【文章內容簡介】 、不起泡，純甲醇對設備不腐蝕l 溶液黏度小，有利于節(jié)省動力l 甲醇和水可以互溶。利用此特性可以用其干燥原料氣，而且利用其與水的互溶性用水可以將石腦油從甲醇中萃取出來l 甲醇溶劑廉價易得l 流程合理，操作簡便低溫甲醇洗在同一裝置中實現(xiàn)了多種雜質的脫除，相對于其他凈化方法的多種凈化工藝組合而言，工序相對單一、合理，便于操作管理。低溫甲醇洗與NHD凈化工藝相比由于裝置在低溫下操作，需用低溫材料，因此投資較高。但由于NHD的吸收能力較低溫甲醇洗低，溶劑循環(huán)量大，用電消耗大，加之NHD溶劑較貴，總體操作費用比較高?？傮w而言，低溫甲醇洗綜合運行的經濟性優(yōu)于NHD凈化工藝。所以鑒于碎煤加壓氣化復雜的氣體雜質，基于低溫甲醇洗凈化可以一次性綜合脫除各種雜質的獨特優(yōu)勢，無疑碎煤加壓氣化配套低溫甲醇洗是最合理的組合。低溫甲醇洗裝置所需40℃級冷量為8586106Kcal/h，0℃106Kcal/h。干燥裝置所需40℃106Kcal/h，制冷有三種方案可供選擇：（1）混合制冷此方案是將蒸發(fā)后的氣氨經離心式氨壓機提壓后再去吸收制冷，避免了吸收器在負壓下操作，使生產操作更加穩(wěn)妥可靠，混合制冷采用工藝副產的低壓蒸氣作熱源，系統(tǒng)中的溶解熱及冷卻水帶出。（2）吸收制冷根據冷量級別可采用一級吸收制冷或兩級吸收制冷。吸收制冷是在低壓低溫下用水吸收冷媒，在蒸氣提供熱源的條件下將冷媒在一定溫度、壓力下蒸餾出來。然后冷卻減壓制冷。吸收制冷要消耗大量的蒸汽和循環(huán)水，制冷效率較低，只有在流程中有大量低位熱能或低壓蒸汽找不到用途時，才顯示其優(yōu)越性。甲烷化技術是魯奇公司、南非沙索公司工程師在20世紀70年代開始兩個半工業(yè)化實驗廠進行試驗證明了煤氣進行甲烷化可制取合格的天然氣。 CO轉化率達達100%，CO2轉化率可達98%，甲烷可達95%，低熱值達8500Kcal/Nm3 .美國大平原煤氣化制合成天然氣已于1984年投產，它是世界上第一座由魯奇固定床干法排灰壓力煤氣化生產的煤氣凈化后經甲烷化合成天然氣的大型商業(yè)化工廠。原計劃分為兩個階段建設一座778萬Nm3 /d的合成天然氣廠。第一期工程的設計能力為日產合成天然氣389萬立方米（相當于日產原油2萬桶），于1980年7月破土動工，1984年4月完工并投入試勻裝，1984年7月28日生產出首批合成天然氣并送入美國的天然氣管網。該廠至今還在正常運行。二期工程至今未建。丹麥托普索公司一直從事該項技術開發(fā)，掌握了更高壓力的合成技術，1978年在美國建有一個小型合成天然氣工廠，兩年后關閉。目前正在美國開展擬建一座18萬Nm3 /h的合成天然氣廠的前期工作。項目甲烷合成技術可以從上述兩公司中擇選選用。硫回收方法根據工藝流程選擇和當?shù)禺a品銷路情況，產品可以是硫磺或硫酸。產品為硫磺的酸性氣處理工藝通常采用克勞斯回收工藝，該法是一種成熟的工藝，而且工藝種類繁多，主要有傳統(tǒng)克勞斯工藝，超級克勞斯，帶有SCOT尾氣處理工藝的克勞斯工藝；以及屬于生物脫硫技術的SHELLpaques工藝。（1）傳統(tǒng)克勞斯工藝 原理可以簡單概括成：含一定濃度的H2S酸性氣首先進入焚燒爐，使其中一部分H2S通過燃燒生成SO2與另一部分含H2S氣體在催化劑的作用下生成單質硫，由于受克勞斯反應得平衡限制，克勞斯工藝總硫磺回收率一般在9598%左右，尾氣根本無法滿足國家現(xiàn)有環(huán)保指標。 