【正文】 估計(jì)UPS容量為150x3 KVA。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。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。所有現(xiàn)場(chǎng)儀表是全天候的，最低相當(dāng)于IP54的要求。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。順序控制例如鎖渣罐順控也將在DCS中完成。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。精餾系統(tǒng)由預(yù)精餾塔、加壓塔、常壓塔組成?？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。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。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。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。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)。由于被壓縮的氮?dú)鈦碜岳湎?。使用?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)。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。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)。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)。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。LOCAT法工業(yè)化于1976年，該法流程簡(jiǎn)單。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”。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。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?。蝗秉c(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。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。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)。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)。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。碳轉(zhuǎn)化率為90%?，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。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。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。但因氣化溫度變化不大，生成氣中甲烷及氮?dú)夂看?，不宜做合成氣；但其熱值較高，用于做城市煤氣較好。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。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)。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。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咳匀缓艽螅瑢?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)。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。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。一般采用氮?dú)鈿馓釢饪s硫化氫，二氧化碳回收率為70%。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。%，但容易起泡，引起堵塔等一系列操作問題，影響推廣應(yīng)用。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。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。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。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)。209。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。d) 連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)周期連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)周期不少于二年。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。 變換在本工段將氣體中的CO部分變換成H2和CO2。高壓閃蒸器下部的含硫甲醇富液從塔中部進(jìn)入，塔底加入的氮?dú)鈱O2汽提出塔頂，然后經(jīng)氣提氮?dú)饫鋮s器回收冷量后，作為尾氣高點(diǎn)放空。經(jīng)過預(yù)熱后的酸性氣體和空氣，通過靜態(tài)混合器混合后進(jìn)入Clinsulf反應(yīng)器中，完成一個(gè)成硫反應(yīng)。、80℃，進(jìn)入加壓塔下部，加壓塔塔頂氣體經(jīng)冷凝后，一部分作為回流，一部分作為產(chǎn)品甲醇送入貯存系統(tǒng)。另一部分高壓空氣進(jìn)入高壓板式換熱器，冷卻后經(jīng)節(jié)流閥節(jié)流后進(jìn)入下塔。蒸汽透平驅(qū)動(dòng)的壓縮機(jī)組檢測(cè)和控制系統(tǒng)包括速度控制、防喘振控制等將采用壓縮機(jī)專用監(jiān)測(cè)控制系統(tǒng)來完成，并將對(duì)壓縮機(jī)的轉(zhuǎn)速、軸溫、軸振動(dòng)、軸位移等進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，傳送到全廠機(jī)械管理系統(tǒng)?？辗?、甲醇裝置設(shè)有壓縮機(jī)組，它們與生產(chǎn)過程有緊密的聯(lián)系，壓縮機(jī)組的檢測(cè)和控制在甲醇裝置中央控制室進(jìn)行。a) 溫度儀表一般熱電偶應(yīng)為K型/2級(jí)，熱電阻為Pt100/A級(jí)，溫度計(jì)套管用于熱電偶、熱電阻、雙金屬溫度計(jì)和壓力式溫度計(jì)。根據(jù)工藝條件的需要，分別選用球閥、角閥、蝶閥、三通閥?？刂苹芈凡捎?：1冗余系統(tǒng)。2）儀表氣源儀表氣源要求無油、無塵、干燥、潔凈的壓縮空氣，含塵徑： ＜3μm含油量： ＜10mg/m3壓力： ～露點(diǎn)溫度： 50℃。 儀表動(dòng)力供應(yīng)和公用工程消耗1）儀表電源裝置分散控制系統(tǒng)（DCS）、緊急停車系統(tǒng)（ESD）和主要現(xiàn)場(chǎng)儀表采用雙回路輸入的不間斷電源（UPS）供電，在電源事故期間，UPS電池至少可供系統(tǒng)正常工作30分鐘。現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)儀表必須具備相應(yīng)機(jī)構(gòu)認(rèn)證的防爆合格證，并符合防護(hù)標(biāo)準(zhǔn)。關(guān)鍵的分析儀設(shè)置分析小屋。位于危險(xiǎn)場(chǎng)所的儀表選型應(yīng)適應(yīng)有關(guān)的區(qū)域等級(jí)劃分，并適合氣體分組及溫度等級(jí)，原則上采用本安型儀表，為此，模擬信號(hào)和開關(guān)量信號(hào)要與安全柵相配。另外，煤氣化和灰渣處理工段的黑水和灰水中含有較多的灰渣顆粒，其中并含有較高的氯離子和硫化物離子，具有較強(qiáng)的腐蝕性，對(duì)儀表材料的選用提出較高的要求。甲醇裝置的復(fù)雜控制系統(tǒng)，如德士古氣化爐的燃燒控制、O2/C比控制、甲醇H2/CO比控制等，將在DCS中完成，并輔之以必要的PC處理機(jī)。凈化后的空氣分成兩股，一股直接進(jìn)入低壓板式換熱器，從換熱器底部抽出后進(jìn)入下塔。2) 甲醇精餾從甲醇合成膨脹槽來的粗甲醇進(jìn)入精餾系統(tǒng)?？諝庠谶M(jìn)反應(yīng)器前要在預(yù)熱器中用中壓蒸汽預(yù)熱到一定的溫度。甲醇富液采用低壓氮?dú)馄?。閃蒸出的低壓氣體直接送至洗滌塔給料槽，澄清槽上部清水溢流至灰水槽，由灰水泵分別送至洗滌塔給料槽、氣化鎖斗、磨煤水槽，少量灰水作為廢水排往廢水處理。出棒磨機(jī)的煤漿濃度約65%，排入磨煤機(jī)出口槽，經(jīng)出口槽泵加壓后送至氣化工段煤漿槽。供氧方式采用液氧由液氧泵加壓至一定壓力后，經(jīng)高壓換熱器氣化復(fù)熱后、送出空分裝置進(jìn)入管網(wǎng)。單泵流程利用高壓氮來使加壓液氧汽化復(fù)熱并回收其低溫冷量的缺點(diǎn)是：由于氮?dú)獾睦淠郎囟缺瓤諝獾?，氮?dú)獾臐摕岜瓤諝庑?，這意味著為汽化同樣數(shù)量的加壓液氧，需要被壓縮的氮?dú)饬恳瓤諝饬扛?，而且氮?dú)獾膲毫σ哂诳諝獾膲毫Α?采用計(jì)算機(jī)集散型自動(dòng)化控制（DCS）對(duì)空分裝置的整個(gè)工藝流程采用DCS控制，具有合理調(diào)節(jié)產(chǎn)量，穩(wěn)定操作，降低消耗，提高裝置可靠性和降低運(yùn)行費(fèi)用的功能。h進(jìn)塔氣CO含量%～12～9出塔氣CH3OH含量%6～75～6循環(huán)氣/合成氣4:14:1合成塔形式管束式激冷式設(shè)備尺寸設(shè)備緊湊設(shè)備較大合成開工設(shè)備不設(shè)開工加熱爐要設(shè)開工加熱爐甲醇精制三塔流程兩塔、三塔和四塔流程Lurgi工藝甲醇合成塔，反應(yīng)溫度均勻，轉(zhuǎn)化率較高，反應(yīng)副產(chǎn)物少，原料消耗低，副產(chǎn)物少，加上國(guó)外目前建設(shè)的大型/超大型甲醇裝置多采用Lurgi工藝，大型裝置工業(yè)化經(jīng)驗(yàn)多，工藝成熟。