【正文】 的酸中心和甲醇合成催化劑相互作用導致加速失活。兩種催化劑的最佳溫度范圍不匹配，提高反應溫度，勢必降低催化劑壽命。這一難題，國際上從事工業(yè)催化劑研發(fā)的Haldor Topsoe公司目前也不易解決。⑵ “直接法”反應產(chǎn)物二甲醚與合成氣共存，由于二甲醚的沸點低，使分離過程復雜化，需吸收、解吸等復雜的工藝過程，造成了設備投資及操作費用的增加，二甲醚損失大，成本高。這些問題大大掩蓋其反應上的優(yōu)越性，國外大公司也對此予以重視。1999年初，Chem Systems對美國海灣地區(qū)及中東以天然氣為原料的237萬噸/年二甲醚裝置的技術經(jīng)濟評估中已提到上述問題，而且還表明，“間接法”只比“直接法”生產(chǎn)成本略高。2003年下半年，APCI及Haldor Topsoe公司對“直接法”采取務實態(tài)度。2003年10月APCI建議用“整體一步法（Intergrated onestep process）”（“液相甲醇法LPMEOH”+“氣相甲醇制DME法MTD”代替LPDME。APCI認為現(xiàn)用的“整體一步法”比過去所提的LPDME一步法更可靠、生產(chǎn)成本更低。Haldor Topsoe公司在2003年11月的“第6屆國際DME組織大會”（The 6th IDA Meeting，in Phoenix，Arizona，USA）上，建議用“整體法”（“氣相甲醇法GPMEOH”+“氣相甲醇制DME法MTD”）代替“直接法”。所謂“整體一步法（Intergrated onestep process）”實際上與兩步法的區(qū)別，僅僅在于前者在合成甲醇后不需甲醇精餾，粗甲醇可直接進行再脫水合成二甲醚，而后者需將甲醇精餾后再脫水。兩步法目前，二甲醚主要為化工產(chǎn)品，世界產(chǎn)量十幾萬噸/年。甲醇固定床脫水制二甲醚是國內(nèi)外唯一工業(yè)化生產(chǎn)過程。工程放大難度不大，過程相對簡單，投資較低，原料易得，技術成熟應用比較廣泛。甲醇和二甲醚均可作為最終產(chǎn)品且可在一定范圍內(nèi)靈活調(diào)節(jié)。間接法甲醇脫水制取二甲醚又分為液相法甲醇脫水制取二甲醚和氣相法甲醇脫水制取二甲醚。液相法是加熱濃硫酸和甲醇混合物，甲醇均相脫水制二甲醚。該法雖具有反應溫度低、轉化率高、選擇性好等優(yōu)點，但設備腐蝕嚴重，釜內(nèi)內(nèi)殘液及廢水嚴重污染環(huán)境，操作條件惡劣，因此已逐漸被淘汰。氣相甲醇脫水法是從液相基礎上發(fā)展起來的。20世紀80年代中期，由于氟里昂嚴重破壞大氣臭氧層，歐美等一些發(fā)達國家和地區(qū)作出了禁止在氣霧劑中使用氟利昂的決定。二甲醚以其易霧化，易儲存等優(yōu)越性得到認可成為霧化劑的理想替代品。氣相甲醇脫水法工藝以其產(chǎn)品純度高，易操作等特點很快成為生產(chǎn)二甲醚的主要方法。氣相甲醇脫水法的關鍵是催化劑的研制。美國mobil公司于1981年開發(fā)了利用HZSM－5甲醇脫水制取二甲醚的氣相甲醇脫水法技術并申請了專利。1991年，日本東洋公司開發(fā)了一種新的甲醇脫水制取DME催化劑。該催化劑是一種具有特殊表面積和孔體積的γ－Al2O3。國內(nèi)對二甲醚制取技術的研究始于20世紀80年代，近年來國內(nèi)許多單位已相繼開發(fā)成功，先后在國內(nèi)各地建成生產(chǎn)能力噸級裝置。瀘天化采用日本東洋公司技術已建成一套10000噸/年的二甲醚裝置，年產(chǎn)10萬噸裝置正在建設中。