【正文】 A)， 216℃左右，汽氣比為 的水煤氣經(jīng)煤氣水分離器（ V2020）和中溫換熱器（ E2020）溫度升高至 240℃進入預(yù)變換爐（ R2020）后分成兩部分：一部分進入變換爐（ R2020），變換爐內(nèi)裝兩段耐硫變換觸媒，二段間配有煤氣激冷管線，出變換爐變換氣的 CO 含量約 %（干），溫度為 393℃左右進入中溫換熱器（ E2020），溫度降為 332℃，與旁路調(diào)節(jié)的水解氣混合進入變換氣第一廢熱鍋爐（ E2020），生產(chǎn) (A)飽和蒸汽，使變換氣溫度降至為 208℃進入變換氣第二廢熱鍋爐（ E2020），產(chǎn)生 (A)低壓蒸汽，出口變換氣溫度約為 197℃左右，進入第一水分離器（ V2020），分離出的冷凝液去冷凝液閃蒸槽（ V2020），變換氣去脫硫再沸器及氨吸收制冷再沸器。氣化爐冷激室里的渣粒固化成玻璃狀，通過鎖斗系統(tǒng)排出。熱粗煤氣和熔渣一起通過反應(yīng)室底部的排渣口進入下部的激冷室。氣化原料與氣化劑氧氣經(jīng)燒嘴同時噴入氣化爐（ R1001）內(nèi)的反應(yīng)室，然 后在高溫 (1 400 一 1 600℃ )、高壓（ 4. 0 MPa)下發(fā)生快速氣化反應(yīng)，產(chǎn)生以 CO 和 H2為主要成分的熱粗煤氣。 GSP 氣化工藝過程也主要是由給料系統(tǒng)、氣化爐、粗煤氣洗滌系統(tǒng)組成 .即備煤、氣化、除渣三部分組成。 產(chǎn) 品 甲 醇閃 蒸 氣低 沸 物飽 和 蒸 汽塔底殘液粗 甲 醇低 沸 物 回 流預(yù)精餾塔主精餾塔 圖 3 精餾工段工藝流程圖 產(chǎn)品后處理 將甲醇的下游產(chǎn)品做成化肥 吉林化工學(xué)院化工綜合設(shè)計 14 圖 4 甲醇下游產(chǎn)品的處理 廢物回收或處理 以有機物為主要污染物的廢水，只要毒性沒達到嚴重抑制作用，一般都可以用生物法處理，一般認為生物方法是去除廢水中有機物最經(jīng)濟最有效的方法，特別對于 BOD濃度高的有機廢水更適宜。 原料預(yù)處理 儲罐根據(jù)形狀劃分有方形貯罐、圓筒形貯罐、球形貯罐和特殊形貯罐，由于本工藝不高，并且腐蝕性較小，選用普通碳鋼的圓筒形貯罐。該塔傳質(zhì)效率高，傳質(zhì)空間利用率好，處理能力大，操作彈性大 ，結(jié)構(gòu)簡單可靠，投資小，板液面梯度小，液面橫向混合好無流動傳質(zhì)死區(qū)。該塔生產(chǎn)能力大，壓降小，分離效果好，結(jié)果簡單，維修量極小，相對投資較小，是目前使用較多的塔型之一。 （ 3）填料塔 填料塔是在塔內(nèi)裝填新型高效填料，如不銹鋼網(wǎng)波紋填料，每米填料相當 5 塊以上的理論板。但浮閥易損壞，維修費用高，安裝要求高。 （ 2）浮閥塔 浮閥塔的塔板結(jié)構(gòu)與泡罩相似，致使浮閥代替了泡罩及其伸氣管。 該類型塔塔板效率高，操作彈性大，塔阻力小，但單位面積的生產(chǎn)能力低，設(shè)備體積大，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，投資較大。目前常用的精餾塔主要有四種塔型：泡罩塔，浮閥塔，填料塔和新型垂直篩板塔。 圖 1 煤制甲醇的簡單工藝流程 甲醇合成 合成氣凈化 煤制合成氣 甲醇精餾 吉林化工學(xué)院化工綜合設(shè)計 12 粗甲醇甲醇甲醇釜液 圖 2 三塔工藝流程 1 預(yù)精餾塔 2加壓精餾塔 3 常壓精餾塔 精餾塔市粗 甲醇精餾工序的關(guān)鍵設(shè)備，它直接制約著生產(chǎn)裝置的產(chǎn)品質(zhì)量、消耗、生產(chǎn)能力及對環(huán)境的影響。 國產(chǎn)催化劑的銅含量已提 50%以上。 綜上所述和借鑒大型甲醇合成企業(yè)的經(jīng)驗，（大型裝置不宜選用激冷式和冷管式），設(shè)計選用固定管板列管合成塔。