但目前采用該反應(yīng)器的最大裝置20萬噸/年的渭河化肥廠甲醇裝置尚處于設(shè)計(jì)階段。反應(yīng)器的結(jié)構(gòu)較復(fù)雜，制造費(fèi)用高。該技術(shù)在我國(guó)首先引進(jìn)的廠家是四川維尼倫廠。本項(xiàng)目酸氣中CO2含量較高，因此不適用此法。因此，本方案擬選用離心式制冷壓縮機(jī)。林德低溫甲醇洗工藝采用林德的專利設(shè)備―高效繞管式換熱器，提高換熱效率，特別是多股物流的組合換熱，節(jié)省占地、布置緊湊，能耗較省；但高效繞管式換需要國(guó)外設(shè)計(jì)（可國(guó)內(nèi)制造）。b) 凈化工藝技術(shù)的比較及選擇變換將粗水煤氣調(diào)整為甲醇合成氣，CO變換有兩種流程，即部分變換和全部變換。硫化物、氯、重金屬鎳等對(duì)甲醇合成催化劑是毒物，必須除去。應(yīng)當(dāng)指出的是，上個(gè)世紀(jì)九十年代此技術(shù)經(jīng)過英國(guó)煤氣公司和魯奇公司聯(lián)合攻關(guān)，開發(fā)出了一種新的爐型BGL爐，變干粉排渣為熔融排渣，氣化效率和氣體成分有了很大改進(jìn)，污染問題也有所改善，目前有一臺(tái)能力日處理500噸煤的示范爐在德國(guó)運(yùn)行，原料為城市垃圾與煤混燒。國(guó)內(nèi)有六套Shell氣化裝置正在建設(shè)，另有幾個(gè)項(xiàng)目也簽了引進(jìn)合同。但鑒于該爐型尚無工業(yè)運(yùn)行的經(jīng)驗(yàn)，加之事故和停車的幾率增加，運(yùn)行的可靠性較差，故本項(xiàng)目暫不推薦。產(chǎn)品氣中不含焦油，含酚量低。此技術(shù)經(jīng)過英國(guó)煤氣公司和魯奇公司聯(lián)合攻關(guān)，開發(fā)一種新爐型BGL爐, 變干粉排渣為熔融排渣，氣化效率和氣體成分有了很大改進(jìn)，污染問題也有所改善。項(xiàng) 目指標(biāo)優(yōu)等品一等品合格品硫，% ≥酸度（以H2SO4計(jì)）, % ≤水份，% ≤灰份，% ≤砷，% ≤粒度片狀片狀片狀 工藝技術(shù)選擇 原料路線確定甲醇是由一氧化碳與氫在催化劑存在的情況下進(jìn)行化學(xué)反應(yīng)而制得。甲醇生產(chǎn)裝置各工序的投資比例見下表： 甲醇生產(chǎn)裝置各工序投資比例表序號(hào)項(xiàng) 目占總投資的比例1合成氣制備（包括氣化、凈化、冷凍）60%2甲醇合成10%3甲醇精餾10%4公用工程等20%選用生產(chǎn)甲醇合成氣的原料，可以從原料儲(chǔ)量、現(xiàn)有生產(chǎn)能力、原料價(jià)格、成本、投資費(fèi)用與技術(shù)水平等進(jìn)行綜合考慮。流化床氣化技術(shù)流化床氣化技術(shù)主要有德國(guó)溫克勒（Winkler）流化床粉煤氣化技術(shù)。恩德粉煤氣化恩德粉煤氣化技術(shù)，在朝鮮有30多年的運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)，適用于灰分不大于40%的褐煤、長(zhǎng)焰煤、不粘或弱粘結(jié)的煤粉（0~10mm）。本世紀(jì)初該院又開發(fā)了焦煤水加添加劑的混合煤漿氣化技術(shù)，已成功地應(yīng)用于油氣化裝置的改造，建有工業(yè)化裝置，該技術(shù)已申請(qǐng)國(guó)家專利并獲得批準(zhǔn)。它是在煤中加入添加劑、助熔劑和水，磨成水煤漿，加壓后噴入氣化爐，與純氧進(jìn)行燃燒和部份氧化反應(yīng)。d) 氣化流程煤漿氣化工藝流程有兩種：激冷流程和廢鍋流程。這部分氣量約占總氣量的55%左右，以調(diào)整甲醇合成氣的組成。全部變換流程中粗煤氣需先經(jīng)廢熱鍋爐換熱產(chǎn)生低壓蒸汽，將粗煤氣中的水/汽比降下來，粗煤氣冷凝出來的工藝?yán)淠汉幸欢ǖ幕覊m，用這部分高溫冷凝液去氣化碳洗塔洗滌粗煤氣，洗滌效果差；變換前的低壓廢熱鍋爐也容易被灰塵堵塞。魯奇低溫甲醇洗工藝未采用繞管式換熱器，換熱器均為管殼式，所有設(shè)備在國(guó)內(nèi)可以設(shè)計(jì)和制造，投資可節(jié)省約2200萬元。滿負(fù)荷時(shí)比單級(jí)壓縮節(jié)省軸功率13%左右，部分負(fù)荷時(shí)節(jié)省軸功率約20%；其次是可以擴(kuò)大穩(wěn)定工作范圍，改善調(diào)節(jié)特性，部分負(fù)荷時(shí)不易喘振。由于項(xiàng)目用煤為低硫煤，低溫甲醇洗濃縮的H2S氣體濃度較低，故本項(xiàng)目采用Linde的Clinsulf硫回收工藝技術(shù)。Lurgi工藝可以利用反應(yīng)熱副產(chǎn)壓力較高的中壓蒸汽?，F(xiàn)已在美國(guó)田納西州建成72kt／a工業(yè)實(shí)驗(yàn)裝置。另一方面，采用國(guó)外甲醇合成技術(shù)投資較大，設(shè)備制造周期長(zhǎng)。根據(jù)以上分析，考慮到合成塔的運(yùn)輸問題，本項(xiàng)目暫按Lurgi雙合成塔（氣冷和管殼水冷）生產(chǎn)180萬噸/年甲醇，采用雙