【正文】 6 三廢處理 甲醇生產(chǎn)。 （ 3） 受壓容器、管線的安全設(shè)施齊全，且證明確實靈敏可靠，如安全閥、壓力表、防爆板及各種連鎖信號、自動調(diào)節(jié)裝置等。甲醇生產(chǎn)發(fā)生這兩種爆炸的可能性同樣存 在，為防止爆炸應(yīng)該注意如下幾點： （ 1） 嚴(yán)格執(zhí)行受壓容器、受壓設(shè)備使用、管理有關(guān)規(guī)定，操作人員必須經(jīng)過嚴(yán)格訓(xùn)練。 （ 4） 備有必須的消防器材。 （ 3） 電氣設(shè)備須選用防防爆型，電纜、電源絕緣良好，防止產(chǎn)生電火花。根據(jù)甲醇生產(chǎn)的特點，應(yīng)采取下列防火措施： （ 1） 貯存輸送甲醇的貯罐、管線附近嚴(yán)禁火源，并有明顯的指示牌和標(biāo)志。要避免眼睛受光線照射，可以給予病患者戴上有色眼鏡或眼罩， 或用布遮住眼。 （ 3）病癥急救。 （ 2）吸入中毒者，迅速撤離現(xiàn)場，移至空氣清新、通風(fēng)良好的地方，保持呼吸道的暢通。 （ 3）重度中毒者，可有面色慘白、呼吸和脈搏加快、出冷汗、意識模糊、昏迷、休克，最后因呼吸和循環(huán)衰竭而死亡。其中毒機(jī)理主要為甲醇的氧化產(chǎn)物新生態(tài)甲醛或甲酸鹽與細(xì)胞內(nèi)的蛋白質(zhì)相結(jié)合所致 中毒癥狀 （ 1）輕度中毒，病人可呈現(xiàn)醉酒狀態(tài)，有疼痛、乏力、失眠、步履不穩(wěn)等癥狀。進(jìn)入 CO濃度較高的環(huán)境內(nèi)，須戴供氧式防毒面具進(jìn)行操作。 年產(chǎn) 20 萬噸煤制甲醇生產(chǎn)工藝初步設(shè)計 第 36 頁 預(yù)防措施： 在生產(chǎn)場所中，應(yīng)加強(qiáng)自然通風(fēng)，防止輸送管道和 閥門漏氣，有條件時，可用 CO 自動報警器。 （ 2）解開中毒者的衣領(lǐng)、褲帶及一切不利于呼吸的物件，面部朝上，保證呼吸道暢通。表現(xiàn)為：輕度中毒 頭痛、心悸、惡心、嘔吐、全身乏力、昏厥等癥狀體征，重者昏迷、抽搐，甚至死亡。 （ 3） 按照有關(guān)安全技術(shù)規(guī)程的規(guī)定，定點、定期進(jìn)行塵毒檢測，有條件應(yīng)設(shè)置毒物自動分析報警裝置，及時發(fā)現(xiàn)及時消除。 安全衛(wèi)生 車間有毒氣體最高允許濃度及保證不超標(biāo)的措施 表 51 物質(zhì) 一氧化碳 氨 硫化氫 甲醇 氧化氮 二氧化硫 最高允許濃度 /（ mg/m3） 30 30 10 50 5 10 防止超標(biāo)的措施： （ 1）消除跑冒滴漏，按無泄漏工廠標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行設(shè)備和管道的管理，使泄漏率降到 2‰以下，力爭達(dá)到萬分之五以下。擬采用 DCS控制系統(tǒng)，一次儀表采用電 III 型， DCS 系統(tǒng)設(shè)七個工作站，其中甲醇生產(chǎn)系統(tǒng)（包括造氣、脫硫、變換、脫碳、甲醇合成及甲醇精餾）五個工作站，公用工程兩個工作站（水處理、鍋爐工作站一個，總調(diào)度室工作站一個）。 