【正文】 a. 甲醇液。推薦采用三塔精餾流程，先在預蒸餾塔內將溶解在粗甲醇中的氣體及低沸點雜質蒸出，再在加壓精餾塔和常壓精餾塔內分離重組分，從塔頂出合格的精甲醇產品。(1)二塔流程是先在預蒸餾塔中蒸出粗甲醇中溶解的氣體及低佛點雜質，然后在主蒸餾塔中蒸出合格的產品甲醇，適用于較小規(guī)模的裝置。推薦采用C306低壓甲醇合成催化劑，反應器為副產中壓蒸汽的管殼式低壓合成反應器，反應溫度190260℃。80年代我國開發(fā)出低壓合成甲醇工藝及銅系催化劑，還有低壓合成反應器，并首先在四川瀘天化建成一套6000噸/年的工業(yè)示范裝置，以后分別在陜西、江蘇等地建成多套1～20萬噸/年的低壓甲醇裝置。(二) 國內甲醇工藝技術概況我國甲醇工業(yè)的基礎是50年代初從原蘇聯(lián)引進的一批高壓法生產裝置，規(guī)模較小，技術落后，原材料消耗高，成本高。低壓合成技術以英國ICI公司和德國Lurgi公司為代表。超臨界新工藝CO單程轉化率達90%以上，原料氣空速達4000～7000h1，因此合成反應器的體積可以大大縮小，可節(jié)省投資和動力消耗。e. 超臨界相合成甲醇工藝超臨界相合成甲醇新工藝是一個前人尚未探索過的新過程，屬重大原始性創(chuàng)新項目，它徹底打破了甲醇合成反應熱力學平衡，把理論上的可逆反應變成實際上的不可逆過程。其缺點是反應器設計加工復雜，催化劑不能達到最大程度的利用。c. 丹麥Topsφe工藝Topsφe工藝中，甲醇合成是在徑向反應器中進行，兩反應器中間設置了中間冷卻器，反應放出的熱量由中間冷卻器中移出。反應器內部溫差小，故該工藝也稱為等溫反應工藝。甲醇合成反應在填充有催化劑的列管式反應器中進行，放出的熱量由管間沸水除去。80年代后期該公司又開發(fā)出了冷管型合成塔，目前已實現(xiàn)工業(yè)化。該工藝中低位熱能用來預熱鍋爐給水，使其得以利用。甲醇的合成是在冷激式絕熱反應器中進行，甲醇合成時放出的反應熱，被通過特殊設計的菱形分布器噴入床層中的冷激氣吸收。其中以ICI和Lurgi工藝生產的甲醇占世界甲醇總產量的80%以上。低壓法技術也有不同的工藝路線，世界各國的化工公司圍繞著以節(jié)能降耗為中心，在合成塔結構、催化劑開發(fā)、合成回路的改進等方面開展了大量的研究工作，開發(fā)出了各具特色的低壓法工藝。（3）低壓法20世紀60年代發(fā)展了銅系催化劑，其活性高于鋅鉻系催化劑，可在較低溫度（240～270℃）、較低壓力（～）下獲得較高的甲醇收率，而且選擇性好，改善了甲醇質量，降低了原料消耗。（2）中壓法甲醇單系列裝置大型化低壓法的工藝管道和設備較龐大，所以適當提高反應壓力（～12MPa），仍采用銅系催化劑，反應溫度也與低壓法相同。（1）高壓法該法已有70多年的生產歷史，采用鋅鉻催化劑，反應溫度為360～400℃，～。低壓法合成技術是60年代末首先由英國ICI公司開發(fā)的，隨后經(jīng)歷了催化劑改型，新型合成塔的開發(fā)，離心式壓縮機在甲醇工業(yè)中的應用以及單系列規(guī)模大型化等技術革新，使低壓法日臻完善。目前甲醇合成工業(yè)化技術，仍然以氣相法合成技術為主，其中又分高壓法和低壓法。隨著這些新技術工業(yè)化過程的加快，將會使甲醇的生產技術水平有較大的改觀。(一) 國外甲醇工藝技術概況80年代以來，由于甲醇用途的不斷擴大，需求量日益增長，致使甲醇成為高速發(fā)展的基本有機化工產品。本裝置中H2S濃度約40%，氣源較穩(wěn)定。Clinsulf直接氧化法特點是可以從低硫化氫含量的氣體中回收9295%的硫，適應于酸性氣中硫化氫濃度約120%。