【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 卻，分離后送到硫回收工段。 從脫碳塔底部出來(lái)的脫碳富液用水力透平回收能量，減壓后送入脫碳高壓閃蒸槽，高壓閃蒸氣與脫硫高壓閃蒸氣混合進(jìn)入脫硫壓縮機(jī)；高壓閃蒸液減壓后進(jìn)入氣提塔頂上的脫碳低壓閃蒸槽，閃蒸氣為 CO2氣體，在氣體換熱器中回收冷量后放空。低壓閃蒸液進(jìn)入氣提塔上部，與塔下部 的氣提氮?dú)饽媪鹘佑|，從而使溶液中溶解的 4－ 13 CO2 完成氣提出來(lái)，在塔底得到脫碳貧液，經(jīng)過(guò)貧液氨冷器 II 后，由貧液泵升壓進(jìn)入脫碳塔。 （ 3）硫回收 來(lái)自脫硫工段酸性氣進(jìn)入酸性氣燃燒爐，與按一定比例配入的空氣和燃料氣混合燃燒，爐內(nèi)發(fā)生 H2S 部分氧化反應(yīng)： H2S + 3/2 O2 → SO2 + H2O + Q1 H2S + 1/2 SO2 → H2O + 3/4 S2 + Q2 出爐后的混合氣經(jīng)廢熱鍋爐降溫 ,進(jìn)入一級(jí)冷凝器冷卻，在此分離出液硫。從一級(jí)冷凝器出來(lái)的氣體與酸性氣燃燒爐出口氣體高溫?fù)胶咸釡剡M(jìn)入一級(jí) Claus 轉(zhuǎn)化器進(jìn)行催化轉(zhuǎn)化反應(yīng)。主要反應(yīng)為： 2 H2S + SO2 → 3/2 S2 + 2H2O + Q 反應(yīng)后的氣體進(jìn)入二級(jí)冷凝器回收硫磺，而后轉(zhuǎn)化氣與酸性氣燃燒爐出口氣體高溫?fù)胶咸釡剡M(jìn)入二級(jí) Claus 轉(zhuǎn)化器，再次進(jìn)行催化轉(zhuǎn)化反應(yīng)后進(jìn)入三級(jí)冷凝器降溫回收流態(tài)硫。 Claus 尾氣配入一定量的氫氣，再經(jīng)過(guò)加氫氣預(yù)熱器提溫后進(jìn)入 Scot 加氫反應(yīng)器，將除 H2S 以外的硫化物都轉(zhuǎn)化為 H2S。加氫反應(yīng)器出口氣體進(jìn)入蒸汽發(fā)生器冷卻再進(jìn)入急冷塔。急冷塔急冷后氣體去吸收塔吸收大部分 H2S 和部分 CO2。吸收 H2S和部分 CO2 后的 貧胺液通過(guò)與再生塔塔釜來(lái)得富胺液換熱后進(jìn)入再生塔，再生塔頂?shù)臍怏w通過(guò)塔頂酸性氣冷卻器冷卻，除去水和部分胺再返回酸性氣燃燒爐進(jìn)行 Claus轉(zhuǎn)化。 吸收塔頂吸收掉大部分 H2S 和部分 CO2后的尾氣去尾氣焚燒爐，配入適量的空氣和燃料氣進(jìn)行高溫焚燒，使 H2S 全部轉(zhuǎn)化為 SO2。焚燒氣經(jīng)加氫氣預(yù)熱器和尾氣廢鍋將煙氣冷卻后通過(guò)煙窗高空排放。 從冷凝器分離下來(lái)的液體硫磺靠位差流入液硫封，再?gòu)囊毫蚍饬魅胍毫蛸A槽，利用液硫泵將硫磺打到高位液硫槽，液硫從高位液硫槽進(jìn)入硫磺成型機(jī)進(jìn)行塊狀成型，再包裝成袋出售。 本裝置接收到從變換工段 送來(lái)的中壓鍋爐給水在廢熱鍋爐產(chǎn) (G)中壓蒸 4－ 14 汽送入管網(wǎng)。從變換送來(lái)的低壓鍋爐給水在冷凝器中產(chǎn) （ G）低壓蒸汽供本裝置設(shè)備夾套和管道伴熱用。 