【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(jìn)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(biāo)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(yīng)中生成的熔渣進(jìn)入激冷室水浴后被分離出來，排入鎖斗，定時(shí)排入渣池，由扒渣機(jī)撈出后裝車外運(yùn)。煤漿制備能力需和氣化爐相匹配，本項(xiàng)目擬選用7臺(tái)棒磨機(jī)，單臺(tái)磨機(jī)處理干煤量43～53t/h，可滿足180萬t/a甲醇的需要。 國(guó)內(nèi)不能制造的其他設(shè)備和儀表。d) 連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)周期連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)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(jī)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。在冷箱里的氮?dú)饬髀酚袎毫p失，因此循環(huán)氮壓機(jī)的吸入壓力要低于相應(yīng)的增壓空氣壓縮機(jī)的吸入壓力，這意味著氮壓機(jī)的壓縮比要大于增壓空氣壓縮機(jī)的壓縮比。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(dòng)，擬選擇供氧能力在56000 Nm3/h的空分裝置四套。209。八十年代國(guó)內(nèi)開發(fā)出了帶增壓膨脹機(jī)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）。單按設(shè)備造價(jià)，一臺(tái)反應(yīng)器比兩臺(tái)反應(yīng)器省，但其直徑接近5米，要采取特殊的運(yùn)輸方案，需要增加一筆可觀的大件運(yùn)輸費(fèi)，且建設(shè)時(shí)間延長(zhǎng)。ICI工藝的能量回收系統(tǒng)最近也作了一系列改進(jìn)，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(jī)等。目前國(guó)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(shù)國(guó)產(chǎn)化方面取得了很大進(jìn)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(guó)內(nèi)已有制造經(jīng)驗(yàn)。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。該反應(yīng)器床層壓降小，氣體循環(huán)所需動(dòng)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。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(jìn)入反應(yīng)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(yīng)用。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(guó)也引進(jìn)了多套。該流程的優(yōu)點(diǎn)是可降低能耗，尤其是部分負(fù)荷時(shí)機(jī)組的效率較高?？紤]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(diǎn)，但其消耗相差不大。一般采用氮?dú)鈿馓釢饪s硫化氫，二氧化碳回收率為70%。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(xiàng) 目單 位低 溫 甲 醇 洗NHD蒸汽相對(duì)值11循環(huán)水相對(duì)值1冷凍量相對(duì)值1電相對(duì)值1有效氣損失相對(duì)值13氣提氣,N2相對(duì)值14投資相對(duì)值1從上表對(duì)比中可以看出，雖然NHD的投資低于低溫甲醇洗，但其運(yùn)行費(fèi)用較高。全部變換時(shí)全部粗煤氣經(jīng)過變換，其中的灰塵會(huì)被催化劑截留，但變換率靠調(diào)整氣體的水/氣來實(shí)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(dòng)力小，催化劑用量大，其中有機(jī)硫的轉(zhuǎn)化會(huì)降低到60％左右，總的有機(jī)硫的轉(zhuǎn)化與部分轉(zhuǎn)化差不多。NHD(或Selexol)同低溫甲醇洗一樣，同屬物理吸收，其對(duì)COH2S等均有較強(qiáng)的吸收能力，但對(duì)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(jìn)行CO變換，增加H2含量。由于本項(xiàng)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?dú)夂咳匀缓艽?，?duì)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(zhǎng)，且三廢治理難度加大，故不推薦做為大甲醇項(xiàng)目可研的氣化技術(shù)。德士古氣化技術(shù)在我國(guó)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(jìn)行改造或擴(kuò)建。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(guó)德士古（Texaco）公司根據(jù)油氣化技術(shù)的思路開發(fā)出來的。Shell氣化由于采用氮?dú)饷芊饧按邓?