Claus法處理酸性氣體，一般要求氣體中H2S濃度25%以上，這樣才能保證Claus燃燒爐燃燒狀況穩(wěn)定。這些工藝方法都較成熟、可靠。低溫甲醇洗法氣體凈化法在大型工業(yè)化裝置中應用業(yè)績甚多，工藝先進、成熟，故本報告推薦采用低溫甲醇洗酸性氣體脫除工藝。表53 酸性氣體脫除工藝比較項目低溫甲醇洗NHDMDEA相對電耗相對蒸汽消耗相對冷卻水消耗相對汽提氮消耗相對化學品消耗相對裝置投資相對能耗脫硫效果脫CO2效果 從上表可以看出，與NHD法、MDEA法相比，低溫甲醇洗法雖然一次投資相對較高，但其能耗（運行費用）都較低，且脫硫效果更好。液體物理吸收法中以低溫甲醇洗法能耗最低，但是對氣體中高碳烴類含量有要求。國內應用較多的液體物理吸收法主要有低溫甲醇洗法、NHD法、碳酸丙烯酯法，應用較多的化學吸收法主要有熱鉀堿法和MDEA法。此外，由于變換氣中CO2的含量較高，不能滿足合成甲醇對原料氣的要求，因此須將其含量降至符合工藝要求。 凈化工藝甲醇合成催化劑易受原料氣中硫化物的毒害而失活，必須將原料氣中的硫化物脫除。因此本研究推薦采用耐硫寬溫變換工藝。變換的能耗取決于催化劑所要求的汽/氣比和操作溫度，在上述三種變換工藝中，耐硫寬溫變換工藝在這兩方面均為最低，因此，具有能耗低的優(yōu)勢。CoMo系變換催化劑的抗硫毒能力極強，對總硫含量無上限要求。采用Co Mo系變換催化劑的變換工藝，操作溫度在200～550℃，稱為寬溫變換工藝。這種工藝通常串聯(lián)在中、高溫變換工藝之后，將3%%左右。FeCr系變換催化劑的抗硫毒能力差，適用于總硫含量低于100PPm的氣體。采用FeCr系變換催化劑的變換工藝，操作溫度在350～550℃，稱為中、高溫變換工藝。CO變換技術是隨變換催化劑的進步而發(fā)展的。 CO變換工藝為滿足合成甲醇對原料合成氣中HCO、CO2的比例要求，需設置變換工段。根據(jù) 公司聯(lián)營煤礦提供的羊泉煤礦提供的原料煤種，為無煙煤，煤種的灰熔點在1500℃左右，采用Shell（1450℃）和Texaco（1350℃）兩種氣化方法，都需加助熔劑（石灰石），以降低灰熔點。 9996～98179。目前國際上技術比較成熟，工藝指標比較先進、業(yè)績較多的幾種煤氣化工藝比較見表51。d. 氣化爐結構復雜，下部帶輻射鍋爐，投資高e. 噴嘴和水冷壁的使用壽命長，氣化爐的可用率高f. 氣化爐開停車靈活，所需時間短g. 氣化原料的適應范圍廣h. 能夠獲得較高的碳轉化率和氣化效率，氣化爐的操作彈性大，負荷調節(jié)靈活GSP加壓氣流床技術作為新一代大型先進氣化技術已經(jīng)過商業(yè)化運行的驗證和考驗，是一種成熟可靠的氣化技術。c. 氣化反應速度快，效率高，提供了氣化爐單位容積能力。b. 燃料可完全氣化，不生成冷凝副產品，氣體不含焦油、酚等污染物。氣化溫度的選擇主要取決于原料煤的物理化學性質，氣化壓力的確定主要取決于產品煤氣的最終利用途徑。隨著通過水冷壁從氣化反應室移走熱量的增多，水冷壁上的固化熔渣層又會逐漸加厚。水冷壁可以通過固化熔渣層厚度的變化自動調節(jié)氣化爐的運行工況。氣化過程中，高溫化學反應產生的熔渣被噴嘴以小液滴的形式甩至水冷壁，然后在水冷壁上形成一個固化熔渣層。反應室為一由水冷壁圍成的圓柱形空間，其上部為噴嘴，下部為排渣口，氣化反應就在此進行。噴嘴位于氣化爐頂部，由三層同心環(huán)隙組成，自外向內分別向氣化爐內部通入氣化原料、氣化劑和電點火裝置和火焰測量裝置。與其他同類氣化技術相比，該技術因采用頂部干粉加料和反應器周圍水冷壁結構，因而在氣化爐結構以及工藝流程上有其獨到之處。從1989年起，該項技術的開發(fā)重點轉向了以工業(yè)廢物和生物質等為氣化原料，并先后氣化過約60種物料，包括各種變質程度和灰份含量的煤、城市污泥、工業(yè)廢渣、石油焦以及一些固體廢物的干餾產物等。