【導(dǎo)讀】國(guó)民經(jīng)濟(jì)中占有十分重要的地位。近年來(lái)，隨著甲醇下屬產(chǎn)品的開(kāi)發(fā)，特別是甲醇燃。料的推廣應(yīng)用，甲醇的需求大幅度上升。為了滿(mǎn)足經(jīng)濟(jì)發(fā)展對(duì)甲醇的需求，開(kāi)展了此。20萬(wàn)t/a的甲醇項(xiàng)目。設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容是進(jìn)行工藝論證，物料衡算和熱量衡算等。

　　

【正文】 電煤氣，溫度 80℃，壓力 ，進(jìn)入發(fā)電氣加熱器（ E2021），溫度升至 230℃，然后去發(fā)電系統(tǒng)發(fā)電用。 由第一水分離器（ V2021）、第四水分離器（ V2021）分離出的高溫冷凝液和來(lái)自氨吸收制冷、脫硫系統(tǒng)的冷凝液進(jìn)入冷凝液閃蒸槽（ V2021），閃蒸出的閃蒸氣進(jìn)入冷凝液汽提塔（ T2021），冷凝液由閃蒸槽底部排出直接送至氣化工段。 由第三水分離器（ V2021）、第七水分離器（ V2021）分離出的冷凝液進(jìn)入冷凝液汽提塔的上部，由第二 水分離器（ V2021）、第五水分離器（ V2021）、第六水分離器（ V2021）分離出的冷凝液進(jìn)入冷凝液汽提塔的中部，汽提塔采用垂直篩板塔，冷凝液閃蒸槽閃蒸出的閃蒸氣（ 156℃， ）進(jìn)入冷凝液汽提塔的底部，低壓蒸汽進(jìn)入塔的底部進(jìn)行汽提冷凝液，塔的操作壓力為 ～ (A)。從塔底排出的冷凝液送至氣化工段，塔頂排出的解析氣，送至氣化系統(tǒng)的火炬。 脫鹽水站來(lái)的脫鹽水分成兩部分，一部分進(jìn)入脫鹽水加熱器Ⅰ（ E2021）與變換氣換熱溫度升至 98℃后分兩股，一股脫鹽水去熱電站，另一股進(jìn)入除氧器除氧；另 一部分進(jìn)入脫鹽水加熱器Ⅱ（ E2021）與水煤氣（發(fā)電氣）換熱溫度升至 98℃，進(jìn)入除氧器除氧。除氧器用本工段產(chǎn)生的低壓蒸汽吹入除氧，除氧后的鍋爐給水由鍋爐給水泵和高、低壓給水泵提壓，經(jīng)低壓鍋爐給水泵升壓至 (A)去鍋爐給水加熱器Ⅱ（ E2021），升溫至 153℃后，一部分去變換氣第二廢熱鍋爐（ E2021）產(chǎn)生 (A)低壓蒸汽 ，另一部分去發(fā)電氣廢熱鍋爐（ E2021）產(chǎn)生 (A)低壓蒸汽 ； 經(jīng)高壓鍋爐給水泵升壓到 (A)去甲醇合成系統(tǒng)；經(jīng)低壓鍋爐給水泵升壓到 (A)進(jìn)年產(chǎn) 20 萬(wàn)噸煤制甲醇生產(chǎn)工藝初步設(shè)計(jì) 28 鍋爐給水加熱器（ E2021），溫度升至 135℃，分成兩部分，一部分去硫回收系統(tǒng)，另一部分去變換氣第一廢熱鍋爐（ E2021）產(chǎn)生的 (A)蒸汽。 (A)蒸汽除一小部分本工段利用外絕大部分與 (A)蒸汽一起送出本工段。 脫鹽水脫硫脫碳系統(tǒng)脫硫系統(tǒng)蒸汽網(wǎng)火炬水煤氣鍋爐補(bǔ)給水脫鹽水圖 5 變換工藝流程 脫硫脫碳 來(lái)自變換及燃?xì)鉄峄厥障到y(tǒng)的煤氣（ 36℃， (A)，含 H2S %）與燃?xì)饷摿蛩?T3004）頂部出口的燃?xì)饷摿驓鈸Q熱至 ℃進(jìn)入燃 氣脫硫塔（ T3004）下部，在塔內(nèi) NHD 吸收了煤氣中大部分的 H2S 氣體，同時(shí)也帶走部分 CO COS、 H2等氣體。