，因而氣化產(chǎn)生的合成氣中惰性組分含量約為5%，因此對(duì)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(yàn)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(dòng)控制，軟件開發(fā)等一系列工程數(shù)據(jù)。氣流床氣化我國(guó)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(guó)知識(shí)產(chǎn)權(quán)的煤氣化技術(shù)，即華東理工大學(xué)會(huì)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(dá)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。主要的缺點(diǎn)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(guó)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。但因氣化溫度變化不大，生成氣中甲烷及氮?dú)夂看螅灰俗龊铣蓺?；但其熱值較高，用于做城市煤氣較好。與國(guó)外相比，我國(guó)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(dá)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(duì)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(xiàng)目可行性研究報(bào)告年產(chǎn)180萬噸甲醇項(xiàng)目可行性研究報(bào)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(xiàng)目作為**煤制油有限公司煤制烯烴項(xiàng)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(shí)間8000小時(shí)。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。一般認(rèn)為，則甲醇成本大于1100元/噸，已無競(jìng)爭(zhēng)能力?，F(xiàn)有一臺(tái)工業(yè)示范爐在德國(guó)運(yùn)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(guó)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(jià)格高,且生成氣中氮?dú)夂扛?，不適合作合成甲醇的原料氣。碳轉(zhuǎn)化率為90%。主要的缺點(diǎn)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?dú)饷芊?，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(fèi)及專利費(fèi)均較高。但從實(shí)際建設(shè)情況看，氣化爐供貨周期不少于18個(gè)月，關(guān)鍵設(shè)備國(guó)產(chǎn)化率低，使得Shell氣化裝置投資高，建設(shè)周期長(zhǎng)，國(guó)內(nèi)并無運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)，因此也加大了投資的風(fēng)險(xiǎn)?？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(shù)在世界上已有7套裝置運(yùn)行，其中我國(guó)有4套；同時(shí)2004年，中國(guó)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(yùn)行經(jīng)驗(yàn)，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(diào)整H2/CO、除去多余COH2S、COS等凈化過程方可進(jìn)行甲醇合成。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。兩種工藝各有優(yōu)點(diǎn)：部分變換的優(yōu)點(diǎn)是由于部分氣體進(jìn)變換爐，氣量少，氣體中水/汽比高（），變換反應(yīng)推動(dòng)力大，催化劑用量少，其中經(jīng)變換氣體中的有機(jī)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(yù)熱器設(shè)備小；缺點(diǎn)是有部分粗煤氣不經(jīng)變換，其中的有機(jī)硫未能部分轉(zhuǎn)化為無機(jī)硫，但是如果采用低溫甲醇洗凈化，有機(jī)硫也能完全脫除。NHD(或Selexol)溶液對(duì)COH2S等均有較強(qiáng)的吸收能力，%以下，H2S小于1ppm，但對(duì)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(fù)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(fèi)用較高，該法的優(yōu)點(diǎn)在于設(shè)備無腐蝕，可采用碳鋼設(shè)備，整個(gè)工藝投資較少。在甲醇溶劑循環(huán)回路中設(shè)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(shè)備和管道。同時(shí)該技術(shù)由大連理工大學(xué)提供工藝包，也被德州化肥廠國(guó)產(chǎn)化大化肥項(xiàng)目、渭河化肥廠20萬噸甲醇項(xiàng)目、以及湘火炬甲醇項(xiàng)目先后予以采用。為提高制冷循環(huán)的經(jīng)濟(jì)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(jí)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(dá)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(jiǎn)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(shè)備的發(fā)展到現(xiàn)在已相當(dāng)完善，但世界各國(guó)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(yīng)器。