甲醇裝置工藝流程簡(jiǎn)述 （ 1） 甲醇合成 來(lái)自脫碳裝置新鮮合成氣進(jìn)入甲醇合成氣壓縮機(jī)壓縮至 ，循環(huán)氣亦壓縮至 ，新鮮氣和循環(huán)氣機(jī)外混合后進(jìn)入入塔氣預(yù)熱器，被加熱至 225℃ 進(jìn)入甲醇合成塔內(nèi)。甲醇合成塔為絕熱等溫反應(yīng)器，管內(nèi)裝甲醇合成催化劑。管外為沸騰鍋爐水。在合成塔列管中，甲醇合成氣在催化劑的作用下發(fā)生如下反應(yīng)： （ 1） CO+2H2 = CH3OH+Q （ 2） CO2+3H2 = CH3OH+H2O+Q 反應(yīng)放出大量的熱，通過(guò)管壁傳給沸騰水，產(chǎn)生約 ~ 的中壓蒸汽，此蒸汽送至蒸汽管網(wǎng)。由于付產(chǎn)蒸汽確保了合成塔內(nèi)反應(yīng)溫度趨于恒定，而且反應(yīng)溫度的變化可以由付產(chǎn)蒸汽的壓力靈活調(diào)節(jié)。從合成塔出來(lái)的反應(yīng)氣約 255℃ ，甲醇含量約為 6%（ V%），經(jīng)入塔氣預(yù)熱器、脫鹽水加熱器、甲醇水冷器冷卻至 40℃ 左右進(jìn)入甲醇分離器，粗甲醇在此被分離，再經(jīng)甲醇膨脹槽減壓到 后送到甲醇精餾裝置。分離后的循環(huán)氣和合成新鮮氣按比例混合后升壓送至 合成塔繼續(xù)進(jìn)行轉(zhuǎn)化反應(yīng)。 （ 2） 甲醇精餾 從甲醇合成來(lái)的 、 40℃的粗甲醇經(jīng)泵送至預(yù)精餾塔的中部，此塔的再沸器以 蒸汽加熱，低沸點(diǎn)雜質(zhì)如微量二甲醚等從塔頂排出，冷卻分離出水后作為燃料氣，回收的甲醇液經(jīng)預(yù)塔回流泵作為該塔回流液。預(yù)塔塔底液經(jīng)加壓塔進(jìn)料泵送入加壓精餾塔中。加壓精餾塔再沸器用 的低壓蒸汽做熱源。加壓塔操作壓力為 ，塔頂排出的甲醇?xì)怏w為 122℃，經(jīng)冷凝器 /再沸器冷凝后，一部分精甲醇經(jīng)加壓塔回流泵打回本塔作為回流液，另一部分經(jīng)冷卻器冷卻后作為產(chǎn)品精甲醇進(jìn)入精甲醇 計(jì)量槽中。加壓塔塔底液進(jìn)入常壓精餾塔中進(jìn)一步精餾。此精餾塔再沸器以加壓塔頂排出的精甲醇?xì)庾鳛闊嵩?。塔頂排出精甲醇?xì)鈮毫?，溫度約 67℃，經(jīng)常壓塔冷凝器冷凝冷卻后一部分回流至本塔，另一部分打到精甲醇計(jì)量槽貯存。 產(chǎn)品精甲醇由精甲醇計(jì)量槽經(jīng)精甲醇泵送至甲醇罐區(qū)。 為防止粗甲醇中甲酸、二氧化碳腐蝕設(shè)備，在預(yù)塔進(jìn)料泵后的粗甲醇溶液中配 4－ 15 入適量的燒堿溶液，用來(lái)調(diào)節(jié)精甲醇溶液的 PH 值。 甲醇精餾系統(tǒng)各塔排出的不凝氣去燃燒氣系統(tǒng)。 由常壓精餾塔底排出的精餾殘液經(jīng)廢水冷卻器冷卻至 40℃后，由廢水泵打到生化處理裝置 。 氨吸收制冷 由 NHD 脫硫脫碳工段來(lái)的氣氨進(jìn)入吸收器，被由溶液熱交換器來(lái)的稀氨水溶液吸收為濃氨水。經(jīng)溶液熱交換器換熱到 116℃進(jìn)入精餾塔中部，進(jìn)行精餾。 氣氨經(jīng)塔上部的回流冷凝器，進(jìn)入氨冷凝器，冷凝為液氨，進(jìn)入液氨貯槽。