e. GSP氣化工藝GSP加壓氣流床氣化技術由前東德的德意志燃料研究所開發(fā)，始于上世紀七十年代末，最初用于高灰份褐煤生產民用煤氣，并在弗來堡建立了一套3MW中試裝置，完成了一系列基礎研究和工藝驗證工作。目前中國的湖北雙環(huán)化肥廠（處理煤量1000t/d），廣西的柳州化肥廠(1000t/d)以及湖南洞庭化肥廠(2400t/d)的氣頭改造工程都在實施中，雙環(huán)化肥廠Shell氣化裝置即將建成，預計2004年底左右可以開車。(7)操作壓力，相對而言不高。(5)采用液態(tài)熔渣排放，灰渣成玻璃狀，污染小，易堆放，可做水泥配料。(3)氣化爐操作溫度高，干粉煤在數(shù)秒內全部氣化，碳轉化率達99%，煤氣中甲烷含量低，%(體積)左右，有效氣體(H2+CO)高達90%以上，氣化熱效率高。對煤的適用性比德士古氣化廣泛，不適合作水煤漿的年輕煤，是Shell煤氣化最適宜的原料。d. Shell干粉煤加壓氣流床氣化Shell氣化技術特點：(1)Shell干粉煤氣化技術是將原料煤烘干磨粉后，煤粒度80%(重量)≤100μm，粉煤在氣化爐中用氧和少量高壓蒸汽在高溫下以氣流床形式氣化。德士古水煤漿氣化自80年代實工業(yè)化以來，在美國、德國、日本相繼建設了工業(yè)規(guī)模工廠。燃燒噴嘴壽命短，一般60天左右。操作彈性可在50～110%范圍變化。(5)灰渣成玻璃狀，不污染，易堆放，可做水泥的配料。(4)氣化爐操作溫度高，煤在氣化爐中數(shù)秒內幾乎全部氣化，碳轉化率可達96～98%以上。(2)氣化爐為鋼制外殼，內襯耐火磚，爐體結構較簡單。c. 德士古水煤漿氣化技術德士古氣化技術的特點：(1)德士古煤氣化技術，是將原料煤制成水煤漿，以噴流霧化的形式進入氣化爐進行高溫氣化，液態(tài)排渣，對煤質有高的要求，特別是灰熔點、灰粘溫特性和灰份含量、水份等?；胰劬蹥饣に囉芍锌圃好夯_發(fā)成功，但還未建工業(yè)規(guī)模的工廠。(5)操作壓力相對較低，氧氣等消耗介于加壓固定和氣流床之間。(3)氣化溫度控制在煤的灰軟化點附近，屬固態(tài)排渣。其特點是：(1)特別適應高揮發(fā)份年輕煤氣化。國內有兩家化肥廠和兩家城市煤氣廠采用此工藝技術?？傊畬τ谏a甲醇、合成氨，魯奇加壓氣化沒有象生產城市煤氣或城市煤氣聯(lián)產甲醇那樣具有優(yōu)越性。如果作為合成原料氣則需增加甲烷轉化裝置，流程較長；此外該工藝由于氣化溫度較低，故粗煤氣中焦油、酚等含量較高，污水處理較為復雜，廢水處理系統(tǒng)的投資大。Lurgi固定床塊煤氣化工藝是最早工業(yè)化的加壓氣化工藝，該工藝以塊煤為原料(粒度650mm)，適用于不粘結或弱粘結性和灰熔點較高的褐煤和活性好的次煙煤。(1)可使用高水份、高灰份劣質煤氣化；(2)由于逆流床氣化，氧耗、煤耗低，氣化效率碳轉化率高；(3)副產焦油等副產品有利于綜合利用?？紤]項目所采用的煤種情況，本項目不適于采用常壓固定床間歇氣化和加壓氣流床氣化技術，本報告僅對加壓固定床連續(xù)氣化和加壓流化床氣化技術進行比較。各種煤氣化工藝對原料煤的品質均有一定要求，不同工藝所得的煤氣成分不同。以煤為原料制取甲醇和二甲醚主要由合成氣制備（包括煤氣化、變換、合成氣凈化）、甲醇合成（包括合成氣壓縮、甲醇合成）、甲醇精餾和甲醇脫水及精餾等四部分組成。從規(guī)模來看，目前全國約有160個廠，最大的生產能力為20萬噸/年；從原料來看，世界甲醇工業(yè)以天然氣為主，而我國以煤、焦為原料的甲醇產量占總產量70%，與發(fā)達國家相比有明顯差距。