【正文】 。來自甲醇再生塔經(jīng)冷卻的甲醇－49℃從甲醇吸收塔頂進入，吸收塔上段為CO2吸收段，甲醇液自上而下與氣體逆流接觸，脫除氣體中CO2，CO2的指標由甲醇循環(huán)量來控制。 變換在本工段將氣體中的CO部分變換成H2和CO2。氣化爐反應中生成的熔渣進入激冷室水浴后被分離出來，排入鎖斗，定時排入渣池，由扒渣機撈出后裝車外運。煤漿制備能力需和氣化爐相匹配，本項目擬選用7臺棒磨機，單臺磨機處理干煤量43～53t/h，可滿足180萬t/a甲醇的需要。 國內不能制造的其他設備和儀表。d) 連續(xù)運轉周期連續(xù)運轉周期不少于二年。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)品氧氣內壓縮、空氣增壓循環(huán)的工藝流程。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?？紤]煤種供應的變化和生產(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。209。八十年代國內開發(fā)出了帶增壓膨脹機的分子篩流程空分設備（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的新一代空分設備（第六代）。單按設備造價，一臺反應器比兩臺反應器省，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，且建設時間延長。ICI工藝的能量回收系統(tǒng)最近也作了一系列改進，如利用低位能反應熱預熱鍋爐給水，采用冷凝式蒸汽透平代替背壓式透平機等。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。近幾年，在低壓合成甲醇技術國產(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/年大型反應器國內已有制造經(jīng)驗。銅催化劑顆粒懸浮在惰性液體中，比傳統(tǒng)固定床反應器溫度更易控制。該反應器床層壓降小，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，反應溫度容易控制，催化劑用量減少，反應器結構緊湊。合成氣由天然氣、石腦油用蒸汽轉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，預熱后進入反應器。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。%，但容易起泡，引起堵塔等一系列操作問題，影響推廣應用。魯奇（Lurgi）的Sulfree工藝在世界范圍內已有多套工業(yè)化裝置，我國也引進了多套。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。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。一般采用氮氣氣提濃縮硫化氫，二氧化碳回收率為70%。關于低溫甲醇洗和NHD的比較見如下表：低溫甲醇洗和NHD技術比較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。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，變換反應推動力小，催化劑用量大，其中有機硫的轉化會降低到60％左右，總的有機硫的轉化與部分轉化差不多。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。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。由于本項目日處理煤量為8256噸，五開一備。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。德士古氣化技術在我國使用最多，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進行改造或擴建。德士古氣化德士古氣化技術屬于氣流床氣化技術，是美國德士古（Texaco）公司根據(jù)油氣化技術的思路開發(fā)出來的。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。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)。氣流床氣化我國煤氣化技術科研人員經(jīng)過多年努力研究，開發(fā)出了具有中國知識產(chǎn)權的煤氣化技術，即華東理工大學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，該技術氧耗、煤耗比德士古氣化技術低，碳轉化率可達98％，有效氣體成分（CO＋H2）83～85％，這些指標均比德士古氣化技術高。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。流化床氣化國內流化床氣化主要有中科院山西煤化學研究所開發(fā)的灰熔聚流化床粉煤氣化技術，該技術可用多種煤質作原料，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。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。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。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。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。煤、焦炭、天然氣、煉廠氣、石腦油（輕油）、渣油（重油）、焦爐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。一般認為，則甲醇成本大于1100元/噸，已無競爭能力。現(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。國內固定床氣化還有富氧連續(xù)氣化技術，雖然該技術連續(xù)氣化無吹風氣排放，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。碳轉化率為90%。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。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。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）結構復雜龐大；設備費及專利費均較高。但從實際建設情況看，氣化爐供貨周期不少于18個月，關鍵設備國產(chǎn)化率低，使得Shell氣化裝置投資高，建設周期長，國內并無運行經(jīng)驗，因此也加大了投資的風險?？衫梅勖?，原料利用率高；三廢量小，污染環(huán)境輕，廢渣可做水泥原料；該技術在世界上已有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。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)魯奇爐的數(shù)據(jù)。f) 氣化爐規(guī)格，可根據(jù)合成氣規(guī)模確定。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)部分變換調整H2/CO、除去多余COH2S、COS等凈化過程方可進行甲醇合成。該技術成熟可靠，能耗較低，氣體凈化度高，可將CO2脫至10ppm以下。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％以上可轉化為H2S；H2/CO的調整靠配氣，容易調整，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。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。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，防止其在系統(tǒng)中積累而堵塞設備和管道。同時該技術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。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”。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。LOCAT法工業(yè)化于1976年，該法流程簡單。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。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節(jié)，操作溫度和壓力分別為250～260℃和5～10MPa。反應熱傳給冷管內沸水使其蒸發(fā)成蒸汽。液相法甲醇合成反應器技術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，即LPMEOH技術。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，解決了一大批技術難題。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，存在較大的技術風險。ICI合成反應器采用激冷式，設備結構簡單、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。其次，就一臺反應器和兩臺反應器來說，Lurgi公司都可以提供。 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。使用計算機能檢測瞬間大量工藝數(shù)據(jù)，并能自動調節(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。 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。由于被壓縮的氮氣來自冷箱。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。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)。 引進關鍵設備和材料209。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。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。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。凈化氣中CO2含量小于3%，H2S+COS。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。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)。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。液化后的硫在后續(xù)的分離器中分離而達到回收單質硫的目的。精餾系統(tǒng)由預精餾塔、加壓塔、常壓塔組成。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。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。從上塔中部抽取一定量的氬餾份送入粗氬塔，粗氬塔在結構上分為兩段，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。順序控制例如鎖渣罐順控也將在DCS中完成。氧氣是帶強氧化性的極危險介質。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。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。所有現(xiàn)場儀表是全天候的，最低相當于IP54的要求。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。f) 調節(jié)閥和切斷閥調節(jié)閥通常使用氣動薄膜型，一般用途采用截止閥。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)。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。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)。估計UPS容量為150x3 KVA。絕大部分靜止設備國內完全可以制造，