【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 412 洗滌液為含甲醇的水溶液通過(guò)減壓后送至低壓分離器（ V303） ， 同時(shí)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(jīng)減壓后送 至燃料氣總管 作為焦?fàn)t氣加熱爐（ F201）的燃料 ，同時(shí)調(diào)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(guò)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?fàn)t氣的成分較復(fù)雜，為了盡量減少合成副反應(yīng)，尤其是減少粗甲醇中重組分的含量，給甲醇精餾生產(chǎn)出優(yōu)質(zhì)精甲醇產(chǎn)品創(chuàng)造有利條件，甲醇合成催化劑建議引進(jìn)，本設(shè)計(jì)暫按引進(jìn) 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(diǎn)： （ 1） 51 系列催化劑是世界上應(yīng)用最廣的甲醇合成工藝－ ICI 甲醇工藝的核心技術(shù)。它的生產(chǎn)工藝使其同時(shí)具有高活性和高選擇性。 （ 2） 它具有一套獨(dú)特的配方，首先以銅基礦物質(zhì)為基礎(chǔ)，然后用鋅離子逐漸替換陽(yáng)離子。活性相是一種特殊設(shè)計(jì)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(qiáng)的機(jī)械性能，同時(shí)能使反應(yīng)氣移到活性銅金屬表面。氧化鋅的微晶體結(jié)構(gòu)還可阻止活性銅表面因硫和氯化物等物質(zhì)的存在而中毒。在制備過(guò)程中，加入氧化鎂以改變催化劑的 結(jié)構(gòu)，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(qiáng)的強(qiáng)度保證它可以承受操作過(guò)程中產(chǎn)生的所有應(yīng)力，從而在其壽命結(jié)束時(shí)，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(yīng)高 CO2組分的合成氣生產(chǎn)甲醇，現(xiàn)已查明當(dāng) CO2/CO 比值較高時(shí)，其表面會(huì)過(guò)分氧化，從而減小催化劑的活性。但是 Katalco51 的這種“失活”是暫時(shí)的，因?yàn)樵撓盗写呋瘎┍砻娴难趸磻?yīng)是可逆的。 （ 5） 在甲醇合成過(guò)程中，主要生產(chǎn)的副產(chǎn)物是乙醇、二甲醚和甲基甲酸鹽，但丙酮和其它酮類對(duì)生 產(chǎn) AA 級(jí)產(chǎn)品至關(guān)重要。盡管所有副產(chǎn)物的濃度都會(huì)隨催化劑使用時(shí)間的延長(zhǎng)和轉(zhuǎn)化器溫度的上升而增長(zhǎng)；但當(dāng)使用 Katalco51－ 8 時(shí)，副產(chǎn)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(yùn)行東華工程科技股份有限公司 初步設(shè)計(jì) 臨渙焦?fàn)t氣制甲醇裝置 413 生產(chǎn)在較低溫度下進(jìn)行，這會(huì)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(jìn)的轉(zhuǎn)化器設(shè)計(jì)，可在更長(zhǎng)的時(shí)間內(nèi)保持極低的副產(chǎn)物濃度，這樣很容易精制粗甲醇，使其達(dá)到美聯(lián)邦A(yù)A 等級(jí)。 甲醇精餾工段（ 04） 工藝物料流程圖，圖號(hào)： 202020449 管道儀表流 程圖，圖號(hào)： 2020204431～ 35 工藝原理 根據(jù)各種物質(zhì)在不同溫度下的特性、沸點(diǎn)、蒸汽分壓的不同，通過(guò)精餾的方法，將粗甲醇中的雜質(zhì)除去，同時(shí)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(yù)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(diǎn)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(diǎn)雜質(zhì)（如異丁基油），同時(shí)獲得高純度的優(yōu)質(zhì)甲醇產(chǎn)品。