送到用戶(hù)。 濃氨水經(jīng)提餾段進(jìn)入立式、膜式發(fā)生器，蒸出氣氨及稀氨水混合液，進(jìn)入精餾塔進(jìn)行精餾。稀氨水由塔底出來(lái)進(jìn)入溶液熱交換器。 發(fā)電流程簡(jiǎn)述 來(lái)自氣化的水煤氣經(jīng)有機(jī)硫水解槽水解有機(jī)硫后，經(jīng)廢熱鍋爐、煮沸器回收熱量后，再經(jīng)氨吸收制冷發(fā)生器冷卻后送入脫硫系統(tǒng) ，為降低設(shè)備投資，減少占地，煤氣脫硫系統(tǒng)只設(shè)脫硫塔，其溶液的再生是與甲醇變換氣脫硫共用一套再生系統(tǒng)。 煤氣經(jīng)脫硫后進(jìn)入膨脹機(jī)發(fā)電 ,再進(jìn)入燃?xì)廨啓C(jī)進(jìn)行發(fā)電，煙道氣直入余熱鍋爐產(chǎn)生蒸汽回收熱量，蒸汽帶動(dòng)汽輪機(jī)發(fā)電。 原材料、輔助材料和燃料、動(dòng)力消耗定額 甲醇消耗定額（以噸精甲醇產(chǎn)品計(jì)） 序號(hào) 名 稱(chēng) 單位 定額 年總耗 備 注 一 原材料 1 原料煤（干煤） 噸 含水 7% 2 分子篩 kg 3 有機(jī)硫水解催化劑 m3 4 變換催化劑 m3 5 NHD 溶液 kg 46152 6 水解催化劑 m3 7 精脫硫催化劑 m3 8 Claus 催化劑 m3 4－ 16 序號(hào) 名 稱(chēng) 單位 定額 年總耗 備 注 9 加氫催化劑 m3 10 氨 kg 2448 11 甲醇合成催化劑 m3 12 固體氫氧化鈉 kg 8424 ≥ 96% 二 燃料及動(dòng)力 1 循環(huán)冷卻水（Δ t=10℃） m3 493 59289120 2 新鮮水 m3 70870 3 脫鹽水 m3 412416 4 ~ 飽和蒸汽 t 108569 5 飽和蒸汽 t 6 過(guò)熱蒸汽 t 256608 7 電 Kwh 203 21251450 8 硫磺 t 5214 9 燃料氣 Nm3 23536706 發(fā)電消耗定額（以萬(wàn) kW 發(fā)電量計(jì)） 序號(hào) 名 稱(chēng) 單位 定額 年總耗 備 注 一 原材料 1 原料煤（干煤） 噸 156010 含水 7% 2 分子篩 kg 6329 3 有機(jī)硫水解催化劑 m3 4 Claus 催化劑 m3 5 NHD 溶液 kg 22824 6 加氫催化劑 m3 7 氨 kg 1224 二 燃料及動(dòng)力 1 循環(huán)冷卻水（Δ t=10℃） m3 1537 87850080 4－ 17 序號(hào) 名 稱(chēng) 單位 定額 年總耗 備 注 2 新鮮水 m3 68090 3 脫鹽水 m3 1169431 4 ~ 飽和蒸汽 t 178868 5 飽和蒸汽 t 6 過(guò)熱蒸汽 t 693792 電 Kwh 15389568 7 硫磺 t 4743 自控技術(shù)方案 設(shè)計(jì)依 據(jù)、采用的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范 《石油化工裝置可行性設(shè)計(jì)內(nèi)容規(guī)定》 STE0520397。 