在未接到專利商報價前，本工程暫時選擇兩步法同時生產(chǎn)甲醇和二甲醚。Topsoe工藝屬聯(lián)合型，甲醇反應器和二甲醚反應器串聯(lián)在同一合成回路中，具有甲醇和二甲醚合成單元一體化的特點即甲醇合成得到粗甲醇進DME反應器。減少了甲醇的精餾過程，節(jié)約投資并降低了能耗。Topsoe2004年與伊朗簽訂了2400 t/d的DME合同。使用的催化劑2年，預期壽命4年。 噸/噸DME， 噸/噸DME。TEC只有精甲醇生產(chǎn)DME的技術，其合成催化劑可長期保持活性，使用壽命達2年。 噸/噸DME。Topsoe和TEC工藝均適合與本項目的建設。待接到上述公司的報價進行進一步比選，綜合各種因素再確定采用哪一家的技術。 硫回收技術的選擇硫回收方法根據(jù)工藝流程選擇和當?shù)禺a(chǎn)品銷路情況，產(chǎn)品可以是硫磺（S）或硫酸(H2SO4)。新疆地區(qū)沒有硫磺制酸裝置，硫磺的市場存在銷路問題。在新疆自治區(qū)烏魯木齊有鈦白粉裝置，也存在硫酸原料緊缺的問題，所以低溫甲醇洗裝置副產(chǎn)的酸性氣處理制得的產(chǎn)品確定為硫酸。產(chǎn)品為硫磺的酸性氣處理工藝通常采用克勞斯硫回收工藝，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酸性氣首先進入熱反應，使其中一部分H2S通過燃燒直接生成單質(zhì)硫，該過程的硫磺回收率大約60％；余下的H2S在克勞斯催化劑的作用下生成單質(zhì)硫，由于受克勞斯反應的平衡限制，克勞斯工藝總硫磺回收率一般在95～98％左右，尾氣根本無法滿足國家現(xiàn)有的環(huán)保指標。主要化學反應2H2S+3/2O2→ 2H20 +SO2SO2+ 2H2S→3S+ 2H2O2) 催化氧化技術，在兩級普通克勞斯轉化之后，第三級改用選擇性氧化催化劑，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→2S +2H2O，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 +CO3) 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：，由尾氣再熱、加氫還原，還原氣急冷和選吸脫硫等4個工序組成一個相對的工藝界區(qū)，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合物（COS、CS各種硫醇等）以及元素硫均可被還原成H2S而返回硫磺回收裝置，％。該工藝相對流程復雜，操作工藝條件苛刻，設備投資較大。由于煤化工領域的特殊性，通常在克勞斯裝置下游沒有SCOT尾氣處理裝置。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(nèi)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(nèi)的充氣環(huán)境下，H2S在一種無色硫磺桿菌的作用下生產(chǎn)單質(zhì)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(jīng)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5～15g/L。