【文章內容簡介】 412 洗滌液為含甲醇的水溶液通過減壓后送至低壓分離器（ V303） ， 同時控制合成回路的壓力；一部分作為循環(huán)合成氣去合成氣壓縮工段；另一部分作為弛放氣，經減壓后送 至燃料氣總管 作為焦爐氣加熱爐（ F201）的燃料 ，同時調節(jié)循環(huán)氣中的惰性組分含量。高壓分離器底部液相（粗甲醇）通過減壓閥 03LV021A/B 減壓至（ g）后去低壓分離器。在低壓分離器頂部閃蒸氣去燃料氣總管，底部粗甲醇（ CH3OH ～ 80%wt）去甲醇精餾工段（ 04）。 由于焦爐氣的成分較復雜，為了盡量減少合成副反應，尤其是減少粗甲醇中重組分的含量，給甲醇精餾生產出優(yōu)質精甲醇產品創(chuàng)造有利條件，甲醇合成催化劑建議引進，本設計暫按引進 ICI 公司的 518 考慮。該催化劑與丹麥托普索公司的 MK101 或 MK121 系列催化劑同是世界上著名的甲醇合成催化劑，具有如下特點： （ 1） 51 系列催化劑是世界上應用最廣的甲醇合成工藝－ ICI 甲醇工藝的核心技術。它的生產工藝使其同時具有高活性和高選擇性。 （ 2） 它具有一套獨特的配方，首先以銅基礦物質為基礎，然后用鋅離子逐漸替換陽離子?；钚韵嗍且环N特殊設計的鋁酸鋅化合物作為支持物的。這種支持物使得催化劑在其使用壽命中具有較強的機械性能，同時能使反應氣移到活性銅金屬表面。氧化鋅的微晶體結構還可阻止活性銅表面因硫和氯化物等物質的存在而中毒。在制備過程中，加入氧化鎂以改變催化劑的 結構，使其在使用中發(fā)揮最大的活性。 （ 3） 它性能穩(wěn)定而且操作效率高。其增強的強度保證它可以承受操作過程中產生的所有應力，從而在其壽命結束時，很容易卸出與處理。該催化劑通常壽命為 3～ 4年， 有些工廠甚至用了 8年多。 （ 4） 適應高 CO2組分的合成氣生產甲醇，現已查明當 CO2/CO 比值較高時，其表面會過分氧化，從而減小催化劑的活性。但是 Katalco51 的這種“失活”是暫時的，因為該系列催化劑表面的氧化反應是可逆的。 （ 5） 在甲醇合成過程中，主要生產的副產物是乙醇、二甲醚和甲基甲酸鹽，但丙酮和其它酮類對生 產 AA 級產品至關重要。盡管所有副產物的濃度都會隨催化劑使用時間的延長和轉化器溫度的上升而增長；但當使用 Katalco51－ 8 時，副產物濃度總是很低。由于 Katalco51 系列催化劑具有高活性且性能穩(wěn)定， 因而運行東華工程科技股份有限公司 初步設計 臨渙焦爐氣制甲醇裝置 413 生產在較低溫度下進行，這會大幅增加選擇性。 （ 6） Katalco51 系列催化劑的選擇性極高。如采用先進的轉化器設計，可在更長的時間內保持極低的副產物濃度，這樣很容易精制粗甲醇，使其達到美聯邦AA 等級。 甲醇精餾工段（ 04） 工藝物料流程圖，圖號： 202020449 管道儀表流 程圖，圖號： 2020204431～ 35 工藝原理 根據各種物質在不同溫度下的特性、沸點、蒸汽分壓的不同，通過精餾的方法，將粗甲醇中的雜質除去，同時獲得高純度的精甲醇。 