除去 H2S 的煤氣稱(chēng)之為燃?xì)饷摿驓猓c進(jìn)塔的煤氣在氣體換熱器 E3001A,B 換熱，溫度由 ℃升至 30℃，為滿(mǎn)足燃?xì)獍l(fā)電對(duì)硫含量的要求，燃?xì)饷摿驓馐紫冗M(jìn)入預(yù)脫硫槽 R3001 脫除 H2S 氣體，然后在精脫硫槽預(yù)熱器 E3008 中被變換氣加熱到 80℃，進(jìn)入精脫硫槽 R3002A,B，精脫硫槽上部裝水解催化劑，下部裝精脫硫劑，精脫硫后的氣體（ H2S+COS20ppm）返回到燃?xì)鉄峄厥障到y(tǒng)。 從變換工段過(guò)來(lái)的 變換氣（ 36℃， (A)，含 %）與脫硫脫碳閃蒸氣及濃縮塔頂氣提氣混合，經(jīng) NHD 脫碳工段的氣體換熱器換熱冷卻到 ℃進(jìn)入變換氣脫硫塔（ T3001）底部，與塔內(nèi)自上而下的 0℃ NHD 溶液逆流接觸吸收絕大部分 H2S氣體及部分 CO COS、 H2 等氣體，出脫硫塔的脫硫氣溫度為 ℃，含年產(chǎn) 20 萬(wàn)噸煤制甲醇生產(chǎn)工藝初步設(shè)計(jì) 29 H2S+COS80ppm，含 %，經(jīng)脫硫氣分離器（ V3002）分離掉夾帶的 NHD 溶液后，去 NHD 脫碳。 變換氣脫硫塔（ T3001）底排出的約 ℃的 NHD 富液和燃?xì)饷摿蛩?T3004）底出來(lái)的 ℃左右的 NHD 富液一起由富液泵（ P3003A,B）提壓到 (G)經(jīng)貧富液換熱器 I（ E3002）換熱至 50℃；貧富液換熱器 II（ E3003）加熱到 130℃，進(jìn)入濃縮塔（ T3002）。采用甲醇馳放氣（ 40℃， (A)）作為氣提氣進(jìn)入濃縮塔下部，塔頂出來(lái)的氣提氣中主要是 CO2 、 H2及少量 H2S、 COS 等氣體，該氣體與從脫碳閃壓機(jī)而來(lái)的約 (G)閃蒸氣合并經(jīng)閃蒸氣水冷器 I（ E3004）冷卻至 40℃返回進(jìn) NHD 脫硫入口以回收高壓閃蒸氣中的 H2。從濃縮塔底出來(lái)底 NHD 富 液由脫硫水力透平（ HT3001）回收能量后進(jìn)入脫硫高壓閃蒸槽（ V3004），閃蒸壓力為 (A)，出口閃蒸氣去脫碳閃壓機(jī)。 從脫硫高壓閃蒸槽底出來(lái)的富含 H2S、 CO2 的閃蒸液進(jìn)入再生塔（ T3003），再生塔底部由變換氣煮沸器（ E3007）加熱，使 NHD 富液中的氣體全部解吸出來(lái)，得到約147℃的 NHD 貧液。貧液經(jīng)貧富液換熱器 II（ E3003）冷卻到 57℃，然后由貧液泵 II（ P3002A,B）加壓到 (G)送入貧富液換熱器 I（ E3002）；而在貧液進(jìn)入貧富液換熱器 I 前面有一旁路，把部分貧液減壓 到 (G)進(jìn)入溶液過(guò)濾器（ M3001A,B），過(guò)濾后的貧液再返回貧液泵 II 的入口。出貧富液換熱器 I 的 NHD 貧液已降溫到 ℃，再被脫碳工段的氨冷器 I 冷卻至 0℃，然后將出氨冷器 I 的貧液分為兩部分，一部分貧液直接進(jìn)入燃?xì)饷摿蛩?T3004）；另一部分則進(jìn)入 NHD 脫碳工段的脫碳塔上塔，在塔內(nèi)吸收脫碳塔下塔過(guò)來(lái)的凈化氣中微量的 H2S 和 CO2，出塔后經(jīng)脫硫貧液泵 I 增壓到(G)進(jìn)入變換氣脫硫塔（ T3001）。 