Lurgi低壓甲醇合成工藝及反應(yīng)器Lurgi低壓甲醇合成工藝采用列管式反應(yīng)器，CuO／ZnO基催化劑裝填在列管式固定床中，反應(yīng)熱供給殼程中的飽和鍋爐水產(chǎn)生中壓蒸汽，反應(yīng)溫度通過控制反應(yīng)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。反應(yīng)熱傳給冷管內(nèi)沸水使其蒸發(fā)成蒸汽。液相法甲醇合成反應(yīng)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(yīng)器為基礎(chǔ)的液相甲醇合成新技術(shù)，即LPMEOH技術(shù)。在甲醇合成整體工藝開發(fā)中，聯(lián)醇工藝是我國(guó)甲醇合成工藝的富有特色的工藝，為解決當(dāng)時(shí)國(guó)內(nèi)甲醇需求作出了較大貢獻(xiàn)，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。c) 甲醇合成工藝的比較與選擇本項(xiàng)目180萬噸/年甲醇裝置是國(guó)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(yùn)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(fēng)險(xiǎn)。ICI合成反應(yīng)器采用激冷式，設(shè)備結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、單系列生產(chǎn)能力大、投資小，其缺點(diǎn)是用原料氣激冷控制溫度，床層溫度有波動(dòng)時(shí)，循環(huán)比較大，操作費(fèi)用高，需專設(shè)開工加熱爐。其次，就一臺(tái)反應(yīng)器和兩臺(tái)反應(yīng)器來說，Lurgi公司都可以提供。 采用帶增壓膨脹機(jī)的分子篩流程及規(guī)整填料塔與全精餾制氬技術(shù)。使用計(jì)算機(jī)能檢測(cè)瞬間大量工藝數(shù)據(jù)，并能自動(dòng)調(diào)節(jié)設(shè)備工況，使產(chǎn)品產(chǎn)量、純度、壓力保持在設(shè)定的范圍及指標(biāo)內(nèi)。 空分裝置規(guī)模本項(xiàng)目設(shè)計(jì)能力為年產(chǎn)甲醇180萬噸，相應(yīng)的氧氣需要量為204421Nm3/h。由于被壓縮的氮?dú)鈦碜岳湎洹Ｅ蛎浨昂蟮目諝猱a(chǎn)生焓降，可為空分裝置提供一定的冷量。全廠需用的氮?dú)獾獨(dú)獾獨(dú)?由空分裝置提供，設(shè)統(tǒng)一的氮?dú)夤芫W(wǎng)。 引進(jìn)關(guān)鍵設(shè)備和材料209。用于煤漿氣化的磨機(jī)現(xiàn)在有兩種，棒磨機(jī)與球磨機(jī)；棒磨機(jī)與球磨機(jī)相比，棒磨機(jī)磨出的煤漿粒度均勻，篩下物少。離開氣化爐反應(yīng)段的熱氣體和熔渣進(jìn)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(jìn)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)?？諝獾牧髁渴歉鶕?jù)酸性氣體的流量和硫化氫在其中的濃度兩個(gè)因素來確定。液化后的硫在后續(xù)的分離器中分離而達(dá)到回收單質(zhì)硫的目的。精餾系統(tǒng)由預(yù)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(jī)械雜質(zhì)。另外一股進(jìn)入空氣增壓機(jī)，然后一部分進(jìn)入高壓板式換熱器，冷卻后進(jìn)入增壓透平膨脹機(jī)，增壓膨脹后空氣進(jìn)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(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。順序控制例如鎖渣罐順控也將在DCS中完成。氧氣是帶強(qiáng)氧化性的極危險(xiǎn)介質(zhì)。裝置的生產(chǎn)過程存在固體物料，需要選用測(cè)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(dú)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(chǎng)儀表是全天候的，最低相當(dāng)于IP54的要求。d) 液位儀表甲醇裝置所有帶壓設(shè)備液位測(cè)量當(dāng)量程不大于1500mm且潔凈的介質(zhì)將采用浮筒液位計(jì),浮筒液位計(jì)不適用之場(chǎng)合將采用差壓變送器,對(duì)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。f) 調(diào)節(jié)閥和切斷閥調(diào)節(jié)閥通常使用氣動(dòng)薄膜型，一般用途采用截止閥。g) 有毒和可燃?xì)怏w分析由于裝置存在CO、H2S、HNHCH3OH等有毒和可燃?xì)怏w的可能，因此，在現(xiàn)場(chǎng)設(shè)置檢測(cè)有毒和可燃?xì)怏w濃度儀表，將信號(hào)傳送到在控制室設(shè)置的氣體報(bào)警系統(tǒng)盤上，并按需要將信號(hào)引入DCS系統(tǒng)。DCS系統(tǒng)應(yīng)有同類工廠長(zhǎng)期運(yùn)行業(yè)績(jī)，操作使用和編程容易、方便。本設(shè)計(jì)選用可靠的儀表材料，如儀表閥門、電纜、接線箱等，精心進(jìn)行儀表安裝設(shè)計(jì)，設(shè)計(jì)可靠的儀表接地系統(tǒng)。估計(jì)UPS容量為150x3 KVA。絕大部分靜止設(shè)備國(guó)內(nèi)完全可以制造，