【正文】 的酸中心和甲醇合成催化劑相互作用導(dǎo)致加速失活。兩種催化劑的最佳溫度范圍不匹配，提高反應(yīng)溫度，勢(shì)必降低催化劑壽命。這一難題，國(guó)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(yīng)產(chǎn)物二甲醚與合成氣共存，由于二甲醚的沸點(diǎn)低，使分離過(guò)程復(fù)雜化，需吸收、解吸等復(fù)雜的工藝過(guò)程，造成了設(shè)備投資及操作費(fèi)用的增加，二甲醚損失大，成本高。這些問(wèn)題大大掩蓋其反應(yīng)上的優(yōu)越性，國(guó)外大公司也對(duì)此予以重視。1999年初，Chem Systems對(duì)美國(guó)海灣地區(qū)及中東以天然氣為原料的237萬(wàn)噸/年二甲醚裝置的技術(shù)經(jīng)濟(jì)評(píng)估中已提到上述問(wèn)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(duì)“直接法”采取務(wù)實(shí)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(rèn)為現(xiàn)用的“整體一步法”比過(guò)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(guó)際DME組織大會(huì)”（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(shí)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(jìn)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(wàn)噸/年。甲醇固定床脫水制二甲醚是國(guó)內(nèi)外唯一工業(yè)化生產(chǎn)過(guò)程。工程放大難度不大，過(guò)程相對(duì)簡(jiǎn)單，投資較低，原料易得，技術(shù)成熟應(yīng)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(yīng)溫度低、轉(zhuǎn)化率高、選擇性好等優(yōu)點(diǎn)，但設(shè)備腐蝕嚴(yán)重，釜內(nèi)內(nèi)殘液及廢水嚴(yán)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(chǔ)上發(fā)展起來(lái)的。20世紀(jì)80年代中期，由于氟里昂嚴(yán)重破壞大氣臭氧層，歐美等一些發(fā)達(dá)國(guó)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(chǔ)存等優(yōu)越性得到認(rèn)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(diǎn)很快成為生產(chǎn)二甲醚的主要方法。氣相甲醇脫水法的關(guān)鍵是催化劑的研制。美國(guó)mobil公司于1981年開(kāi)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(shù)并申請(qǐng)了專利。1991年，日本東洋公司開(kāi)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(guó)內(nèi)對(duì)二甲醚制取技術(shù)的研究始于20世紀(jì)80年代，近年來(lái)國(guó)內(nèi)許多單位已相繼開(kāi)發(fā)成功，先后在國(guó)內(nèi)各地建成生產(chǎn)能力噸級(jí)裝置。瀘天化采用日本東洋公司技術(shù)已建成一套10000噸/年的二甲醚裝置，年產(chǎn)10萬(wàn)噸裝置正在建設(shè)中。在未接到專利商報(bào)價(jià)前，本工程暫時(shí)選擇兩步法同時(shí)生產(chǎn)甲醇和二甲醚。Topsoe工藝屬聯(lián)合型，甲醇反應(yīng)器和二甲醚反應(yīng)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(diǎn)即甲醇合成得到粗甲醇進(jìn)DME反應(yīng)器。減少了甲醇的精餾過(guò)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(yù)期壽命4年。 噸/噸DME， 噸/噸DME。TEC只有精甲醇生產(chǎn)DME的技術(shù)，其合成催化劑可長(zhǎng)期保持活性，使用壽命達(dá)2年。 噸/噸DME。Topsoe和TEC工藝均適合與本項(xiàng)目的建設(shè)。待接到上述公司的報(bào)價(jià)進(jìn)行進(jìn)一步比選，綜合各種因素再確定采用哪一家的技術(shù)。 硫回收技術(shù)的選擇硫回收方法根據(jù)工藝流程選擇和當(dāng)?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(méi)有硫磺制酸裝置，硫磺的市場(chǎng)存在銷路問(wèn)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(wèn)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(jí)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(shù)的ShellPaques工藝。1）傳統(tǒng)克勞斯工藝原理可以簡(jiǎn)單概括成：含一定濃度的H2S酸性氣首先進(jìn)入熱反應(yīng)，使其中一部分H2S通過(guò)燃燒直接生成單質(zhì)硫，該過(guò)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(yīng)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(wú)法滿足國(guó)家現(xiàn)有的環(huán)保指標(biāo)。