甲醇裝 卸棧臺共設(shè)有 12 臺火車鶴管和 6 臺汽車鶴管，根據(jù)精甲醇泵的能力，至少有三臺槽車同時裝料。精甲醇貯槽為兩臺 10000m3的固定頂貯罐，貯存量按 15 天產(chǎn)量計。 5 非工藝專業(yè)要求 公用工程 水﹑電和汽的來源 水主要來自附近的自來水廠和地下水；電主要由煤氣化后所得的原料氣體，經(jīng)過脫硫后發(fā)電而來；汽主要由廢熱鍋爐和甲醇合成塔所產(chǎn)生。 （ 1）采用流程式布置， 甲醇膨脹槽和壓縮機(jī)放在最底層，把甲醇分離器放在第二層，甲醇水冷器安裝在第三層，入塔換熱器安裝在最高層。 （ 3）根據(jù)車間設(shè)備情況，廠房采用 6 6 米的柱網(wǎng)，廠房寬度也采用 6 米（一跨）廠房 分為 4 層，每層高度為 4 米。 （ 1）由于塔較高，不宜采用單層廠房，但設(shè)備不多，因此采用單層廠房與多層廠房相結(jié)合的方式。 工藝流程總結(jié) 通過本章對總體工藝流程的介紹可以看到初步確定的工藝流程是有科學(xué)依據(jù)并有一定創(chuàng)新性和較強(qiáng)實踐性的集科學(xué)、創(chuàng)新、先進(jìn)、實用性于一體的一套煤制甲醇生產(chǎn)工藝流程。 ⑶ 甲醇產(chǎn)品中分出有機(jī)雜質(zhì)，特別是乙醇，而不增加甲醇的損失量。 ⑵ 減少蒸餾過程的熱能消耗。 上述方法，精甲醇純度可達(dá) %以上，甲醇回收率至少為 90%，高達(dá) 95%～ 99%，經(jīng)甲醇中含乙醇小于 10ppm. 雙效法三塔粗甲醇精餾工藝流程特點 ⑴ 廢熱回收。如果采出的精甲醇不合格，可將其送至常壓塔進(jìn)行回收，以提高甲醇蒸餾的回收率。常壓塔頂操作壓力為 ，塔頂操作溫度約 ℃，塔底操作溫度約 ℃。 由加壓塔塔底排出的甲醇溶液送至第二主精餾常壓塔下部，常壓塔也采用 85 塊浮閥塔板。 加壓塔用低壓蒸汽加熱的熱虹吸式再沸器向塔內(nèi)提供熱量，通過低壓蒸汽的加入量來 控制塔的操作溫度。 為防止粗甲醇對設(shè)備的腐蝕， 在預(yù)蒸餾塔下部高溫區(qū)加入一定量的稀堿液，使預(yù)后甲醇的 pH 值保持在 8 左右。不凝氣，輕組分及少量甲醇蒸氣通過壓力調(diào)節(jié)后至加熱爐作燃料。塔頂設(shè)置兩個冷凝器。 年產(chǎn) 20 萬噸煤制甲醇生產(chǎn)工藝初步設(shè)計 第 32 頁 雙效法三塔粗甲醇精餾工藝流程 粗甲醇進(jìn)入預(yù)蒸餾塔前，先在粗甲醇產(chǎn)熱器中，用蒸汽冷凝液將其預(yù)熱至 65℃，粗甲醇在預(yù)蒸餾塔中除去其中殘余溶解氣體及低沸物。 兩個主精餾塔塔板數(shù)增加了一倍，自然分離效率大大提高，然而其能量的消耗反而降低。三塔加壓蒸餾的目的是更合理的利用了熱量，它采用了兩個主精餾塔 ，第一主精餾塔加壓蒸餾，操作壓力為 ～ MPa，第二主精餾塔為常壓操作，第一塔由于加壓，亦使沸點升高，頂部氣相甲醇液化溫度約為 121℃，遠(yuǎn)高于第二常壓塔塔釜液體（主要為水）的沸點溫度，將其冷凝潛熱作為第二主精餾塔再沸器的熱源。如此不斷氣化、冷凝操作，最后使混合液中的組分幾乎以純組分被分離出來。 粗甲醇精餾 精餾原理 精餾是多次簡單蒸餾的組合。