出再生塔（ T3003）填料段的再生氣經(jīng)塔上部的旋流板，用塔頂回流的 40℃的冷凝液洗 滌冷卻到 106℃左右進(jìn)入酸性氣水冷器（ E3006）冷卻到 40℃，經(jīng)酸性氣分離器（ V3005）分離掉酸性氣中夾帶水分，使酸性氣中含 H2S25%，進(jìn)入硫回收工段。 來(lái)自脫硫工段的脫硫氣（溫度 ℃、壓力 (A)、 CO 34%含 COS＋ H2S 80ppm）進(jìn)入脫碳塔（ T4001）下塔，氣體自下而上與從下塔頂部而來(lái)的 NHD 溶劑逆流接觸，下塔塔內(nèi)有三層 QH1 型碳鋼扁環(huán)散堆填料，氣體中的 CO2 被溶劑吸收，部分 H2S、 COS 被吸收。從下塔頂出來(lái)的凈化氣（ CO24%(V)、溫度 ℃）直接進(jìn) 入脫碳塔上塔底部與從脫硫工段過(guò)來(lái)的被氨冷器 I（ E4002）冷卻至 0℃的 NHD 貧液逆相接年產(chǎn) 20 萬(wàn)噸煤制甲醇生產(chǎn)工藝初步設(shè)計(jì) 30 觸，從上塔頂出來(lái)的凈化氣（ CO2約 2～ 3%(V)、 COS 和 H2S5ppm、溫度 ℃），經(jīng)凈化氣分離器（ V4002）除去少量霧沫夾帶的 NHD 后，進(jìn)入氣 氣換熱器（ E4001A），溫度升至 30℃，壓力 (A)，然后將凈化氣送去精脫硫。精脫硫時(shí)，凈化氣先進(jìn)入水解槽預(yù)熱器（ E4004）被變換氣冷凝液加熱到 80℃，經(jīng)水解槽（ R3001）水解后，在水解氣冷卻器（ E4005）中冷卻至 40℃，進(jìn)到精脫硫槽（ R3002A， B）精脫硫，得到符合甲醇合成所需的凈化氣體（ CO2： 2～ 3%， COS 和 H2S），送入合成甲醇工段。 吸收了少量 CO H2S 和 COS 的 NHD 貧液從脫碳塔（ T4001）上塔底部出來(lái)后返回到 NHD 脫硫工段。 進(jìn)脫碳塔下塔上部的 NHD 貧液溫度為 5℃，在塔內(nèi)吸收 CO2的過(guò)程中，由于 CO2的溶解熱使溶液溫度升高，出塔底的 NHD 富液溫度達(dá)到 ℃、壓力 (A)。富液進(jìn)入水力透平（ HT4001A,B）回收靜壓能，壓力降至 (A)后進(jìn)入脫碳高壓閃蒸槽（ V4003），脫碳高壓閃蒸槽 設(shè)備為板式塔，部分溶解的 CO2 和大部分 H2 在此解吸出來(lái)，此氣體即謂脫碳高壓閃蒸氣。高壓閃蒸氣和來(lái)自脫硫工段的脫硫高壓閃蒸氣混合后進(jìn)入閃蒸氣壓縮機(jī)（ C4001A， B），閃蒸氣升壓至 (A)、經(jīng)閃蒸氣水冷器冷卻到 40℃與變換氣混合，經(jīng)氣體換熱器（ E6401A， B）降溫后再去脫硫工段循環(huán)吸收。 從脫碳高壓閃蒸槽底部出來(lái)的溶液，減壓進(jìn)入低壓閃蒸槽（ V4004），在此塔內(nèi) NHD實(shí)液中溶解的大部分 CO2氣體解吸出來(lái)，溫度為 ℃，此氣體即謂 CO2氣， CO2氣進(jìn)入脫碳?xì)怏w換熱器（ E4001B）回收冷量后放空 。 