《化工過(guò)程檢測(cè)、控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)符號(hào)統(tǒng)一規(guī)定》 HGJ787。 《化工自控設(shè)計(jì)技術(shù)規(guī)定》 CD50A381，第一、第二分冊(cè) CDSOA4~2284。 《化工企業(yè)爆炸和火災(zāi)危險(xiǎn)環(huán)境電力設(shè)計(jì)技術(shù)規(guī)定》 HGJ2189。 《分散控制系統(tǒng)工程設(shè)計(jì)規(guī)定》 HG/T2057395。 設(shè)計(jì)范圍 本項(xiàng)目是在予可行性研究報(bào)告基礎(chǔ)上進(jìn)行設(shè)計(jì)的。其內(nèi) 容包括：氣化、凈化、甲醇、鍋爐、燃?xì)獍l(fā)電、空分、空壓站及全廠的公用工程等裝置的過(guò)程控制部分。 自動(dòng)化水平 根據(jù)工藝生產(chǎn)過(guò)程的需要，在控制上采用了集中和就地相結(jié)合的方案。即重要的工藝參數(shù)集中在控制室進(jìn)行指示、報(bào)警、控制和操作，非重要的工藝參數(shù)于就地指示。主要控制室采用集散控制系統(tǒng)進(jìn)行監(jiān)控，輔助控制室以電動(dòng)儀表為主。 本工程新建加壓水煤漿氣化、凈化裝置由于工藝過(guò)程要求高，在高溫、高壓、易燃、易爆的惡劣環(huán)境下操作，為保證操作可靠、安全降低能源之目的，必須采用先進(jìn)可靠的控制手段和高效的管理設(shè)備。為此， 氣化、凈化在總控室進(jìn)行監(jiān)控，總控制內(nèi)設(shè)置一套集散控制系統(tǒng)（ DCS）和一套可編程控制器（ ESD），以實(shí)現(xiàn)集中控制，絕大部分的操作均通過(guò) DCS 完成。氣化裝置的安全聯(lián)鎖系統(tǒng)以及順控系統(tǒng)主要采用 PLC 完成，通過(guò) ESD 與 DCS 間的通訊接口，將 ESD 的所有控制內(nèi)容狀態(tài)，全 4－ 18 部顯示在 DCS 的 CRT 上，以使操作人員全面掌握及控制全廠的生產(chǎn)狀態(tài)。 所有工藝參數(shù)的顯示、打印、趨勢(shì)記錄以及信號(hào)越限報(bào)警均由 DCS 來(lái)完成。 DCS留有與上位機(jī)的通訊接口，以便將來(lái)與總廠調(diào)度通訊，使廠方的管理人員時(shí)時(shí)刻刻掌握整個(gè)工廠的生產(chǎn)運(yùn)行狀況。 本工程 新建的原料儲(chǔ)運(yùn)、脫鹽水站、污水處理場(chǎng)等工段以現(xiàn)場(chǎng)操作為主，各工段內(nèi)設(shè)置操作室，就地集中的儀表以采用數(shù)字顯示儀表為主，必要的工藝參數(shù)送至控制室的 DCS 內(nèi)，以便操作人員了解各裝置的工作狀況。 整個(gè)裝置設(shè)兩個(gè)中控室。 第一控制室（總控制室）包括：空分、氣化、凈化及甲醇。 總控制室設(shè) 為一獨(dú)立建筑物內(nèi)?？偪刂剖业目偯娣e為 30179。 16m 左右。其中包括一個(gè)控制室、一個(gè)機(jī)柜室、一個(gè)供配電室、 2 個(gè) DCS 維修間、一個(gè)空調(diào)間、一個(gè)軟件工作間和輔助走廊。