【正文】 質(zhì)量好等特點。 2)工藝方案的確定 煤氣的脫氨采用噴淋式飽和器新工藝，硫銨干燥采用振動流化床干燥器三臺，具有干燥效果好，操作彈性大等特點。 (4)洗 脫 苯 本工段包括終冷、洗苯、脫苯三部分。終冷主要是將硫銨工段來的煤氣冷卻到25~27℃；洗苯是用焦油洗油洗去煤氣中的苯，洗苯后煤氣含苯量為2~5g/Nm3；脫苯是將洗苯后的含苯富油脫苯，生產(chǎn)粗苯外售，脫苯后的貧油返回洗苯塔循環(huán)使用。 本工藝方案選擇如下： 1)終冷采用橫管冷卻器，分上下兩段，分別用循環(huán)水和制冷水冷卻，傳熱效率高，能防止對冷卻水質(zhì)的污染，減少廢水排放量。2)洗苯采用一塔流程，用焦油洗油洗苯，洗苯塔的填料用孔板波紋填料。3)脫苯采用管式爐加熱富油、一塔脫苯工藝生產(chǎn)粗苯。4)脫苯后的煤氣送往各用戶使用?！? 回 爐 煤 氣 剩余氨水 硫銨外售破碎脫硫及硫回收冷鼓 電捕煉焦硫銨洗脫苯 粉碎煤 粗煤氣 粗煤氣 粗煤氣 粗煤氣 凈化煤氣 甲醇系統(tǒng) 焦油外售 硫磺外售洗精煤 濃硫酸 管式爐用 熄 焦配煤倉 蒸氨廢水 粗苯外售洗精煤 焦 炭篩分焦受煤槽洗精煤 焦 炭 外 售 工 藝 流 程 示 意 圖 甲醇生產(chǎn)工藝方案鑒于焦爐煤氣自身的氣體組成以及甲醇合成對氣體成分的要求，確定以下工藝生產(chǎn)路線。由焦化裝置送來的焦爐煤氣，首先進入焦爐氣氣柜緩沖穩(wěn)壓，(G)后進入精脫硫裝置。%,采用純氧催化部分氧化轉(zhuǎn)化工藝將氣體中的甲烷及少量多碳烴轉(zhuǎn)化為合成甲醇的有用成份一氧化碳和氫，轉(zhuǎn)化后的氣體成份滿足甲醇合成原料氣的基本要求。(A)進入甲醇合成裝置。(A)低壓合成技術(shù)，精餾采用三塔流程。精餾不凝氣用作轉(zhuǎn)化裝置預(yù)熱爐的燃料氣，甲醇合成的弛放氣送焦化裝置作焦爐煤氣凈化系統(tǒng)的燃料。甲醇精餾送出的精甲醇在綜合罐區(qū)貯存。轉(zhuǎn)化裝置中需要純氧供給氣體轉(zhuǎn)化，故系統(tǒng)設(shè)置空分裝置。焦爐氣壓縮 ，經(jīng)精脫硫、轉(zhuǎn)化工序后。 氣體壓縮機可供選擇的有往復(fù)式和離心式兩種，離心式壓縮機性能穩(wěn)定，易損件少，可不考慮備用，且可用蒸汽透平驅(qū)動，但對氣體的潔凈度要求較高，投資要遠遠高于往復(fù)式壓縮機。往復(fù)式壓縮機技術(shù)成熟，操作方式，對氣體質(zhì)量要求寬松，投資較低，但需要備機。鑒于焦爐氣雜質(zhì)和塵含量較高的實際情況，焦爐氣轉(zhuǎn)化前的焦爐氣壓縮機選用往復(fù)式壓縮機，用電動機驅(qū)動；轉(zhuǎn)化后的合成氣壓縮機與循環(huán)氣壓縮機合二為一選用離心式二合一機組，用蒸汽透平驅(qū)動。焦爐氣精脫硫焦爐氣中硫存在的組分比較復(fù)雜，除H2S外，還有羰基硫、二硫化碳、噻吩、硫醚等。本工程焦爐氣中含無機硫20mg/Nm3，有機硫~250mg/Nm3，且有機硫形態(tài)復(fù)雜，濕法脫硫難以將有機硫脫除，為此采用干法脫硫。硫是轉(zhuǎn)化和甲醇合成觸媒的毒物，為防止催化劑的中毒、降低轉(zhuǎn)化和甲醇觸媒消耗，延長觸媒使用壽命，必須進行精脫硫。脫硫程度的精度直接影響轉(zhuǎn)化、甲醇合成觸媒的活性與壽命。有機硫脫除時先轉(zhuǎn)化為無機硫再進行脫除。常用的方法有鈷鉬加氫轉(zhuǎn)化、鐵鉬加氫轉(zhuǎn)化和改良活性炭水解。鈷鉬加氫轉(zhuǎn)化主要用于以天然氣和油田氣為原料的流程，不能用于高CO的氣氛，焦爐氣中含有一定量的CO，不宜采用鈷鉬加氫轉(zhuǎn)化觸媒?