綜上所述，在 公司聯(lián)營煤礦附近建設該項目，有著較多的便利條件，本報告推薦該廠址為擬建項目的廠址。項目廠址擬建于 公司聯(lián)營煤礦附近，所使用的原料及燃料煤通過皮帶可直接輸送至氣化（備煤）工段及熱電站，節(jié)約用地，減少投資。沁水水質目前尚屬清潔型，近年來由于周邊鄉(xiāng)鎮(zhèn)企業(yè)發(fā)展很快，大量污廢水未經(jīng)處理排入河流，使其水質受到一定程度的污染，總體還可以滿足IV類水質要求。 環(huán)境條件**** 縣大氣污染屬于典型的煤煙型污染，二氧化硫和煙塵是最主要的大氣污染物。根據(jù)項目內容和有關設計規(guī)范的要求，本項目電訊擬利用原有的電信系統(tǒng)來解決。擬新建變電所，以滿足項目用電需求。公司排水去向為河溝，具備排澇、防洪條件。 水源、供排水情況公司水源為地表水，可打井取水作為本項目生產用水，水源有充分保證。**** 火車站設于八甲口鎮(zhèn)鎮(zhèn)區(qū)，該鐵路為電氣化雙軌鐵路，主要服務于晉煤外運。全縣共有公路695條，25個鄉(xiāng)鎮(zhèn)，全部通了公路，其中20個鄉(xiāng)鎮(zhèn)的縣鄉(xiāng)公路鋪上了瀝青路面，通油路鄉(xiāng)鎮(zhèn)占到全縣鄉(xiāng)鎮(zhèn)總數(shù)的80%，縣域內公路基本達到四通八達。 交通運輸條件和運輸量的現(xiàn)況**** 縣四面環(huán)山，地形復雜，適于建設鐵路、公路的通道不多，長期以來形成交通閉塞，交通運輸相對落后的狀況。 地區(qū)和城鎮(zhèn)社會經(jīng)濟的現(xiàn)況及發(fā)展規(guī)劃**** 縣是山西省和晉城市經(jīng)濟區(qū)劃中重要的組成部分，是山西省的重點產煤縣，工業(yè)生產優(yōu)勢顯著，農業(yè)生產基礎雄厚，鄉(xiāng)鎮(zhèn)企業(yè)發(fā)展穩(wěn)居全省“十強”，區(qū)位優(yōu)越，交通便利，人口資源豐富，并以獨具特色的自然景觀資源和人文景觀資源聞名于世，隨著國家和省重點工程在**** 縣縣域內的相繼建設與建成，**** 縣作為山西省和晉城市社會經(jīng)濟發(fā)展重點縣的地位將日益得到鞏固和提高。日照百分率為56%。最大積雪深度為20cm。年平均相對濕度為61%。 氣候條件**** 縣屬暖溫帶半濕潤大陸性季風氣候，四季分明，氣候特征比較顯著：春季干旱多風，夏季炎熱多雨，秋季涼爽濕潤，冬季寒冷少雪。根據(jù)******精查區(qū)地質報告，礦區(qū)地下水可劃分為松散巖類孔隙水、碎屑巖類裂隙水和碳酸鹽巖類巖溶裂隙水等。礦區(qū)地熱北西高南東低，相對高差384m，地貌上屬低山丘陵區(qū)。 地震烈度山西省工程抗震設防裂度圖將**** 縣（包括縣城）劃分在VI度區(qū)。另外，礦區(qū)中部及北部發(fā)育有小的斷裂及褶皺構造，總的來說，礦區(qū)內構造簡單。礦區(qū)位于太行山復式背斜西翼，沁水盆地東翼南端。另外第四系在礦區(qū)零星分布。全縣總土地面積中，%；，%；，%?？h域南部為奧陶系寒武系石灰?guī)r區(qū)、前寒武系變質巖區(qū)。 地形、地貌概況 **** 縣位于華北地臺南緣，太行山斷裂和中條山斷裂交匯處。該廠址可利用面積約為200畝?？h城距晉城市40km，距山西省會太原市350km。29′。**** 縣縣城是一座具有悠久歷史的城市，素有“鳳凰城”之美譽，位于**** 縣的中部略偏東北，坐標為東經(jīng)112186。西與垣曲縣、沁水縣接壤，東與澤州縣為鄰，北靠沁水縣，南連河南省濟源市。項目合成尾氣（包括甲醇弛放氣及精餾儲罐氣），其組成