由于生物硫磺具有很強的的親水性，所以流動性好，不會產(chǎn)生堵塔的現(xiàn)象。殼牌帕克（ShellPaques）生物脫硫工藝特點，凈化后尾氣中的H2S濃度小于4ppmv。％的轉化，其中95～98％轉化為元素硫。殼牌帕克（ShellPaques）生物脫硫工藝在酸性氣H2S濃度≤25％V，硫磺產(chǎn)量≤15t/d時推薦采用此工藝。本裝置的硫磺產(chǎn)量高達174t/d，此種工藝方法無法處理這么高濃度，大流量的酸性氣。5) WSA工藝WSA工藝是一種能有效的脫除各種廢氣中硫并將其轉化為工業(yè)成品濃硫酸的工藝（Wet Sulfuric Acid），WSA工藝所用催化劑是一種硅藻土為載體，以V2O5為活性組分的VK型催化劑。從低溫甲醇洗來的先經(jīng)過燃燒，將酸性氣中的H2S等燃燒成為SO2,繼而進入SO2反應器將氣體中的SO2轉化為SO3,出反應器的氣體進入WSA冷凝器冷凝，～98％的濃硫酸（當燃燒器中的水蒸汽不夠時，需要適當補充低壓蒸汽），冷凝下來的濃硫酸沿WSA冷凝器玻璃管管壁流向底部匯集，冷凝分離硫酸后的尾氣送至煙囪放空。在歐洲，整個WSA裝置投資，與克勞斯加上Scott尾氣處理整套裝置比，投資要低1/3 ，而且更重要的是當?shù)?8％濃硫酸有市場，而硫磺無銷路，所以采用WSA工藝生產(chǎn)濃硫酸工藝是首選也是唯一方案。本工程所需氧氣約100000Nm3/h，考慮到原料煤沒有試燒，要留有一定的設計余量，空分裝置按雙系列設置。單系列生產(chǎn)能力為60000Nm3/h純氧,雖然有國產(chǎn)化裝置，但是大型壓縮機組、膨脹機組、冷箱內(nèi)的高壓板式換熱器全部從國外進口。本著節(jié)能降耗、技術先進、配置合理的原則，本裝置引進國外系統(tǒng)設計和關鍵設備。 目前國內(nèi)還沒有大規(guī)模從煤氣中采用深冷分離工藝分離出甲烷的裝置，本著技術先進、穩(wěn)妥可靠的原則，引進國外工程公司的專利技術和專利設備。待技術交流，多方面比選后方能確定采用的工藝技術。碎煤加壓煤氣化氣體經(jīng)煤氣冷卻及低溫甲醇洗可以將大部分有害氣體組分脫除干凈，在低溫甲醇洗出口凈化氣體中主要有CO、HCHN凈化氣進入甲烷深冷分離裝置分離出甲烷，經(jīng)甲烷液化得到副產(chǎn)品液態(tài)甲烷。分離甲烷后的凈化氣和低溫甲醇洗分離的CO2經(jīng)過合理的比例混合經(jīng)合成氣壓縮機組壓縮去甲醇合成生產(chǎn)出粗甲醇，粗甲醇精餾后得到中間產(chǎn)品精甲醇。二甲醚合成裝置采用粗甲醇還是精甲醇為原料，待技術交流后確定。二甲醚成品送至二甲醚罐區(qū)貯存，外售。 加壓氣化、煤氣冷卻分離的煤氣水送至煤氣水分離裝置分離出焦油、中油、石腦油，剩余的含酚污水至酚回收、氨回收得到粗酚、液氨后廢水送至生化處理。低溫甲醇洗分離出來的酸性氣體在硫回收裝置生產(chǎn)濃硫酸，尾氣送至鍋爐的煙囪。具體各裝置的流程順序見方塊流程圖。 裝置簡述 設計任務及設計范圍備煤系統(tǒng)的設計任務是為14臺氣化爐提供合格的原料煤以及為5臺鍋爐提供合格的燃料煤；其設計范圍是從汽車卸車庫卸煤開始至造氣廠房氣化爐頂貯煤倉及鍋爐系統(tǒng)的煤倉上部為止；內(nèi)容包括原料煤、燃料煤的卸車、上煤、貯存、粉碎、篩分及運輸。 概述由自卸汽車從煤礦運進廠內(nèi)的原煤，在汽車卸車庫卸進卸煤槽內(nèi)，卸煤槽下部設有葉輪給煤機，將原煤給入皮帶機輸送系統(tǒng)，送至8個Φ22m的圓筒倉內(nèi)貯存，圓筒倉及中間緩沖倉的總貯煤量按6天用煤量進行設計。