本工段采用三塔精餾加回收塔的工藝流程，預塔的主要目的是除去粗甲醇中溶解的氣體（如 CO CO、 H2等）及低沸點組分（如二甲醚、甲酸甲酯等），加壓塔及常壓塔的目的是除去水及高沸點雜質（如異丁基油），同時獲得高純度的優(yōu)質甲醇產品。另外， 為減少廢水排放，增設甲醇回收塔，進一步回收甲醇，減少廢水中的甲醇含量。 工藝流程 簡述 從甲醇合成工段（或從粗甲醇貯罐）來的粗甲醇加入少量稀堿以中和其中的有機酸，然后進入粗甲醇預熱器（ E401）與各再沸器來的蒸汽冷凝水進行換熱后被送往預塔（ T401）進料，經預塔分離后，塔頂氣相為二甲醚、甲酸甲酯、 CO2等輕組分氣體，經二級冷凝冷卻后，不凝氣通過火炬排放，冷凝液中補充脫鹽水返回預塔作為回流液，塔釜為甲醇水溶液，經預后泵（ P403A/B）增壓后與加壓塔塔釜出料液換熱后送入加壓塔（ T402）進料。 經加壓塔分離后，塔頂氣相為甲醇蒸汽，與常壓塔（ T403）塔釜液換熱后部分返回加壓塔打回 流，部分采出作為精甲醇產品，經冷卻后送中間罐區(qū)產品罐，塔釜出料液與加壓塔進料換熱后作為常壓塔的進料。 在常壓塔中甲醇與輕、重組分及水得以進一步分離，塔頂氣相為含微量不凝氣的甲醇蒸汽，經冷凝后，不凝氣通過火炬排放，冷凝液部分返回常壓塔作為回東華工程科技股份有限公司 初步設計 臨渙焦爐氣制甲醇裝置 414 流液，部分作為精甲醇產品，經冷卻后送中間罐區(qū)產品罐，塔中下部側線采出雜醇油作為回收塔（ T404）的進料。塔釜出料液為含微量甲醇的水，送界區(qū)外污水處理站進行處理達標后二次利用或排放。 經甲醇回收塔分離后，塔頂蒸汽經冷凝冷卻后部分返回甲醇回收塔回流，部分送粗甲醇罐（甲醇含量 99%左右）或甲醇產品罐，塔中部側線采出異丁基油經冷卻后送中間罐區(qū)異丁基油儲罐，底部的少量廢水與常壓塔底廢水合并。 三塔精餾加回收塔工藝流程的主要特點是熱能的合理利用： 采用雙效精餾方法：將加壓塔塔頂氣相的冷凝潛熱用作常壓塔塔釜再沸器熱源。 廢熱回收：一是將加壓塔再沸器換熱后，分離掉工藝冷凝液后的氣體作為預塔再沸器的熱源；其二是加壓塔、預塔各自第二再沸器冷凝水用來預熱進料粗甲醇；其三是加壓塔塔釜出料與加壓塔進料充分換熱。 空分工段（ 05） 管道儀表流程圖，圖號： 2020204436 工藝原理 利用空氣中不同組份沸點的差異，在深冷液化的基礎上對空氣進行精餾 ，將空氣中的氧、氮、氬等分離，從而獲得 氧氣、液氧、液氬、氮氣、儀表空氣、工廠空氣等不同的空分產品。 工藝流程簡述 空分設備采用分子篩吸附預凈化、增壓透平膨脹機、填料精餾及液氧泵內壓縮工藝。整套設備包括：空氣過濾系統、空氣壓縮系統、空氣預冷系統、分子篩純化系統、分餾塔系統、全精餾制氬系統、液體貯存系統、儀控系統、電控系統等。 全套工藝、設備均由空分專業(yè)廠商設計、供貨。供貨商將待本項目實施階段經國內招標確定。由于各制造廠采 用的工藝技術不盡相同，現暫按目前國內先進、通用的工藝對生產流程簡述如下。 （ 1） 空氣過濾和壓縮 空氣首先進入自潔式空氣吸入過濾器，在空氣吸入過濾器中除去灰塵和其它顆東華工程科技股份有限公司 初步設計 臨渙焦爐氣制甲醇裝置 415 粒雜質，然后進入主空壓機，經過多級壓縮后進入空冷塔，壓縮機級間的熱量被中間冷卻器中的冷卻水帶走。 （ 2） 空氣的冷卻和純化 空氣在進入分子篩吸附器前在空冷塔中冷卻，以盡可能降低空氣溫度減少空氣中水含量從而降低分子篩吸附器的工作負荷，并對空氣進行洗滌。進入空冷塔上部的冷凍水，首先在水冷塔中利用干燥的出分餾塔污氮氣和氮氣進行冷卻，然后再進入空冷 塔上部。 分子篩純化系統由兩臺分子篩吸附器和三臺電加熱器（兩用一備）組成，分子篩吸附器吸附空氣中的水份、二氧化碳和一些碳氫化合物，兩臺分子篩吸附器一臺工作，另一臺再生。 （ 3） 空氣的精餾 出吸附器的空氣分為兩部分：一部分直接進入主換熱器冷卻后進入下塔；另一部分通過空氣增壓機進一步壓縮，中抽出一股經過膨脹機增壓端的壓縮及后冷卻器的冷卻，再進入主換熱器被冷卻，經膨脹機膨脹后進入下塔；從空氣增壓機末級排出的空氣經增壓機后冷卻器冷卻后送入冷箱經高壓主換熱器冷卻變?yōu)橐后w后節(jié)流進入下塔。 下塔中的上升氣體通過與回流 液體接觸含氮量增加。所需的回流液氮來自下塔頂部的冷凝蒸發(fā)器，在這里氧得到蒸發(fā)，而氮得到冷凝。 壓縮工段（ 06A/06B） 管道儀表流程圖，圖號： 2020204437～ 38 本工段包括焦爐氣壓縮（ 06A） 和合成氣壓縮（ 06B） 壓縮工藝原理 （ 1）無油螺桿式壓縮工作原理：無油螺桿壓縮機的一對陰陽轉子通過同步齒輪帶動，陰轉子、陽轉子不接觸，相互間存在一定的間隙。所謂無油是指氣體在壓縮過程中完全不與油接觸，即壓縮機的壓縮腔和轉子之間沒有油潤滑。但壓縮機中的軸承，齒輪等零部件仍需用油 進行潤滑。 （ 2）離心式壓縮機的主軸帶動葉輪旋轉時，氣體自軸向進入，并以很高的速東華工程科技股份有限公司 初步設計 臨渙焦爐氣制甲醇裝置 416 度被離心力甩出葉輪，進入流通面積逐漸擴大的擴壓器中，使氣體的速度降低而壓力提高，采用多級葉輪，通過一級一級提高壓力，一直達到額定的壓力要求。采用離心式壓縮機對焦爐氣進行壓縮，提高進下一工序的壓力，以至于滿足整個生產工藝的要求。 工藝流程簡述 （ 1） 焦爐氣壓縮（ 06A） 焦爐氣壓縮機采用 2 臺并聯， 原料焦爐氣從焦爐氣氣柜進入焦爐氣壓縮機（ C6A01A/B）的一級進口，進口壓力為 300mmH20（ A），經過一級壓縮 ，壓力達到 （ g），兩臺壓縮機一級壓縮后，合并進入段間冷卻器（ E6A01）進行冷卻，在段間分離器（ V6A01）中進行氣液分離后，送去粗脫硫 及凈化 。 凈化氣 返回壓縮機的二段進口，經過第二級壓縮后，焦爐氣的壓力達到 （ g），送往焦爐氣精脫硫 工段。 （ 2） 合成氣壓縮（ 06B） 來自轉化工段的溫度 40℃、壓力 （ g）的轉化氣，作為合成甲醇的新鮮氣，首先經進口分離器（ V6B01）分水后，進入合成氣壓縮機（ K6B01）一段，壓縮至 （ a）后出壓縮機，經級間冷卻器冷卻至 40℃進入壓縮機（ K6B01）二段，壓縮至 （ a）后出壓縮機，經段間冷卻器冷卻至 40℃，與經循環(huán)氣分離器（ V6B02）分水后的合成工段循環(huán)氣混合，進入合成氣壓縮機（ C6B01）循環(huán)段，經循環(huán)段壓縮至 （ a）送至合成工段。 