另外， 為減少?gòu)U水排放，增設(shè)甲醇回收塔，進(jìn)一步回收甲醇，減少?gòu)U水中的甲醇含量。 工藝流程 簡(jiǎn)述 從甲醇合成工段（或從粗甲醇貯罐）來(lái)的粗甲醇加入少量稀堿以中和其中的有機(jī)酸，然后進(jìn)入粗甲醇預(yù)熱器（ E401）與各再沸器來(lái)的蒸汽冷凝水進(jìn)行換熱后被送往預(yù)塔（ T401）進(jìn)料，經(jīng)預(yù)塔分離后，塔頂氣相為二甲醚、甲酸甲酯、 CO2等輕組分氣體，經(jīng)二級(jí)冷凝冷卻后，不凝氣通過(guò)火炬排放，冷凝液中補(bǔ)充脫鹽水返回預(yù)塔作為回流液，塔釜為甲醇水溶液，經(jīng)預(yù)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(jìn)料。 經(jīng)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(chǎn)品，經(jīng)冷卻后送中間罐區(qū)產(chǎn)品罐，塔釜出料液與加壓塔進(jìn)料換熱后作為常壓塔的進(jìn)料。 在常壓塔中甲醇與輕、重組分及水得以進(jìn)一步分離，塔頂氣相為含微量不凝氣的甲醇蒸汽，經(jīng)冷凝后，不凝氣通過(guò)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(shè)計(jì) 臨渙焦?fàn)t氣制甲醇裝置 414 流液，部分作為精甲醇產(chǎn)品，經(jīng)冷卻后送中間罐區(qū)產(chǎn)品罐，塔中下部側(cè)線采出雜醇油作為回收塔（ T404）的進(jìn)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(jìn)行處理達(dá)標(biāo)后二次利用或排放。 經(jīng)甲醇回收塔分離后，塔頂蒸汽經(jīng)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(chǎn)品罐，塔中部側(cè)線采出異丁基油經(jīng)冷卻后送中間罐區(qū)異丁基油儲(chǔ)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(diǎn)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?yán)淠汉蟮臍怏w作為預(yù)塔再沸器的熱源；其二是加壓塔、預(yù)塔各自第二再沸器冷凝水用來(lái)預(yù)熱進(jìn)料粗甲醇；其三是加壓塔塔釜出料與加壓塔進(jìn)料充分換熱。 空分工段（ 05） 管道儀表流程圖，圖號(hào)： 2020204436 工藝原理 利用空氣中不同組份沸點(diǎn)的差異，在深冷液化的基礎(chǔ)上對(duì)空氣進(jìn)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?dú)?、儀表空氣、工廠空氣等不同的空分產(chǎn)品。 工藝流程簡(jiǎn)述 空分設(shè)備采用分子篩吸附預(yù)凈化、增壓透平膨脹機(jī)、填料精餾及液氧泵內(nèi)壓縮工藝。整套設(shè)備包括：空氣過(guò)濾系統(tǒng)、空氣壓縮系統(tǒng)、空氣預(yù)冷系統(tǒng)、分子篩純化系統(tǒng)、分餾塔系統(tǒng)、全精餾制氬系統(tǒng)、液體貯存系統(tǒng)、儀控系統(tǒng)、電控系統(tǒng)等。 全套工藝、設(shè)備均由空分專業(yè)廠商設(shè)計(jì)、供貨。供貨商將待本項(xiàng)目實(shí)施階段經(jīng)國(guó)內(nèi)招標(biāo)確定。由于各制造廠采 用的工藝技術(shù)不盡相同，現(xiàn)暫按目前國(guó)內(nèi)先進(jìn)、通用的工藝對(duì)生產(chǎn)流程簡(jiǎn)述如下。 （ 1） 空氣過(guò)濾和壓縮 空氣首先進(jìn)入自潔式空氣吸入過(guò)濾器，在空氣吸入過(guò)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(shè)計(jì) 臨渙焦?fàn)t氣制甲醇裝置 415 粒雜質(zhì)，然后進(jìn)入主空壓機(jī)，經(jīng)過(guò)多級(jí)壓縮后進(jìn)入空冷塔，壓縮機(jī)級(jí)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(jìn)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(fù)荷，并對(duì)空氣進(jìn)行洗滌。