滿足MTO裝置對(duì)甲醇的質(zhì)量要求外，同時(shí)要滿足商品甲醇的需要。XXX集團(tuán)萬(wàn)利煤礦地處鄂爾多斯市，礦區(qū)有豐富的煤炭資源，從儲(chǔ)量和目前的生產(chǎn)能力上看，完全可滿足合成甲醇所需合成氣原料的需要。然而，以煤為原料的大型甲醇生產(chǎn)裝置，則產(chǎn)品成本較低，且有成熟技術(shù)，可以與國(guó)外廠家相競(jìng)爭(zhēng)。該技術(shù)壓力較低，建有生產(chǎn)燃料氣的裝置，目前沒(méi)有生產(chǎn)合成氣的裝置。.2噸。氣化劑采用蒸汽和富氧，富氧分為兩段加入氣化爐，在常壓下進(jìn)行氣化反應(yīng)，反應(yīng)溫度為1000~1100℃，固態(tài)排渣，無(wú)廢氣排放。德州恒升公司大氮肥國(guó)產(chǎn)化工程及兗礦集團(tuán)年產(chǎn)24萬(wàn)噸甲醇項(xiàng)目均采用了該技術(shù)，現(xiàn)正在設(shè)計(jì)、建設(shè)中。為配合水煤漿氣化的研究試驗(yàn)工作，洛陽(yáng)材料研究所研究制成了水煤漿氣化爐的耐火磚，原化工部化工機(jī)械研究所開(kāi)發(fā)了二流道、三流道的燒嘴，重慶熱工儀表研究所開(kāi)發(fā)了適于水煤漿氣化的測(cè)溫度計(jì)等。，則合成新鮮氣需要壓縮。氣化溫度1300～1400℃，氣化爐無(wú)轉(zhuǎn)動(dòng)部件，對(duì)于生產(chǎn)合成氣的氣化爐，大多采用冷激流程。另外水煤漿氣化技術(shù)經(jīng)過(guò)我國(guó)有關(guān)科研、設(shè)計(jì)、生產(chǎn)、制造部門的多年研究，已基本掌握該技術(shù)，并能設(shè)計(jì)大型工業(yè)化裝置，國(guó)產(chǎn)化率達(dá)90%以上，氣化爐在國(guó)內(nèi)制造，可以控制并節(jié)省大量投資、同時(shí)可有效縮短建設(shè)周期。廢鍋流程可產(chǎn)生高壓蒸汽，但由于氣化氣溫度高、帶有大量煤渣，對(duì)廢鍋有磨蝕沖刷，設(shè)備材質(zhì)要求高，一次投資及維修費(fèi)用較大；激冷流程是在氣化爐內(nèi)將氣體用水激冷降溫的同時(shí)，洗滌除塵，出氣化爐的氣體帶有大量的水蒸汽，在變換工段不再補(bǔ)加蒸汽；這種流程氣化設(shè)備投資較低，維修工作量較少。氣化爐燒嘴正常的更換時(shí)間約為每4060天一次，每次約816小時(shí)，每年至少更換或檢修耐火磚一次，因此保證安全穩(wěn)定連續(xù)生產(chǎn)需備用一臺(tái)氣化爐。采用耐硫變換時(shí)，煤漿氣化粗合成氣經(jīng)洗滌后含塵量1～2mg/m3（標(biāo)），溫度為230～245℃，并被水蒸汽飽和，~，直接經(jīng)過(guò)加熱升溫后即可進(jìn)入變換，不需再補(bǔ)加蒸汽。制取甲醇合成氣的凈化流程，一般在NHD凈化后，增加精脫硫裝置。根據(jù)粗水煤氣量，本項(xiàng)目采用部分變換流程，變換氣和未變換氣分開(kāi)，這樣使得設(shè)備尺寸減小，便于制造和運(yùn)輸。最主要的問(wèn)題是由于本項(xiàng)目規(guī)模大，如采用NHD工藝溶液循環(huán)量大，液相管道較大，因此，推薦酸性氣體脫除選用低溫甲醇洗工藝。