主要化學(xué)反應(yīng)2H2S+3/2O2→ 2H20 +SO2SO2+ 2H2S→3S+ 2H2O2) 催化氧化技術(shù)，在兩級(jí)普通克勞斯轉(zhuǎn)化之后，第三級(jí)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(jìn)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(yīng)器出口氣體要求H2S/SO2比值可高達(dá)10，末端選擇催化氧化反應(yīng)實(shí)際上是一種尾氣處理工藝，％，如果采用此工藝處理本工號(hào)的酸性氣，處理后的尾氣仍然存在COS，SO2遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出國(guó)家排放標(biāo)準(zhǔn)，不能滿足要求。氧化主要化學(xué)反應(yīng)2H2S+O2→2S +2H2O，在兩級(jí)普通克勞斯轉(zhuǎn)化之后，增加加氫催化反應(yīng)器，將所有硫化物轉(zhuǎn)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(jí)克勞斯工藝的優(yōu)點(diǎn)外，％～％，尾氣H2S的排放仍然超出國(guó)家排放要求。加氫還原主要化學(xué)反應(yīng)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(jí)SCOT、低硫SCOT是標(biāo)準(zhǔn)SCOT法工藝的技術(shù)進(jìn)步，其特點(diǎn)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(gè)工序組成一個(gè)相對(duì)的工藝界區(qū)，上游克勞斯裝置任何條件的波動(dòng)對(duì)本裝置的操作無(wú)影響。因此，當(dāng)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(qiáng)烈波動(dòng)時(shí)，尾氣處理裝置仍能保持平穩(wěn)運(yùn)轉(zhuǎn)，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(huì)影響處理后尾氣中硫的凈化度，故上游裝置只設(shè)置2個(gè)轉(zhuǎn)化器，可以不使用價(jià)格昂貴、操作條件要求高的有機(jī)硫水解催化劑。除SO2外，尾氣中所有的有機(jī)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(duì)流程復(fù)雜，操作工藝條件苛刻，設(shè)備投資較大。由于煤化工領(lǐng)域的特殊性，通常在克勞斯裝置下游沒(méi)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(jìn)行硫磺回收的生物反應(yīng)過(guò)程。含H2S氣體在吸收塔內(nèi)與含硫細(xì)菌的堿液逆流接觸，H2S溶解在堿液中進(jìn)入到生物反應(yīng)器（專利設(shè)備）。在生物反應(yīng)器內(nèi)的充氣環(huán)境下，H2S在一種無(wú)色硫磺桿菌的作用下生產(chǎn)單質(zhì)硫，該過(guò)程只有在反應(yīng)器通風(fēng)的條件下才能實(shí)現(xiàn)。硫磺以料漿的形式從生物反應(yīng)器中取出，經(jīng)過(guò)濃縮后形成65％干度的硫磺餅，可進(jìn)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(qiáng)的的親水性，所以流動(dòng)性好，不會(huì)產(chǎn)生堵塔的現(xiàn)象。殼牌帕克（ShellPaques）生物脫硫工藝特點(diǎn)，凈化后尾氣中的H2S濃度小于4ppmv。％的轉(zhuǎn)化，其中95～98％轉(zhuǎn)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(shí)推薦采用此工藝。本裝置的硫磺產(chǎn)量高達(dá)174t/d，此種工藝方法無(wú)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(zhuǎn)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(lái)的先經(jīng)過(guò)燃燒，將酸性氣中的H2S等燃燒成為SO2,繼而進(jìn)入SO2反應(yīng)器將氣體中的SO2轉(zhuǎn)化為SO3,出反應(yīng)器的氣體進(jìn)入WSA冷凝器冷凝，～98％的濃硫酸（當(dāng)燃燒器中的水蒸汽不夠時(shí)，需要適當(dāng)補(bǔ)充低壓蒸汽），冷凝下來(lái)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(gè)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(dāng)?shù)?8％濃硫酸有市場(chǎng)，而硫磺無(wú)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(méi)有試燒，要留有一定的設(shè)計(jì)余量，空分裝置按雙系列設(shè)置。單系列生產(chǎn)能力為60000Nm3/h純氧,雖然有國(guó)產(chǎn)化裝置，但是大型壓縮機(jī)組、膨脹機(jī)組、冷箱內(nèi)的高壓板式換熱器全部從國(guó)外進(jìn)口。本著節(jié)能降耗、技術(shù)先進(jìn)、配置合理的原則，本裝置引進(jìn)國(guó)外系統(tǒng)設(shè)計(jì)和關(guān)鍵設(shè)備。 目前國(guó)內(nèi)還沒(méi)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(shù)先進(jìn)、穩(wěn)妥可靠的原則，引進(jìn)國(guó)外工程公司的專利技術(shù)和專利設(shè)備。待技術(shù)交流，多方面比選后方能確定采用的工藝技術(shù)。