典型塔型有 Casale 的四床臥式內(nèi)換熱合成塔和中國成達公司的四床內(nèi)換熱式合成塔。各床層是絕熱反應(yīng)，在各床出口將熱量移走。日前各工程公司的氨合成塔均采用二床 (四床 )內(nèi)換熱式合成塔。這種合成塔由于列管需用特種不銹鋼，因而是造價非常高的一種。管板處的催化 劑屬于絕熱段 。這種塔型是造價最高的一種，也是裝卸催化劑較吉林化工學(xué)院化工綜合設(shè)計 11 難的一種。固定管板列管合成塔雖然可用于大型化，但受管長、設(shè)備直徑、管板制造所限。進一步強化傳熱，即反應(yīng)熱通過列管傳給殼程沸騰水，而同時又通過列管中心的冷氣管傳給進塔的冷氣。 （ 4）固定管板列管合成塔 這種合成塔就是一臺列管換熱器，催化劑在管內(nèi)，管間（殼程 )是沸騰水，將反應(yīng)熱用于副產(chǎn) ～ 的中壓蒸汽。 （ 3）水管式合成塔 將床層內(nèi)的傳熱管由管內(nèi)走冷氣改為走沸騰水。這種塔型碳轉(zhuǎn)化率較高但僅能在出塔氣中副產(chǎn) 0. 4MPa 的低壓蒸汽。由于逆流式與合成反應(yīng)的放熱不相適應(yīng)，即床層出口處溫差最大，但這時反應(yīng)放熱最小，而在床層上部反應(yīng)最快、放熱最多，但溫差卻又最小，為克服這種不足，冷管改為并流或 U 形冷管。 （ 2）冷管式合成塔 這種合成塔源于氨合成塔，在催化劑內(nèi)設(shè)置足夠換熱面積的冷氣管，用進塔冷管來移走反應(yīng)熱。該塔結(jié)構(gòu)簡單，也適于大型化。 按換熱器的形式分為列管式、螺旋板式、波紋板式等多種形式。 吉林化工學(xué)院化工綜合設(shè)計 10 按氣體在催化劑床的流向可分為：軸向式、徑向式和軸徑復(fù)合型。內(nèi)件事由催化劑筐和換熱器兩部分組成。從操作結(jié)構(gòu)，材料及維修等方面考慮，甲醇合成反應(yīng)器應(yīng)具有以下要求： （ 1）催化劑床層溫度易于控制，調(diào)節(jié)靈活，能有效移走反應(yīng)熱，并能以較高位能回收反應(yīng)熱； （ 2）反應(yīng)器內(nèi)部結(jié)構(gòu)合理，能保證氣體均勻通過催化劑床層，阻力小，氣體處理量大，合成轉(zhuǎn)化率高，催化劑生產(chǎn)強度大； （ 3）結(jié)構(gòu)緊湊， 盡可能多填裝催化劑，提高高壓空間利用率；高壓容器及內(nèi)件間無滲漏；催化劑裝御方便；制造安裝及維修容易。甲醇合成工藝中最重要的工序是甲醇的合成，其關(guān)鍵技術(shù)是合成甲醇催化劑的和反應(yīng)器，設(shè)計采用用的是低壓合成工藝。 (8)投資省，粗煤氣成本較低。 (6)碳轉(zhuǎn)化率高達 99%以上，冷煤氣效率高達 80%以上。正常使用時維護量很少，運行周期長。 (4)氣化爐采用水冷壁結(jié)構(gòu)，無耐火材料襯里。 (2)氣化溫度高，一般在 1450～ 1600℃，煤氣中甲烷體積分數(shù)小于 %， (CO+H2)吉林化工學(xué)院化工綜合設(shè)計 9 體積分數(shù)高達 90%以上 。由于氣化溫度高，故對煤種的適應(yīng)性更為廣泛，從較差的褐煤、次煙煤、煙煤到石油焦均可使用，也可以兩種煤摻混使用。與其他同類氣化技術(shù)相比，該技術(shù)因采用了氣化爐頂干粉加料與反應(yīng)室周圍水冷壁結(jié)構(gòu)，因而在氣化 爐結(jié)構(gòu)以及工藝流程上有其先進之處。代表著未來氣流床加壓氣化技術(shù)的發(fā)展方向。 通過比較可知道大型甲醇的煤氣化的應(yīng)該優(yōu)先考慮干粉煤氣化。 水煤漿氣流床： 水煤漿氣化技術(shù)的特點是煤漿帶 35%~40%水入爐，因此氧耗比干粉煤氣化約高20%；爐襯是耐火磚，沖刷嚴重，每年要更換一次 。 