由于沒(méi)有中間循環(huán)甲醇提供冷量，吸收所需的冷量全部由外部供給；甲醇溶液循環(huán)量相對(duì)較大，相對(duì)于林德流程能耗稍高，吸收塔的尺寸也較大。因此，考慮到項(xiàng)目合作以及可靠性，本項(xiàng)目的酸性氣體脫除推薦采用林德或魯奇低溫甲醇洗工藝。采用了省功器后，部分中間壓力的低溫氣體補(bǔ)入壓縮機(jī)的二級(jí)入口，起到了一次補(bǔ)氣冷卻的作用，從而達(dá)到節(jié)能的效果。如果原料氣硫含量偏低，整個(gè)裝置出現(xiàn)低負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)，當(dāng)?shù)拓?fù)荷于25%時(shí)，Sulfree裝置便不能正常運(yùn)行，因而總硫回收率受到影響。4) 甲醇合成與精餾的工藝技術(shù)方案選擇a) 國(guó)外工藝技術(shù)概況1923年，德國(guó)BASF公司在合成氨工業(yè)化的基礎(chǔ)上，首先用鋅鋁催化劑在高溫高壓的條件下，實(shí)現(xiàn)了由一氧化碳和氫合成甲醇的工業(yè)化生產(chǎn)，從此逐步淘汰了由木材干餾制甲醇的生產(chǎn)方法。在今后一段時(shí)期內(nèi)，高中壓法將逐步由低壓法取代。Lurgi低壓合成甲醇反應(yīng)器的優(yōu)點(diǎn)主要有：合成甲醇反應(yīng)器催化劑床層內(nèi)溫度較為均勻，大部分床層溫度在250255℃之間，溫度變化小，催化劑使用壽命長(zhǎng)，并允許原料氣中含有較高的CO；能準(zhǔn)確、靈敏地控制反應(yīng)溫度，催化劑床層的溫度可以通過(guò)調(diào)節(jié)蒸汽壓力控制；回收的反應(yīng)熱位能高，熱量利用合理；反應(yīng)器出口甲醇含量較高，催化劑利用率高；設(shè)備緊湊，開(kāi)停車方便；合成反應(yīng)過(guò)程中副反應(yīng)少，故粗甲醇中雜質(zhì)含量少，質(zhì)量高。MHI/MGC管殼冷管復(fù)合型甲醇合成反應(yīng)器該反應(yīng)器為L(zhǎng)urgi反應(yīng)器的改進(jìn)型，由日本三菱公司開(kāi)發(fā)，該反應(yīng)器是在管殼反應(yīng)器的催化管內(nèi)加一根冷管，用于預(yù)熱原料氣，其主要特點(diǎn)是：一次通過(guò)的轉(zhuǎn)化率高；可以高位能回收熱量；在反應(yīng)器中預(yù)熱原料氣，可以省去一個(gè)換熱器。由于液相合成中使用了熱容高，導(dǎo)熱系數(shù)大的惰性液體，可以使甲醇的合成反應(yīng)在等溫條件下進(jìn)行，同時(shí)，由于分散在液相介質(zhì)中的催化劑的比表面積非常大，加速了反應(yīng)過(guò)程，反應(yīng)溫度和壓力也下降很多，該技術(shù)尚需要大型工程化的驗(yàn)證。它充分發(fā)揮了魯奇管殼式反應(yīng)器的優(yōu)點(diǎn)又克服了其缺點(diǎn)，節(jié)省了投資，可節(jié)約大量的外匯投資，但國(guó)內(nèi)目前運(yùn)行的最大裝置為約10萬(wàn)噸/年。同時(shí)考慮大件設(shè)備運(yùn)輸困難，無(wú)論采用何種