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(jìn)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(guò)合理的比例混合經(jīng)合成氣壓縮機(jī)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(shù)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(lái)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(jiàn)方塊流程圖。 裝置簡(jiǎn)述 設(shè)計(jì)任務(wù)及設(shè)計(jì)范圍備煤系統(tǒng)的設(shè)計(jì)任務(wù)是為14臺(tái)氣化爐提供合格的原料煤以及為5臺(tái)鍋爐提供合格的燃料煤；其設(shè)計(jì)范圍是從汽車卸車庫(kù)卸煤開(kāi)始至造氣廠房氣化爐頂貯煤倉(cāng)及鍋爐系統(tǒng)的煤倉(cāng)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(yùn)輸。 概述由自卸汽車從煤礦運(yùn)進(jìn)廠內(nèi)的原煤，在汽車卸車庫(kù)卸進(jìn)卸煤槽內(nèi)，卸煤槽下部設(shè)有葉輪給煤機(jī)，將原煤給入皮帶機(jī)輸送系統(tǒng)，送至8個(gè)Φ22m的圓筒倉(cāng)內(nèi)貯存，圓筒倉(cāng)及中間緩沖倉(cāng)的總貯煤量按6天用煤量進(jìn)行設(shè)計(jì)。根據(jù)氣化爐及鍋爐用煤量計(jì)算的耗煤量如下：煤 種年用量（t/a）日用量（t/d）小時(shí)用量（t/h）運(yùn)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(kù)卸煤開(kāi)始至圓筒貯煤倉(cāng)頂為原煤裝置，系統(tǒng)能力是按1000t/h的生產(chǎn)能力設(shè)計(jì)的；從煤倉(cāng)下給料機(jī)開(kāi)始至氣化爐頂貯煤倉(cāng)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(shè)計(jì)分為兩個(gè)系列，每個(gè)系列從貯煤倉(cāng)至氣化緩沖倉(cāng)的系統(tǒng)能力為600t/h，緩沖倉(cāng)至氣化爐頂煤倉(cāng)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(yùn)進(jìn)廠內(nèi)的原煤，在兩個(gè)汽車卸車庫(kù)卸進(jìn)卸煤槽內(nèi)，每個(gè)卸煤槽下部設(shè)有兩臺(tái)葉輪給煤機(jī)，將原煤給進(jìn)煤煤2帶式輸送機(jī)上，經(jīng)過(guò)煤3帶式輸送機(jī)轉(zhuǎn)運(yùn)進(jìn)入破碎廠房。在破碎廠房，原煤經(jīng)過(guò)篩分、破碎后，將50mm的大塊煤破碎到50mm以下；經(jīng)過(guò)破碎后的原煤由煤4帶式輸送機(jī)、煤5帶式輸送機(jī)分別給進(jìn)8個(gè)圓筒倉(cāng)中貯存。 氣化備煤裝置 圓筒倉(cāng)中的原煤由環(huán)式給煤機(jī)給進(jìn)煤6帶式輸送機(jī)上，再由煤7帶式輸送機(jī)、煤8帶式輸送機(jī)轉(zhuǎn)運(yùn)輸送到篩分廠房。在篩分廠房原煤經(jīng)過(guò)弛張篩的篩分后，8mm的合格原料煤由煤10A帶式輸送機(jī)、煤11A帶式輸送機(jī)轉(zhuǎn)運(yùn)輸送到氣化緩沖倉(cāng)貯存，緩沖倉(cāng)可以貯存12小時(shí)的用煤量。 ，再通過(guò)弛張篩進(jìn)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(guò)弛張篩的篩分后，8mm的燃料煤經(jīng)過(guò)煤10B帶式輸送機(jī)、煤11B帶式輸送機(jī)轉(zhuǎn)運(yùn)輸送到鍋爐緩沖倉(cāng)貯存，緩沖倉(cāng)中的燃料煤由給料機(jī)給到煤15帶式輸送機(jī)上，進(jìn)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(jié)合的控制方式。，在進(jìn)入園筒倉(cāng)前設(shè)了大塊煤的分級(jí)破碎機(jī),以保證進(jìn)入氣化爐的原料煤小于50mm。，氣化備煤系統(tǒng)中設(shè)置了兩級(jí)篩分裝置：在篩分廠房設(shè)置了4臺(tái)生產(chǎn)能力為600t/h的弛張篩（兩開(kāi)兩備）；在入爐前的轉(zhuǎn)運(yùn)站中，分別設(shè)置了兩臺(tái)生產(chǎn)能力為300t/h的弛張篩，以保證進(jìn)入氣化爐的原料煤大于8mm。備煤系統(tǒng)對(duì)產(chǎn)生粉塵大的設(shè)備設(shè)置了除塵裝置, 進(jìn)行除塵處理。在棧橋上設(shè)有水沖洗地坪裝置。經(jīng)除塵后廢氣排放濃度達(dá)到國(guó)家規(guī)定的排放標(biāo)準(zhǔn)120mg/m3。 碎煤加壓氣化 流程簡(jiǎn)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(yùn)行時(shí)，煤經(jīng)由自動(dòng)操作的煤鎖加入氣化爐，入爐煤從煤斗通過(guò)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(shí)用，它裝有料位測(cè)量裝置。裝滿煤之后，對(duì)煤鎖進(jìn)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(kāi)始下一個(gè)加煤循環(huán)過(guò)程。這一過(guò)程實(shí)施既可用自動(dòng)控制，也可使用手動(dòng)操作。用來(lái)自煤氣冷卻裝置的粗煤氣和來(lái)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(fēng)機(jī)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(fēng)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(zhuǎn)爐蓖噴入，在燃燒區(qū)燃燒一部分煤，為吸