由于本項目所采用的螺桿壓縮機要求對氣體的適應性強，能適應焦爐煤氣中高焦油、高萘的特點，能滿足裝置長周期生產要求，目前國內尚不能生產該類型的機器，因此在充分比較和技術交流的前提下，本次設計按照引進考慮。 焦爐氣壓縮機采用二臺，各占 50%負荷，一方面增加設備運行可靠性， 另一方面即使有一臺停車，也不至于使得裝置停車。 鍋爐給水泵及脫氧槽工段（ 08） 管道儀表流程圖，圖號： 2020204439 東華工程科技股份有限公司 初步設計 臨渙焦爐氣制甲醇裝置 417 熱力噴霧除氧工藝原理 氣體在水中的溶解度與該氣體在水面上的分壓力、溫度和氣體種類有關。根據亨利定律，當水溫達到相應壓力下飽和溫度時水就開始沸騰，就不再溶解氣體，此時水面上的蒸汽壓力與外界壓力相等，氣體的分壓力就等于零。此工藝是將水霧化并通過特殊的填料與蒸汽充分接觸加熱，使其在一定壓力下沸騰，達到除氧的目的，以滿足鍋爐給水的要求。 通過調節(jié)蒸汽流量，使除氧 器內的工作壓力保持在 （ g），并通過調節(jié)給水流量，進而達到水與蒸汽之間的換熱平衡，使其在一定壓力下達到沸騰，脫去溶解于水中的氧。 熱力噴霧除氧工藝流程簡述 采用熱力噴霧除氧工藝，設置額定能力為 112t/h 熱力噴霧除氧器（ X801）一臺。調節(jié)進除氧器蒸汽流量，使除氧器內的工作壓力保持在 （ g），并調節(jié)進除氧器脫鹽水流量，進而達到水與蒸汽之間的換熱平衡。 除氧后的鍋爐給水溫度為 115℃，含氧量≤ ，將脫掉溶解氧的鍋爐給水一部分通過聯胺加藥裝置（ X802）加聯氨后，再用中壓鍋爐給水泵（ P801A/B）輸送到轉化工段的轉化汽包和甲醇合成工段的合成廢鍋使用；另一部分通過兩臺低壓鍋爐給水泵（ P802A/B）將低 壓鍋爐給水送往 轉化 工段低壓廢熱鍋爐及所有減溫器用水處。 中壓鍋爐給水泵及低壓鍋爐給水泵均為一開一備，采用電機驅動。 中間罐區(qū)（ 09 工段 ） 管道儀表流程圖，圖號： 2020204440 工藝流程原理 中間罐區(qū)設有粗甲醇儲罐、精甲醇儲罐、異丁基油儲罐以及相應的泵和管道系統。中間罐區(qū)是粗甲醇、精甲醇、異丁基油的暫時儲存處，生 產過程中沒有化學變化。 設備選型：標準大氣壓（ kPa）下，粗甲醇、精甲醇的沸點為 ℃。為了減少甲醇的揮發(fā)損失，設計選用內浮頂儲罐。 東華工程科技股份有限公司 初步設計 臨渙焦爐氣制甲醇裝置 418 標準狀況下，甲醇的閃點是 11℃，屬于甲 B 類火災危險性物料，為了安全生產，粗甲醇、精甲醇儲罐也應該選用內浮頂儲罐。與立式拱頂罐相比，內浮頂儲罐幾乎沒有甲醇蒸汽與空氣的混合物，發(fā)生火災的危險性要小很多。 異丁基油的成分是高級醇、甲醇和水等 ,從安全方面考慮，設計選用內浮頂儲罐。 自動控制：儲罐設有非接觸式 高精度雷達液位計（液位誤差177。 1mm），可顯示液位并能進行高 低液位報警。進行標定的儲罐，用液位計進行流量計