主要化學反應2H2S+3/2O2=2H2O+SO2 SO2+2H2S=3S+2H2O（2）催化氧化技術a．超級克勞斯一改以往單純增加級數(shù)來提高H2S的回收率的方法，在兩極普通克勞斯催化轉化之后，第三級改用選擇性氧化崔化劑，將H2S直接氧化成元素硫，常規(guī)克勞斯工藝要求H2S/ SO2比值為2的條件下進行，而此種富H2S工藝卻維持催化段在富H2S條件下舉行，例如二段催化劑反應器出口氣體要求H2S/ SO2比值可高達10，末端選擇催化氧化反應實際上是一種尾氣處理工藝，%，如果采用此工藝處理本工號的酸性氣，處理后的尾氣仍然存在COS，SO2遠遠超出國家排放標準，不能滿足要求。氧化主要化學反應2H2S+O2=2H2O+2S，在兩級普通克勞斯轉化之后，增加加氫催化反應器，將所有硫化物催化加氫轉化成H2S后再選用選擇性氧化催化劑，將H2S直接氧化成元素硫，除具有超級克勞斯工藝的優(yōu)點外，%%，尾氣H2S的排放仍然超出國家排放要求。 加氫還原主要化學反應SO2+3H2=H2S+2H2OCOS+ H2=H2S+CO（3）尾氣處理工藝SCOT是與克勞斯工藝相配套的尾氣處理工藝，超級SCOT、低硫SCOT是標準SCOT法工藝的技術進步，其特點可大致歸納如下：，將尾氣預熱、加氫還原，還原氣急冷和H2S吸收、解析等4個工序組成一個相對的工藝界區(qū)。解析出的H2S返回系統(tǒng)，上游克勞斯裝置任何條件的波動對本裝置的操作無影響。因此，當硫磺回收裝置尾氣的組成、流量、溫度、壓力等狀態(tài)參數(shù)強烈波動時，尾氣處理裝置仍能保持平穩(wěn)運轉，通常操作彈性范圍20%200%。 ，即使上游裝置的硫磺回收率僅為90%左右仍不會影響處理后尾氣中硫的凈化度，故上游裝置只設置2個轉化器，可以不使用價格昂貴、操作條件要求高的有機硫水解催化劑。，除SO2外，尾氣中所有的有機硫化物以及元素硫均可被還原成H2S而返回硫磺回收裝置，%。該工藝相對復雜，操作工藝條件苛刻，設備投資較大。（4）殼牌帕克（SHELLpaques）生物脫硫工藝殼牌帕克（SHELLpaques）生物脫硫工藝是酸性尾氣處理工藝的新發(fā)展，是從酸性尾氣中脫除H2S并以元素硫的形式進行硫磺回收的生物反應過程。含H2S氣體在吸收塔內與含硫細菌的堿液逆流接觸，H2S溶解在堿液中進入到生物反應器（專利設備）。在生物反應器內的充氣環(huán)境下，H2S在一種無色硫磺桿菌的作用下生產單質硫，該過程只有在反應器通風的條件下才能實現(xiàn)。硫磺以料漿的形式從生物反應器中取出，經過濃縮后形成65%干度的硫磺餅，可進一步處理滿足需要。溶液中懸浮硫的濃度515g/L，由于生物硫磺具有很強的親水性，所以流動性好，不會產生堵塔現(xiàn)象。殼牌帕克（SHELLpaques）生物脫硫工藝特點a. 最小的化學品消耗b. 高調節(jié)比c. 凈化度高，凈化后尾氣中的H2S濃度小于4ppmv。d. 生物反應器中硫化物100%轉化，其中9598%轉化為元素硫。殼牌帕克（SHELLpaques）生物脫硫工藝只適宜在酸性氣H2S濃度≤25%V，硫磺產量≤15d/t小規(guī)模裝置。本裝置的硫磺產量高達97t/d，因此不宜選用，經比較初步推薦ClausScot工藝。