干粉氣流床： 該技術(shù)的特點是碳的轉(zhuǎn)化率高，氣化反應(yīng)中，所產(chǎn)煤氣中 CO 含量高， H2 含量較低，這種煤氣的熱值較高。后者熱煤氣是經(jīng)輻射鍋爐，再送往對流鍋爐，產(chǎn)生高壓蒸汽可用于發(fā)電或作熱源。前者在煤氣離開氣化爐后用激冷吉林化工學(xué)院化工綜合設(shè)計 8 水直接冷卻，它適合于制造氨氣或氫氣。 (6)但投資相對較高，尤其是 Shell 粉煤氣化。 (4)碳轉(zhuǎn)化率高，均大于 90%，能耗低。 (2)氣化溫度達 1 400～ 1 600℃ ，對環(huán)保很有利，沒有酚、焦油，有機硫很少，且硫形態(tài)單一。 氣流床氣化優(yōu)點很多，它是針對流化床的不足開發(fā)的。 氣流床采用粉煤為原料，反應(yīng)溫度高，灰分是熔融狀態(tài)。（ 2）對煤的氣化活性要求高，僅適合于氣化褐煤和高活性的煙煤。發(fā)展較早且比較成熟的是常壓溫克（ Winkler）爐。所以氣體組成和溫度均勻，解決了固定床氣化需用煤的限制。在大型煤制甲醇的裝置中，固定床的優(yōu)點是投資低，可是它有很多不足：（ 1）對原料煤的黏結(jié)性有一定有一定要求：（ 2）氣化強度低：（ 3）環(huán)境污染負荷大，治理較麻煩。典型 的氣化爐為魯奇（ Lurgi）爐。 第二章 工藝流程設(shè)計 生產(chǎn)方法 煤氣化技術(shù)按氣化反應(yīng)器的形式，氣化工藝可分為移動床（固定床）、流化床、氣流床三種。 吉林化工學(xué)院化工綜合設(shè)計 6 表 4 近年甲醇進出口量及進口依存度 年份 進口量（萬噸） 出口量（萬噸） 進口依存度（ %） 2020 2020 2020 2020 2020 136 2020 19 2020 2020 2020 2020 甲醇消費量持續(xù)增長，甲醇價格持續(xù)高位，甲醇利潤可觀，導(dǎo)致甲醇產(chǎn)能迅速擴大。這 7 個項目產(chǎn)能共計 670 萬噸 /年 表 2 “十一五”期間可以建成投產(chǎn)的甲醇項目 建設(shè)單位 地點 產(chǎn)能及項目情況 投產(chǎn)日期 備注 /重慶長壽化工園區(qū) 重慶長壽 一期 45 萬噸 /年（總計75 萬噸 /年，投資 17 億元） 07 年上半年 天然氣原料 山西 12 萬噸 /年甲醇技術(shù)改造 2020 年前 焦爐氣原料 晉城 20 萬噸 /年甲醇（ 150萬噸 /年甲醇項目一期工程） 2020 年前 以煤為原料 （集團）有限公司 運城 20 萬噸 /年甲醇技改工程 （總規(guī)劃 160 萬噸 /年） 2020 年前 以煤為原料 哈爾濱 25 萬噸 /年甲醇 振興東北國吉林化工學(xué)院化工綜合設(shè)計 4 債項目 大連 30 萬噸 /年甲醇項目 2020 年前 獨資項目 黑龍江 8 萬噸 /年甲醇 2020 年 以煤為原料 黑龍江 20 萬噸 /年甲醇 以煤為原料 公司氣化廠 濮陽 40 萬噸 /年甲醇項目 07年 12月 以 煤為原料 肥廠 安陽 20 萬噸 /年 2020 年之前 （中原甲醇廠） 10 萬噸 /年甲醇 2020 年初 天然氣 （上屬永城煤電集團） 濮陽 8 萬噸 /年甲醇項目（由12萬噸 /年擴產(chǎn)至 20萬噸 /年） 08 年初投產(chǎn) 天然氣和煤 河南義馬 一期 25 萬噸 /年（總共50 萬噸 /年） 2020 年 以煤為原料 永城煤電集團龍宇煤化工有限公司 河南永城 一期 50 萬噸 /年甲醇項目 07年 12月 以粉煤為原料 淮北 一期 20 萬噸 /年甲醇項目 07～ 09年 以煤為原料 司 格爾木 60 萬噸 /年甲醇項目 2020 年 3月開工 2020 年 天然氣原料 榆林神木 40 萬噸 /年甲醇項目 2020 年 — 韓城黑貓焦化有限責任公司 韓城 10 萬噸 /年，焦爐氣原料 投產(chǎn) 咸陽彬長 60 萬噸 /年 兗州市 20 萬噸 /年甲醇 2020 年之