但是魯奇（ Lurgi）管殼型甲醇合成塔的結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜，裝卸催化劑不太方便。這種合成塔溫度幾乎是恒定的，溫度恒定的好處一是有效的抑制了副反應(yīng)；二是催化劑壽命長，由 年產(chǎn) 20 萬噸煤制甲醇生產(chǎn)工藝初步設(shè)計 第 31 頁 于溫度比較恒定，因此當(dāng)操作條件發(fā)生變化時（如循環(huán)機(jī)故障等），催化劑也沒有超溫危險，仍可安全運轉(zhuǎn)。 、225℃的出塔氣體與進(jìn)塔氣換熱后冷卻到 40℃，在 MPa 壓力下進(jìn)入甲醇分離器，分離出來的氣體大部分回到循環(huán)機(jī)入口，少部分排放送輔助鍋爐作燃料，液體粗甲醇則送精餾工段。甲醇合成反應(yīng)放出的熱很快被沸騰水移走。魯奇（ Lurgi）管殼型甲醇合成塔既是反應(yīng)器又是廢熱鍋爐。 年產(chǎn) 20 萬噸煤制甲醇生產(chǎn)工藝初步設(shè)計 第 29 頁 Lurgi低中壓發(fā)合成甲醇工藝流程 年產(chǎn) 20 萬噸煤制甲醇生產(chǎn)工藝初步設(shè)計 第 30 頁 魯奇（ Lurgi）管殼型甲醇合成塔 魯奇（ Lurgi）管殼型甲醇合成塔是一種管束型副產(chǎn)蒸汽合成塔。除反應(yīng)器的氣體溫度約 250℃含甲醇 7%左右，經(jīng)換熱冷卻至 85℃，再用空氣和水分別冷卻，分離出粗甲醇，未凝氣體經(jīng)壓縮返回合成反應(yīng)器?；旌蠚饨?jīng)廢熱鍋爐預(yù)熱，升溫至 220℃左右，進(jìn)入管殼式合成反應(yīng)器，在銅基催化劑存在下，反應(yīng)生成甲醇。 ⑵ 合成甲醇的化學(xué)反應(yīng) 由 CO 催化加 H2合成甲醇，是工業(yè)化生產(chǎn)甲醇的主要方法。 全過程反應(yīng)速度決定于較慢步驟的完成速度。 碳酸丙烯酯法脫碳工藝流程圖 合成氣（變換氣）壓縮 變換氣體壓縮到一定壓力才能在合成工 序中催化劑的存在下發(fā)生反應(yīng)，進(jìn)而合成甲醇，由于壓縮工序涉及基本都是物理變化，工藝相對比較簡單，此處不再贅述。 常解后的碳酸丙烯酯溶液進(jìn)入氣提塔氣提段，與送入塔內(nèi)的空氣逆流接觸，進(jìn)一步氣提出殘留于溶液中的 CO2。 年產(chǎn) 20 萬噸煤制甲醇生產(chǎn)工藝初步設(shè)計 第 27 頁 吸收了 CO2的碳酸丙烯酯富液從塔底引出，減壓，進(jìn)入閃蒸氣返回氮氫氣壓縮機(jī)予以回收，重新進(jìn)入吸收塔。 22CO COx Hp? 碳酸丙烯酯法脫碳的基本環(huán)節(jié) ,由吸收 —— 閃蒸 —— 汽提 —— 洗滌回收這四個部分組成。 變換氣碳酸丙烯酯法脫碳 碳酸丙烯酯法脫碳原理 碳酸丙烯酯法脫碳是利用變換氣中 CO H2S 等酸性氣體在加壓條件下溶于碳酸丙烯酯溶液中，達(dá)到脫除 CO H2S 的目 的，溶解有 CO H2S 氣體的碳酸丙烯酯溶劑在減壓（或真空）、汽提條件下，將所溶解的大部分 CO H2S 等氣體解吸出來達(dá)到再生循環(huán)使用。 變換氣栲膠脫硫工藝流程 變換氣脫硫工藝流程與粗原料氣脫硫工藝流程、裝置基本相同，相關(guān)工藝參看“ 粗原料氣栲膠脫硫工藝流程”。 