；钚蕴克庥|媒可以在常溫下操作，但主要用于水解羰基硫，對二硫化碳的硫容很低，對噻吩幾乎不起作用，不推薦使用此工藝。鐵鉬加氫轉(zhuǎn)化對有機硫的轉(zhuǎn)化率較高，而且適合于CO存在的環(huán)境，工作溫度為350℃左右，硫容較高，在此溫度下硫醇、二硫化物、芳烴的硫化物都能得到分解，此催化劑的反應(yīng)機理是分解加氫解，反應(yīng)機理為：催化劑二硫化物 H2S+硫醇催化劑CNHMSH H2S+烯烴鐵鉬加氫催化劑已在江西第二化肥廠、山西焦化廠的焦爐氣轉(zhuǎn)化制合成氨裝置中運行多年，效果良好，在焦爐氣制甲醇的新工藝中已成功應(yīng)用，因此本裝置采用鐵鉬加氫轉(zhuǎn)化配氧化鐵、氧化鋅的干法脫硫工藝。用鐵鉬加氫工藝將有機硫轉(zhuǎn)化為無機硫后用氧化鐵脫除，再串鐵鉬加氫串氧化鋅工藝，用轉(zhuǎn)化型氧化鋅脫硫劑把關(guān)以確?？偭颉?，滿足轉(zhuǎn)化和甲醇合成觸媒對硫含量的嚴格要求。本裝置包括焦爐氣過濾、無機硫預(yù)脫除、兩級鐵鉬加氫轉(zhuǎn)化有機硫，氧化鐵和中溫氧化鋅脫去無機硫，以及觸媒的升溫還原系統(tǒng)。轉(zhuǎn) 化焦爐氣轉(zhuǎn)化可供選擇的方法主要有蒸汽轉(zhuǎn)化、催化部分氧化和非催化部分氧化轉(zhuǎn)化工藝。蒸汽轉(zhuǎn)化需外供熱量不需要空分。原料氣在金屬管內(nèi)反應(yīng)，反應(yīng)需要的熱量通過管外燃料氣燃燒來提供。因爐膛輻射段溫度較高，對反應(yīng)管材質(zhì)要求較高，需采用高鎳鉻合金鋼。爐膛噴嘴數(shù)量多，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，更換管子困難，因此，對管子焊接質(zhì)量要求高，投資大，消耗多。常用于天然氣的一段轉(zhuǎn)化。間歇催化轉(zhuǎn)化法即蓄熱式催化轉(zhuǎn)化法，采用周期性間斷加熱來補充烴類轉(zhuǎn)化過程所需要的反應(yīng)熱，此方法需消耗相當量的原料氣，是不經(jīng)濟的。焦爐煤氣的組分中甲烷含量僅有24~28%，若采用蒸汽轉(zhuǎn)化工藝，勢必采取一段蒸汽轉(zhuǎn)化加二段純氧轉(zhuǎn)化工藝才能完成轉(zhuǎn)化任務(wù)，由于蒸汽轉(zhuǎn)化爐本身的工況及結(jié)構(gòu)要求，其頂部燒嘴、轉(zhuǎn)化管、下集氣管、豬尾管等必須使用特殊鋼材，一次投資昂貴，同時還要配備空分裝置。才能完成轉(zhuǎn)化任務(wù)，因此焦爐煤氣轉(zhuǎn)化均未見采用蒸汽轉(zhuǎn)化工藝。非催化部分氧化轉(zhuǎn)化工藝最早用于重油轉(zhuǎn)化工藝中，若采用此法原料氣無須進一步精制，轉(zhuǎn)化無催化劑，轉(zhuǎn)化后轉(zhuǎn)化氣再進一步凈化，但由于轉(zhuǎn)化溫度高達1400~1700℃，原料氣消耗比純氧催化轉(zhuǎn)化工藝多25~30%，氧耗、蒸汽消耗比純氧催化部分轉(zhuǎn)化分別高40%、20%，轉(zhuǎn)化后的氣體中CO2含量高達10%，不適合作合成甲醇的原料氣，因此到目前為止世界上還沒有采用非催化部分氧化轉(zhuǎn)化工藝處理焦爐煤氣的工業(yè)裝置。采用純氧自熱式催化部分氧化轉(zhuǎn)化，避免了蒸汽轉(zhuǎn)化外部間接加熱的形式，反應(yīng)速度比蒸汽轉(zhuǎn)化快，有利于強化生產(chǎn)；部分氧化法不需要昂貴的鎳鉻轉(zhuǎn)化爐管，只需一段轉(zhuǎn)化，轉(zhuǎn)化爐類似于蒸汽轉(zhuǎn)化法的二段爐，結(jié)構(gòu)簡單；燃料氣消耗低，焦爐氣利用率高，一次投資省。