控制室和機(jī)柜間采用鋁合金骨架鑲嵌玻璃隔斷（帶門(mén)），地板采用抗靜電鋁合金活動(dòng)地 板，頂棚采用鋁合金骨架吊頂。凈高為 ~ 米。采光用電照明，照度大于 300 勒克斯，并考慮了事故照明?？刂剖?、機(jī)柜間設(shè)有空調(diào)系統(tǒng)，以保證其要求的溫度、濕度。 第二控制室（熱電控制室）包括：鍋爐及發(fā)電裝置，面積為 10179。 15m。 信號(hào)及聯(lián)鎖 氣化裝置為水煤漿工藝技術(shù)，氣化爐是處在高溫、高壓的工況條件下，高壓氧與高速?lài)娙霠t中的煤漿產(chǎn)生劇烈的部分氧化反應(yīng)，產(chǎn)生的高溫、粗煤氣，通過(guò)噴入激冷水平達(dá)冷卻效果，反應(yīng)后的煤渣通過(guò)水冷卻后，按照一定的時(shí)序，先后次序，通過(guò)鎖斗排入到渣池中。因?yàn)樗鼈児に嚰夹g(shù)過(guò)程要 求復(fù)雜，控制精度高，且物料復(fù)雜，因此信號(hào)反饋、報(bào)警及安全聯(lián)鎖，對(duì)氣化裝置的安全生產(chǎn)具有重大的意義。 氣化裝置的時(shí)序控制，安全聯(lián)鎖是通過(guò)可編程序控制器（ PLC）來(lái)完成的，并且該 PLC 與 DCS 之間實(shí)現(xiàn)通訊，在 DCS 的 CRT 上全部將工藝數(shù)據(jù)、運(yùn)行參數(shù)、報(bào)警及閥門(mén)的狀態(tài)顯示出來(lái)，操作人員可以根據(jù) CRT 上的顯示內(nèi)容，進(jìn)行安全可靠的操作。 環(huán)境特征 本工程的許多裝置內(nèi)，有 CO、 H2成份，這兩種氣體為爆炸性氣體，相應(yīng)的建筑物處在甲、乙類(lèi)火災(zāi)危險(xiǎn)場(chǎng)所中，屬于火災(zāi)場(chǎng)所，因此應(yīng)根據(jù)下同的防爆區(qū)域，選用不同防爆等級(jí) 的儀表，以防爆炸、火災(zāi)現(xiàn)象出現(xiàn)。 4－ 19 儀表選型 集散控制系統(tǒng) 第一控制室系統(tǒng)配置：設(shè)置 11 個(gè)操作站， 4 臺(tái)打印機(jī)及一套完整的機(jī)柜。 第二控制室：設(shè)置 6 個(gè)操作站， 2 臺(tái)打印機(jī)及一套完整的機(jī)柜。 每個(gè)控制室的操作站帶獨(dú)立的電子單元，并設(shè) 1 個(gè)先進(jìn)控制操作站。 控制室內(nèi)采用集散控制系統(tǒng)其供貨廠家的確定將采取招標(biāo)的方式，采用國(guó)際上著名廠商的產(chǎn)品。集散控制系統(tǒng)的主要功能如下： 控制功能 DCS 控制器具有下述功能 —— 接受來(lái)自現(xiàn)場(chǎng)的信號(hào) —— 提供至現(xiàn)場(chǎng)的信號(hào) —— 完成常規(guī)的 PID 調(diào)節(jié) —— 進(jìn)行簡(jiǎn)單 計(jì)算如：加減乘除、高低限選擇等。 —— 生成報(bào)警 —— 順序控制 —— 某些先進(jìn)的控制如：前饋、超前、滯后、非線性控制等。 顯示功能 DCS 操作站具有下述顯示功能 —— 動(dòng)態(tài)模擬流程圖顯示 —— 總貌畫(huà)面顯示 —— 組畫(huà)面顯