進(jìn)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?dú)夂偷獨(dú)膺M(jìn)行冷卻，然后再進(jìn)入空冷 塔上部。 分子篩純化系統(tǒng)由兩臺(tái)分子篩吸附器和三臺(tái)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?xì)浠衔?，兩臺(tái)分子篩吸附器一臺(tái)工作，另一臺(tái)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(jìn)入主換熱器冷卻后進(jìn)入下塔；另一部分通過(guò)空氣增壓機(jī)進(jìn)一步壓縮，中抽出一股經(jīng)過(guò)膨脹機(jī)增壓端的壓縮及后冷卻器的冷卻，再進(jìn)入主換熱器被冷卻，經(jīng)膨脹機(jī)膨脹后進(jìn)入下塔；從空氣增壓機(jī)末級(jí)排出的空氣經(jīng)增壓機(jī)后冷卻器冷卻后送入冷箱經(jīng)高壓主換熱器冷卻變?yōu)橐后w后節(jié)流進(jìn)入下塔。 下塔中的上升氣體通過(guò)與回流 液體接觸含氮量增加。所需的回流液氮來(lái)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(hào)： 2020204437～ 38 本工段包括焦?fàn)t氣壓縮（ 06A） 和合成氣壓縮（ 06B） 壓縮工藝原理 （ 1）無(wú)油螺桿式壓縮工作原理：無(wú)油螺桿壓縮機(jī)的一對(duì)陰陽(yáng)轉(zhuǎn)子通過(guò)同步齒輪帶動(dòng)，陰轉(zhuǎn)子、陽(yáng)轉(zhuǎn)子不接觸，相互間存在一定的間隙。所謂無(wú)油是指氣體在壓縮過(guò)程中完全不與油接觸，即壓縮機(jī)的壓縮腔和轉(zhuǎn)子之間沒(méi)有油潤(rùn)滑。但壓縮機(jī)中的軸承，齒輪等零部件仍需用油 進(jìn)行潤(rùn)滑。 （ 2）離心式壓縮機(jī)的主軸帶動(dòng)葉輪旋轉(zhuǎn)時(shí)，氣體自軸向進(jìn)入，并以很高的速東華工程科技股份有限公司 初步設(shè)計(jì) 臨渙焦?fàn)t氣制甲醇裝置 416 度被離心力甩出葉輪，進(jìn)入流通面積逐漸擴(kuò)大的擴(kuò)壓器中，使氣體的速度降低而壓力提高，采用多級(jí)葉輪，通過(guò)一級(jí)一級(jí)提高壓力，一直達(dá)到額定的壓力要求。采用離心式壓縮機(jī)對(duì)焦?fàn)t氣進(jìn)行壓縮，提高進(jìn)下一工序的壓力，以至于滿足整個(gè)生產(chǎn)工藝的要求。 工藝流程簡(jiǎn)述 （ 1） 焦?fàn)t氣壓縮（ 06A） 焦?fàn)t氣壓縮機(jī)采用 2 臺(tái)并聯(lián)， 原料焦?fàn)t氣從焦?fàn)t氣氣柜進(jìn)入焦?fàn)t氣壓縮機(jī)（ C6A01A/B）的一級(jí)進(jìn)口，進(jìn)口壓力為 300mmH20（ A），經(jīng)過(guò)一級(jí)壓縮 ，壓力達(dá)到 （ g），兩臺(tái)壓縮機(jī)一級(jí)壓縮后，合并進(jìn)入段間冷卻器（ E6A01）進(jìn)行冷卻，在段間分離器（ V6A01）中進(jìn)行氣液分離后，送去粗脫硫 及凈化 。 凈化氣 返回壓縮機(jī)的二段進(jìn)口，經(jīng)過(guò)第二級(jí)壓縮后，焦?fàn)t氣的壓力達(dá)到 （ g），送往焦?fàn)t氣精脫硫 工段。 （ 2） 合成氣壓縮（ 06B） 來(lái)自轉(zhuǎn)化工段的溫度 40℃、壓力 （ g）的轉(zhuǎn)化氣，作為合成甲醇的新鮮氣，首先經(jīng)進(jìn)口分離器（ V6B01）分水后，進(jìn)入合成氣壓縮機(jī)（ K6B01）一段，壓縮至 （ a）后出壓縮機(jī)，經(jīng)級(jí)間冷卻器冷卻至 40℃進(jìn)入壓縮機(jī)（ K6B01）二段，壓縮至 （ a）后出壓縮機(jī)，經(jīng)段間冷卻器冷卻至 40℃，與經(jīng)循環(huán)氣分離器（ V6B02）分水后的合成工段循環(huán)氣混合，進(jìn)入合成氣壓縮機(jī)（ C6B01）循環(huán)段，經(jīng)循環(huán)段壓縮至 （ a）送至合成工段。 