甲醇合成甲醇合成工藝按壓力分類可分為高壓、中壓、低壓法。高壓法是在30MPa，300~380℃操作壓力下合成甲醇,其特點是技術(shù)成熟,但投資和生產(chǎn)成本較高,產(chǎn)品質(zhì)量差,設(shè)備制造難度大,已逐漸被淘汰。中壓法的合成壓力為10MPa左右,操作溫度200~300℃,使用CuZuAL系催化劑。中壓法比高壓法優(yōu)越,主要表現(xiàn)在能耗低,粗甲醇產(chǎn)品質(zhì)量高,設(shè)備易制造,投資相對較低。隨著脫硫技術(shù)的發(fā)展及銅系催化劑的開發(fā)與應(yīng)用，甲醇合成在較低溫度、壓力下使用可以達到較高的甲醇產(chǎn)率，銅系催化劑選擇性好，副反應(yīng)少，改善了甲醇質(zhì)量，降低了產(chǎn)品能耗，成本較低，具有明顯的優(yōu)越性，并最終取代了高壓法。低壓合成法是目前國內(nèi)外普遍采用的方法,幾種主要的低壓法工藝過程大致相同,技術(shù)都比較成熟,主要在于各種工藝所采用的反應(yīng)器不同,反應(yīng)熱回收的方式不同。、德國Lurgi技術(shù)使用最早,此外還有丹麥托普索徑向流動甲醇合成反應(yīng)器、德國林德等溫反應(yīng)器、日本東洋公司MRF多段徑向流動甲醇合成反應(yīng)器等。，興建了低壓法甲醇生產(chǎn)裝置，經(jīng)過多年消化吸收已掌握了低壓甲醇合成工藝,實現(xiàn)了甲醇反應(yīng)器制造國產(chǎn)化。我國設(shè)計的甲醇反應(yīng)器主要是管殼式等溫反應(yīng)器和杭州林達公司設(shè)計的JW型氣冷式低壓甲醇合成塔，已應(yīng)用于多家廠家,技術(shù)都很成熟，但各有優(yōu)劣。 目前國內(nèi)外低壓合成工藝有多種形成，工藝過程大致相同，技術(shù)都比較成熟，主要區(qū)別在于各種工藝所采用的反應(yīng)器不同，催化床層的溫控方式也不同?？偟内厔菔窍虼純糁蹈?、副產(chǎn)中壓蒸汽、投資省、操作靈活、方便的方向發(fā)展。比較常用的有冷激式、列管等溫式以及冷管反應(yīng)器。(1)ICI多段冷激塔 冷激式合成塔設(shè)備簡單，塔體為空塔，無觸媒筐，反應(yīng)床層分為若干絕熱段，段間通入冷的原料氣控制床層溫度，觸媒裝卸方便，投資省，并易于大型化，但不能回收高位能反應(yīng)熱，只能副產(chǎn)低壓蒸汽。由于用冷激氣噴入觸媒段間以降低反應(yīng)氣溫度，合成塔出口甲醇濃度低，循環(huán)比大，操作費用高，開工需設(shè)開工加熱爐。ICI多段冷激塔將反應(yīng)床層分成若干絕熱段，兩段之間通入冷的原料氣，使反應(yīng)氣體冷卻，以使各段的溫度維持在一定值。這種塔塔體是空筒，塔內(nèi)無催化劑筐，催化劑不分層，由惰性材料支撐，冷激氣體噴管直接插入床層，并有特殊設(shè)計的菱形冷卻氣體分布器。ICI多段冷激塔的優(yōu)點是結(jié)構(gòu)簡單、催化劑裝卸容易、易于放大，目前普通塔的容量為2300t/d，高空隙率塔的容量達7600t/d；ICI多段冷激塔的缺點是催化劑床層溫差較大(軸向：～70℃，徑向：～23℃)、單程轉(zhuǎn)化率較低(僅為15％～20％)、循環(huán)倍率較高(為6～10)。(2)Lurgi管殼等溫合成塔Lurgi管殼等溫合成塔形似列管式換熱器，在塔內(nèi)列管中裝填催化劑，管間為沸騰水。利用反應(yīng)熱副產(chǎn)蒸汽,由于水汽化潛熱大,移熱效果好。合成塔全系統(tǒng)的溫度條件用蒸汽壓來控制，從而保證催化劑床層大致為等溫。