本項目采用碎煤加壓氣化工藝，對氧氣、氮氣、空氣要求如下表：介質純度% 溫度℃壓力MpaG用氣量NM3/h使用情況氧氣40261825連續(xù)低壓氮氣40347877間斷針對上述對氧氣和氮氣的使用要求，空分裝置需要對氧氣、氮氣增加方案、裝置的系列數(shù)做出選擇。（1）空氣增壓方案內壓縮流程和外壓縮流程的共同點都是采用低壓空氣壓縮、空氣預冷、分子篩空氣凈化、深冷分離。不同點是內壓縮流程采用空氣增壓機和液氧泵獲得高壓氧氣；外壓縮流程的實際功耗相近。因為，盡管內壓縮流程使用了空氣增壓機來提供系統(tǒng)的部分制冷量，空氣增壓機、液氧泵的功率比氧壓機高，理論上要多消耗3%的壓縮功；但是氧壓機實際運行往往偏離其設計工況。兩者實際的功率是很接近的。從安全方面分析，盡管外壓縮流程的使用也比較普遍，氧氣壓縮機的設計和制造水平不斷提高，但是統(tǒng)計數(shù)據表明，氧壓機有多臺次發(fā)生過燃燒事故，而內壓縮流程從未出現(xiàn)過類似事故。另外，由于內壓縮流程使用了液氧泵，可及時抽走主冷凝器液氧中的液態(tài)烴，使得空分裝置的運行更加安全、可靠。從投資上看，兩種流程相近，內壓縮流程稍低一些。此外，使用液氧泵的內壓縮流程比使用氧壓機的外壓縮流程操作、管理更為方便，維修工作量少，占地少。兩種氧氣增壓方案的比較見下表。液氧泵和氧壓機增壓方案比較表序號項目液氧泵流程氧壓機流程1相對能耗12相對投資13維修費用低高4占地面積小大5安全性安全較安全因此，本項目推薦采用液氧泵內壓縮流程。（2）裝置的系列數(shù)空分裝置每期可采用兩套制氧能力45000NM3/h的方案。（共三期六套） 45000NM3/h的空分考慮選用國產裝置。其中離心空氣壓縮機、空氣增壓壓縮機、驅動汽輪機、產品氮氣增壓機、高低壓板式主換熱器、低溫透瓶膨脹機、低溫泵、所有低溫閥門、調節(jié)閥門和切換閥門及DCS系統(tǒng)、分析儀和主要儀表均為進口設備，國內的子公司制造和采購的設備主要為精餾塔、空氣純化系統(tǒng)、空氣預冷系統(tǒng)、空氣過濾器、部分儀表和電控設備等。（3）空壓機及配套汽輪機的選擇本項目45000NM3/h的空分裝置需要處理的空氣量約為214000NM3/h，由于處理量大，采用離心式壓縮機壓縮空氣，蒸汽透平驅動，汽輪機選用全凝式?？諌簷C配汽輪機的蒸汽可用兩種等級的蒸汽：一、 壓力：(G),溫度535℃。二、 壓力：(G),溫度535℃。(G)等級的汽輪機，業(yè)績較少，價格較高； MPa(G)等級的汽輪機，空分裝置配套的很多，技術已比較成熟。 MPa(G)等級的汽輪機。 干燥工藝技術選擇常用干燥方法有冷分離法，固體吸收法，溶劑吸收法。 冷分離法是利用壓力變化引起溫度變動，使水蒸氣從氣相中冷凝下來的方法。常用有兩種流程：節(jié)流膨脹冷卻流程與加壓后冷卻流程。（1）節(jié)流膨脹冷卻脫水法，一般用于高壓天然氣氣田，高壓天然氣經過節(jié)流膨脹或低溫分離，把天然氣中的一部分水冷凝下來。這種方法簡單，經濟，但應控制天然氣降壓后仍高于輸送壓力，同時，不使溫度降的太低，防止冷凝水結冰。（2）加壓后冷卻法，對于低壓天然氣田及人工煤氣，需加壓后再冷卻當時將煤氣中水蒸氣冷凝下來。上述兩種方法煤氣干燥度即露點溫度，將受多種因素影響、且能量損失大。固體干燥劑脫水的過程是周期性的，用一個或