這樣有機(jī)硫被轉(zhuǎn)化成無機(jī)硫后，使變換氣中硫化氫含量增加，若不除去，會嚴(yán)重威脅后工序正常生產(chǎn)，所以要增設(shè)變換氣脫硫裝置（簡稱變脫或者可以稱之為二次脫硫）。變換爐分三段，一般添加蒸汽從二段加入，段間用脫碳的蒸汽冷凝液或脫鹽水冷激增濕降溫，三段出口240℃左右的變換氣進(jìn)入水加熱器，加熱熱水塔出來的熱水，自身冷卻后由下部進(jìn)入熱水塔，與飽和塔下來的熱水逆流換熱后，由熱水塔上部出去，送往后工序。 除塵和脫硫后的原料氣，經(jīng)高壓機(jī)壓縮至 ，送入甲碳過濾器，在此油污及水被過濾掉后，從飽和塔底部進(jìn)入，與塔頂噴淋下來的溫度為 135～ 140℃的熱水逆流接觸，氣體溫度升至 130℃左右從飽和塔頂部出來，由于原料氣被加熱增濕，因而帶出大量蒸汽，混合氣體經(jīng)原料氣分離器分離掉所夾帶的水，然后就進(jìn)入原料氣換熱 器與變換爐第二段出來的變換氣換熱。由于活性的提高，變換系統(tǒng)的汽氣比可以降低，從而降低了飽和熱水塔的熱回收負(fù)荷。由于 CoMo 系催化劑的起活溫度很低，達(dá)到 180℃，因此半水煤氣入口溫度也相應(yīng)降低，由此主熱交的換熱量減少，主熱交的換熱面積也大幅度減少。在變換的正常操作中，提高反應(yīng)溫度，或是 選用對變換反應(yīng)具有良好選擇性的催化劑就可以防止或減少副反應(yīng)的發(fā)生。 一氧化碳在某種條件下，能發(fā)生下列副反應(yīng)： CO + H2 C + H2O CO + 3 H2 CH4 + H2O CO2 + 4 H2O CH4 + 2H2O 這幾個副反應(yīng)都是放熱反應(yīng)，副反應(yīng)的發(fā)生對變換操作的正常進(jìn)行是不利的。從化學(xué)平衡來看，降低溫度、增加蒸汽 量和除去二氧化碳，可使平衡向右移動，從而提高一氧化碳變換率；從反應(yīng)速度看，提高溫度有利于反應(yīng)速度的增加。 噴射再生槽頂浮選出來的硫泡沫自動溢流入中間泡沫槽，再由泡沫泵抽其硫泡沫到上泡沫槽，經(jīng)加溫，攪拌、靜止分層后，排去上清液，該上清液流入富液槽內(nèi)，硫泡沫經(jīng)真空過濾機(jī)過濾，濾液流入地下槽，硫膏進(jìn)入熔融釜進(jìn)行熔硫，熔融硫流入鑄膜，待冷卻成型后即成為副產(chǎn)品硫磺。 主要反應(yīng)： Na2CO3 + H2S NaHS + NaHCO3 2NaHS + 4NaVO3 +H2O Na2V4O9 +4NaOH +2S Na2V4O9 + Q（氧化態(tài)） + 2NaOH + H2O 4NaVO3 + Q（還原態(tài)） NaHCO3 + NaOH Na2CO3 + H2O 粗原料氣栲膠脫硫工藝流程 來自除塵工段的粗原料氣從脫硫塔底部進(jìn)入與塔頂上噴淋下來的栲膠脫硫溶液逆流接觸，脫除硫化氫的原料氣由塔頂出來，去壓縮。吸收了硫化氫的稀堿液經(jīng)氧化槽被空氣氧化使溶液再生并浮選出單質(zhì)硫。 ⑦ 操作控 制系統(tǒng) 氣化系統(tǒng)設(shè)有流量、壓力和溫度檢測及調(diào)節(jié)控制系統(tǒng)，由小型集散系統(tǒng)集中到控制室進(jìn)行操作。從第二級分離器分出的少量飛