由于本項(xiàng)目所采用的螺桿壓縮機(jī)要求對(duì)氣體的適應(yīng)性強(qiáng)，能適應(yīng)焦?fàn)t煤氣中高焦油、高萘的特點(diǎn)，能滿足裝置長(zhǎng)周期生產(chǎn)要求，目前國(guó)內(nèi)尚不能生產(chǎn)該類型的機(jī)器，因此在充分比較和技術(shù)交流的前提下，本次設(shè)計(jì)按照引進(jìn)考慮。 焦?fàn)t氣壓縮機(jī)采用二臺(tái)，各占 50%負(fù)荷，一方面增加設(shè)備運(yùn)行可靠性， 另一方面即使有一臺(tái)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(hào)： 2020204439 東華工程科技股份有限公司 初步設(shè)計(jì) 臨渙焦?fàn)t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(guān)。根據(jù)亨利定律，當(dāng)水溫達(dá)到相應(yīng)壓力下飽和溫度時(shí)水就開始沸騰，就不再溶解氣體，此時(shí)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(guò)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(dá)到除氧的目的，以滿足鍋爐給水的要求。 通過(guò)調(diào)節(jié)蒸汽流量，使除氧 器內(nèi)的工作壓力保持在 （ g），并通過(guò)調(diào)節(jié)給水流量，進(jìn)而達(dá)到水與蒸汽之間的換熱平衡，使其在一定壓力下達(dá)到沸騰，脫去溶解于水中的氧。 熱力噴霧除氧工藝流程簡(jiǎn)述 采用熱力噴霧除氧工藝，設(shè)置額定能力為 112t/h 熱力噴霧除氧器（ X801）一臺(tái)。調(diào)節(jié)進(jìn)除氧器蒸汽流量，使除氧器內(nèi)的工作壓力保持在 （ g），并調(diào)節(jié)進(jìn)除氧器脫鹽水流量，進(jìn)而達(dá)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(guò)聯(lián)胺加藥裝置（ X802）加聯(lián)氨后，再用中壓鍋爐給水泵（ P801A/B）輸送到轉(zhuǎn)化工段的轉(zhuǎn)化汽包和甲醇合成工段的合成廢鍋使用；另一部分通過(guò)兩臺(tái)低壓鍋爐給水泵（ P802A/B）將低 壓鍋爐給水送往 轉(zhuǎn)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(jī)驅(qū)動(dòng)。 中間罐區(qū)（ 09 工段 ） 管道儀表流程圖，圖號(hào)： 2020204440 工藝流程原理 中間罐區(qū)設(shè)有粗甲醇儲(chǔ)罐、精甲醇儲(chǔ)罐、異丁基油儲(chǔ)罐以及相應(yīng)的泵和管道系統(tǒng)。中間罐區(qū)是粗甲醇、精甲醇、異丁基油的暫時(shí)儲(chǔ)存處，生 產(chǎn)過(guò)程中沒(méi)有化學(xué)變化。 設(shè)備選型：標(biāo)準(zhǔn)大氣壓（ kPa）下，粗甲醇、精甲醇的沸點(diǎn)為 ℃。為了減少甲醇的揮發(fā)損失，設(shè)計(jì)選用內(nèi)浮頂儲(chǔ)罐。 東華工程科技股份有限公司 初步設(shè)計(jì) 臨渙焦?fàn)t氣制甲醇裝置 418 標(biāo)準(zhǔn)狀況下，甲醇的閃點(diǎn)是 11℃，屬于甲 B 類火災(zāi)危險(xiǎn)性物料，為了安全生產(chǎn)，粗甲醇、精甲醇儲(chǔ)罐也應(yīng)該選用內(nèi)浮頂儲(chǔ)罐。與立式拱頂罐相比，內(nèi)浮頂儲(chǔ)罐幾乎沒(méi)有甲醇蒸汽與空氣的混合物，發(fā)生火災(zāi)的危險(xiǎn)性要小很多。 異丁基油的成分是高級(jí)醇、甲醇和水等 ,從安全方面考慮，設(shè)計(jì)選用內(nèi)浮頂儲(chǔ)罐。 自動(dòng)控制：儲(chǔ)罐設(shè)有非接觸式 高精度雷達(dá)液位計(jì)（液位誤差177。 1mm），可顯示液位并能進(jìn)行高 低液位報(bào)警。進(jìn)行標(biāo)定的儲(chǔ)罐，用液位計(jì)進(jìn)行流量計(jì)