經(jīng)典Lurgi列管塔的優(yōu)點是催化劑床層溫差較小、單程轉(zhuǎn)化率較高(可達50％)、循環(huán)倍率較低()、催化劑使用壽命較長(4年～5年)、熱能利用合理。經(jīng)典管殼塔的最大生產(chǎn)能力(經(jīng)濟型塔)為1500 t/d。全世界現(xiàn)有Lurgi裝置37套，甲醇總生產(chǎn)能力達1600萬t/a以上。管殼式反應(yīng)器的缺點是:反應(yīng)器結(jié)構(gòu)復(fù)雜,催化劑裝填系數(shù)低,設(shè)備制造難度大,反應(yīng)管材質(zhì)要求較高,因此投資也較大。(3)ICI冷管合成塔ICI冷管塔是一種完全區(qū)別于傳統(tǒng)多段冷激絕熱塔的新穎塔。入塔氣通過球形分配器進入頂端開放的列管，預(yù)熱依靠管間催化劑床層的反應(yīng)熱通過管壁提供熱量。預(yù)熱后的反應(yīng)氣出列管，折返進入催化劑床層完成反應(yīng)。ICI冷管塔較冷激塔投資節(jié)省、床層阻力小、操作穩(wěn)定。本工程原料氣主要為焦爐煤氣,氣體成分和氣量根據(jù)焦化配煤比例波動較大,會出現(xiàn)多工況運行的情況,本著技術(shù)先進可靠、操作方便穩(wěn)定、適應(yīng)性強和節(jié)能的原則,最終確定選用Lurgi管殼等溫合成塔。甲醇精餾技術(shù)粗甲醇中含有易揮發(fā)的低沸點組分(如HCO、CO二甲醚、乙醛和丙酮等)和難揮發(fā)的高沸點組分(如乙醇、高級醇和水等)，所以需通過精餾的辦法制得精甲醇。精餾通常采用兩種方法：雙塔精餾與三塔精餾。三塔流程與雙塔流程的區(qū)別在于三塔流程采用了兩個主精餾塔，第一主精餾塔加壓操作，第二主精餾塔常壓操作，利用加壓塔的塔頂高溫蒸汽作為第二主精餾塔再沸器的熱源。精餾過程能耗大，而且熱利用率低。三塔精餾流程投資雖然較雙塔精餾流程稍高，但由于節(jié)省了加熱蒸汽和冷卻用水，有效地利用了能量，綜合經(jīng)濟技術(shù)指標較優(yōu)。且三塔流程可進一步提高產(chǎn)品甲醇的質(zhì)量。國內(nèi)甲醇界曾對不同精餾能力下雙塔流程與三塔流程的投資、能耗和操作費用進行了比較，結(jié)果如下表所示。不同規(guī)模的雙塔流程與三塔流程的比較項 目三 塔 流 程 (萬t/a)雙 塔 流 程 (萬t/a)105105投 資(萬元)總投資設(shè)備費操 作 費(萬元／a)冷卻水24126電低壓蒸汽小計工人工資及附加費222222車間經(jīng)營總 計 .總能耗(106kJ/t)從表列數(shù)據(jù)顯然可以看出，三塔精餾較雙塔精餾投資稍高，但能耗顯著降低，而且規(guī)模愈大，效果愈明顯，基于上述原因，本方案精餾技術(shù)推薦三塔精餾工藝作為首選技術(shù)。甲醇成品罐區(qū)設(shè)置甲醇成品罐區(qū)的主要目的是調(diào)節(jié)甲醇生產(chǎn)與甲醇銷售之間的不平衡，本成品罐區(qū)作為甲醇生產(chǎn)與銷售的周轉(zhuǎn)站，其主要功能是接受、貯存成品甲醇，并通過此處運往各用戶。本設(shè)計甲醇運輸根據(jù)當?shù)剡\輸條件，暫定為汽車槽車運輸。待日后工業(yè)基地鐵路運輸設(shè)施完善后，可考慮火車槽車運輸。 工藝流程 焦化生產(chǎn)裝置 備 煤 設(shè)計任務(wù)及設(shè)計范圍備煤系統(tǒng)的設(shè)計任務(wù)是為焦爐提供合格的原料煤。設(shè)計范圍從汽車來煤卸槽車開始至焦爐煤塔加煤層為止。包括原料煤的卸車、堆存、取料、配煤、粉碎及輸送等作業(yè)。 概 述備煤系統(tǒng)采用汽車自卸車卸車，深地槽受煤，煤場堆取料機堆取作業(yè)，配煤倉電子自動配料秤配煤，先配煤后粉碎的工藝方案。備