根據(jù)氣化爐及鍋爐用煤量計算的耗煤量如下：煤 種年用量（t/a）日用量（t/d）小時用量（t/h）運輸方式原料煤29736009912413汽車燃料煤1516000汽車備煤系統(tǒng)分為原煤裝置、氣化備煤裝置及鍋爐備煤裝置，從汽車卸車庫卸煤開始至圓筒貯煤倉頂為原煤裝置，系統(tǒng)能力是按1000t/h的生產(chǎn)能力設計的；從煤倉下給料機開始至氣化爐頂貯煤倉為氣化備煤裝置，氣化備煤系統(tǒng)根據(jù)氣化爐的工藝布置，設計分為兩個系列，每個系列從貯煤倉至氣化緩沖倉的系統(tǒng)能力為600t/h，緩沖倉至氣化爐頂煤倉系統(tǒng)能力為300t/h；從篩分廠房至鍋爐房系統(tǒng)為鍋爐備煤裝置，鍋爐備煤系統(tǒng)能力為500t/h。 原煤裝置由自卸汽車從煤礦運進廠內(nèi)的原煤，在兩個汽車卸車庫卸進卸煤槽內(nèi)，每個卸煤槽下部設有兩臺葉輪給煤機，將原煤給進煤煤2帶式輸送機上，經(jīng)過煤3帶式輸送機轉運進入破碎廠房。在破碎廠房，原煤經(jīng)過篩分、破碎后，將50mm的大塊煤破碎到50mm以下；經(jīng)過破碎后的原煤由煤4帶式輸送機、煤5帶式輸送機分別給進8個圓筒倉中貯存。 氣化備煤裝置 圓筒倉中的原煤由環(huán)式給煤機給進煤6帶式輸送機上，再由煤7帶式輸送機、煤8帶式輸送機轉運輸送到篩分廠房。在篩分廠房原煤經(jīng)過弛張篩的篩分后，8mm的合格原料煤由煤10A帶式輸送機、煤11A帶式輸送機轉運輸送到氣化緩沖倉貯存，緩沖倉可以貯存12小時的用煤量。 ，再通過弛張篩進行爐前篩分，篩上合格的（8mm）；篩下。 鍋爐備煤裝置在篩分廠房原煤經(jīng)過弛張篩的篩分后，8mm的燃料煤經(jīng)過煤10B帶式輸送機、煤11B帶式輸送機轉運輸送到鍋爐緩沖倉貯存，緩沖倉中的燃料煤由給料機給到煤15帶式輸送機上，進入鍋爐房系統(tǒng)。 控制方式本系統(tǒng)采用PLC集中控制與就地操作相結合的控制方式。，在進入園筒倉前設了大塊煤的分級破碎機,以保證進入氣化爐的原料煤小于50mm。，氣化備煤系統(tǒng)中設置了兩級篩分裝置：在篩分廠房設置了4臺生產(chǎn)能力為600t/h的弛張篩（兩開兩備）；在入爐前的轉運站中，分別設置了兩臺生產(chǎn)能力為300t/h的弛張篩，以保證進入氣化爐的原料煤大于8mm。備煤系統(tǒng)對產(chǎn)生粉塵大的設備設置了除塵裝置, 進行除塵處理。在棧橋上設有水沖洗地坪裝置。經(jīng)除塵后廢氣排放濃度達到國家規(guī)定的排放標準120mg/m3。 碎煤加壓氣化 流程簡述碎煤加壓氣化裝置由氣化爐及加煤煤鎖和排灰灰鎖組成，煤鎖和灰鎖均直接與氣化爐相聯(lián)接。裝置運行時，煤經(jīng)由自動操作的煤鎖加入氣化爐，入爐煤從煤斗通過溜槽由液壓系統(tǒng)控制充入煤鎖中。煤斗的容量可供四小時用，它裝有料位測量裝置。裝滿煤之后，對煤鎖進行充壓，從常壓充至氣化爐的操作壓力。在向氣化爐加完煤之后，煤鎖再卸壓至常壓，以便開始下一個加煤循環(huán)過程。這一過程實施既可用自動控制，也可使用手動操作。用來自煤氣冷卻裝置的粗煤氣和來自氣化爐粗煤氣使煤鎖分兩步充壓；煤鎖卸壓的煤氣收集于煤鎖氣氣柜，并由煤鎖氣鼓風機送往燃料氣管網(wǎng)。減壓后，留在煤鎖中的少部分煤氣，用噴射器抽出。經(jīng)煤塵旋風分離器除去煤塵后排入大氣。氣化劑——蒸汽、氧氣混合物，經(jīng)安裝在氣化爐下部的旋轉爐蓖噴入，在燃燒區(qū)燃燒一部分煤，為吸