低壓閃蒸槽（ V4005）底部出來(lái)的富液自流進(jìn)入氣提塔（ T4002）塔內(nèi)有五層 QH1型扁環(huán)散堆填料，溶液與氣提氮?dú)庠谔盍蠈觾?nèi)逆流接觸，此時(shí)溶液中溶解的 CO2 被氣提出來(lái)，排至大氣。從氣提塔底出來(lái)的貧液經(jīng)氨冷器（ E4003）冷卻到 5℃，由脫碳貧液泵（ P4001A， B）提壓至 Mpa(A)進(jìn)入脫碳塔下塔上部。 系統(tǒng)中各排液、導(dǎo)淋回收的 NHD 溶液，經(jīng)排液總管送入溶劑系統(tǒng)貯槽內(nèi)。 年產(chǎn) 20 萬(wàn)噸煤制甲醇生產(chǎn)工藝初步設(shè)計(jì) 31 甲醇合成硫回收燃?xì)鉄峄厥請(qǐng)D 6 NHD脫硫脫碳工藝流程 硫回收 來(lái)自脫硫工 段的酸性氣經(jīng)酸性氣分水罐（ V6001）分離掉酸性水，進(jìn)入酸性氣燃燒爐（ F6001）與按一定比例配入的富氧空氣混合燃燒，使?fàn)t膛溫度保持在 950℃左右。爐內(nèi)發(fā)生 H2S 部分氧化反應(yīng)，三分之一的 H2S 燃燒轉(zhuǎn)化成 SO2， 生成的 SO2再與剩下的 H2S 發(fā)生克勞斯發(fā)應(yīng)生成單質(zhì)硫。爐膛內(nèi)發(fā)生的化學(xué)反應(yīng)如下： H2S + 3/2 O2 → SO 2 + H2O + Q1 H2S + 1/2 SO2 → H 2O + 3/4 S2 + Q2 燃燒后從爐內(nèi)出來(lái)的混合氣分成三股，一股去一級(jí)高溫?fù)胶祥y（ TV6001），一股去二級(jí)高溫?fù)胶祥y （ TV6002） ,另一股經(jīng)加氫預(yù)熱器（ E6003）與加氫工藝氣體換熱冷卻到 810℃，再經(jīng)過(guò)廢熱鍋爐（ E6004）降溫到 330℃，然后進(jìn)入一級(jí)冷凝器（ E6005）冷卻到 150℃分離出液硫，同時(shí)冷凝器殼程產(chǎn)生 （ G）的低壓蒸汽。從一級(jí)冷凝器（ E6005）出來(lái)被冷卻至 150℃的氣體與酸性氣燃燒爐出口的一級(jí)高溫?fù)胶祥y（ TV6001）熱口進(jìn)來(lái)的高溫氣體摻合提溫到 270℃進(jìn)入一級(jí) Claus 轉(zhuǎn)化器（ R6001）發(fā)生催化轉(zhuǎn)化反應(yīng)。其中主要反應(yīng)： 2H2S + SO2 → 3/2 S 2 + 2H2O + Q 反應(yīng)后 的氣體進(jìn)入二級(jí)冷凝器（ E6006），冷卻到 150℃分離出液硫，同時(shí)冷凝器殼程年產(chǎn) 20 萬(wàn)噸煤制甲醇生產(chǎn)工藝初步設(shè)計(jì) 32 產(chǎn)生 （ G）的低壓蒸汽。轉(zhuǎn)化氣同樣與酸性氣燃燒爐出口的二級(jí)高溫?fù)胶祥y（ TV6002）熱口進(jìn)來(lái)的高溫氣體摻合提溫到 220℃進(jìn)入二級(jí) Claus 轉(zhuǎn)化器（ R6001）發(fā)生催化轉(zhuǎn)化反應(yīng)，然后進(jìn)入三級(jí)冷凝器（ E6007）冷卻到 150℃分離出液硫，同時(shí)冷凝器殼程產(chǎn)生 （ G）的低壓蒸汽。三級(jí)冷凝器（ E6007）出口氣體進(jìn)入尾氣分液罐（ V6005）進(jìn)一步分離出氣體中夾帶的液硫，從尾氣分液罐（ V6005）頂部出來(lái)的就是Claus 尾氣 。 從一、二、三級(jí)冷凝器（ E6005,E6006,E6007）和尾氣分液罐（ V6005）中冷凝下來(lái)的液硫都進(jìn)入液硫封（ V6004A,B） ,然后由液硫封（ V6004A,B）自流流入液硫貯罐（ V6007A,B），再用液硫泵（ P6002A,B）將液硫輸送到液硫高位罐（ V6009），由液硫高位罐（ V6009）經(jīng)過(guò)過(guò)慮輸送到硫磺尖嘴滴落成型造粒機(jī)去造粒成型包裝出售。 配入一定量氫氣的 Claus 尾氣經(jīng)過(guò)加氫預(yù)熱器（ E6003）預(yù)熱至 300℃進(jìn)入加氫反應(yīng)器（ R6002）反應(yīng)，將除 H2S 以外的硫化物幾乎全部轉(zhuǎn)化為 H2S，反 應(yīng)器出口氣體進(jìn)入蒸汽發(fā)生器（ E6008）冷卻至 160℃，再進(jìn)入急冷塔（ T6001）冷卻到 36℃。經(jīng)急冷塔（ T6001）急冷后的氣體去吸收塔（ T6002）與從塔頂下來(lái)的 NHD 貧液逆向接觸，氣體中所含的大部分 H2S 和部分 CO2 被貧液吸收下來(lái)，從吸收塔（ T6002）頂出來(lái)的尾氣進(jìn)入尾氣焚燒爐（ F6002），與配入的稍過(guò)量的空氣和燃料氣進(jìn)行高溫焚燒，使 H2S全部轉(zhuǎn)化為 SO2，焚燒氣經(jīng)尾氣廢鍋（ E6009）冷卻至 300℃，通過(guò)煙囪（ X6001）高空排放。 急冷塔（ T6001）底的急冷水用急冷水循環(huán)泵（ P6011A， B）加壓打入急冷水冷卻器（ E6016）冷卻到 36℃進(jìn)入急冷塔上部，自上而下冷卻從急冷塔下部而來(lái)的氣體。吸收了 H2S 和部分 CO2的 NHD 富液自吸收塔底由富液泵（ P6012A， B）泵出，與再生塔來(lái)的 NHD 貧液經(jīng)過(guò)貧富液換熱器Ⅰ（ E6012）和貧富液換熱器Ⅱ（ E6013）換熱后升溫到 135℃進(jìn)入再生塔（ T6003）再生。再生塔下部用蒸汽煮沸器（ E6017）加熱，使富液中的 H2S 和 CO2受熱解析。從再生塔頂出來(lái)的溫度約為 107℃的再生氣經(jīng)再生氣水冷器（ E6014）冷卻至 40℃，再經(jīng)再生氣分離器（ V6014）除去水，然 后返回酸性氣燃燒爐再次進(jìn)行 Claus 轉(zhuǎn)化；分離出來(lái)的水則經(jīng)回流水泵（ P6014A， B）打回再生塔。受熱解析出 H2S 和 CO2的 NHD 貧液與吸收塔（ T6002）出來(lái)的富液換熱、循環(huán)水冷卻、氨冷器冷卻降溫到 0℃進(jìn)入吸收塔 (T6002)再去進(jìn)行吸收。 本裝置接收到從變換工段送來(lái)的中壓鍋爐給水在廢熱鍋爐（ E6004）產(chǎn) （ G）年產(chǎn) 20 萬(wàn)噸煤制甲醇生產(chǎn)工藝初步設(shè)計(jì) 33 蒸汽送入管網(wǎng)；從變換過(guò)來(lái)的低壓鍋爐給水在各級(jí)冷凝器（ E6005， E6006， E6007）、蒸汽發(fā)生器（ E6008）和尾氣廢鍋（ E6009）中產(chǎn)生 （ G）低壓蒸汽供本裝置設(shè)備夾 套及管道伴熱使用。 造粒圖 7 硫回收