【正文】 離出冷凝液后進(jìn)入鍋爐給水加熱器Ⅲ（ E2020）加熱來自熱電站的鍋爐給水，溫度降至 123℃，進(jìn)入第六水分離器（ V2020），分離出冷凝液后進(jìn)入脫鹽水加熱器Ⅱ（ E2020），溫度降至 35℃，進(jìn)入第七水分離器，分離出冷凝液后的煤氣（發(fā)電氣）去送至 NHD脫硫脫碳工段。自氨吸收制冷系統(tǒng)返回的變換氣，溫度 145℃，進(jìn)入鍋爐給水加熱器（ E2020）后溫度降至 142℃，再進(jìn)入第二水分離器（ V2020），分離出的冷凝液去冷凝液汽提塔（ T2020），分離后的變換氣進(jìn)入脫鹽水加熱器Ⅰ（ E2020），加熱來自脫鹽水站的脫鹽水， 溫度降至 35℃，進(jìn)入第三水分離器（ V2020），分離出的冷凝液去冷凝液汽提塔（ T2020），分離后的變換氣去脫硫系統(tǒng)。污水的處理過程是先送入減壓閃蒸槽，閃蒸后的液體進(jìn)入沉淀池，沉淀后去濃縮，再去過濾。冷卻的粗煤氣進(jìn)入分離器（ V1002），從分離器出來的氣體分為兩部分：一部分進(jìn)入變換爐（ R1002），氣體出來后進(jìn)入換熱器（ E1003），出來的氣體和另外一部分氣體混合后進(jìn)入水解器，氣體出來后入分離器（ V1004），從 V1004 出來后去凈化工段；而從分離器（ V1002）下分離出的液體進(jìn)入分離器（ V1003），從 V1003 出來的氣體經(jīng)過冷卻器（ E1002）后，主要為 H2S 去 硫回收系統(tǒng)；從 V1003 下分離的液體去污水處理系統(tǒng)，處理后的水和從 E1002， E1003， V1004 出來的冷液一起返回氣化爐冷激室。氣化原料中的礦物形成熔渣。 20 固體氣化原料被碾磨為不大于 ㎜的粒度后，經(jīng)過干燥，通過濃相氣流輸入系統(tǒng)送至燒嘴。 三 、 工藝流程 GSP 氣化工藝流程 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。 綜上所述，填料塔使用較普遍，技術(shù)非常成熟，所以設(shè)計選用了填料塔。 新型垂直篩板 新型垂直篩板的傳質(zhì)單元，是由塔板開有升氣孔及罩于其上的帽罩組成。塔總高一般為浮閥塔的一半。目前該塔仍被廣泛使用，但有使用逐漸減少的趨勢。該類型塔板效率高，操作彈性大，操作適應(yīng)性強(qiáng)，單位面積生產(chǎn)能力大，造價較低。該塔已經(jīng)逐漸被其他塔代替。其各自結(jié) 構(gòu)及特點(diǎn)如下： 泡罩塔 泡罩塔十多層板式塔，每層塔板上裝有一個活多個炮罩 。 （ 4） 精餾塔的選擇 精餾塔是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。 操作方面 由于雙塔精餾具有流程簡單 ,運(yùn)行穩(wěn)定的特點(diǎn) ,所以在操作上較三塔精餾要方便簡單。 產(chǎn)品質(zhì)量 三塔精餾與雙塔精餾在產(chǎn)品質(zhì)量上最大的不同是三塔精餾制取的精甲醇中乙醇含量低，一般小于 50 106,而雙塔精餾制取的精甲醇中乙醇含量為 400 106～ 500 106，三塔精餾制取的精甲醇純度可達(dá) %，含有的有機(jī)雜質(zhì)相對較少。這樣，在同等的 生產(chǎn)條件下，降低了主精餾塔的負(fù)荷，并沒常壓塔利用加壓塔塔頂?shù)恼羝淠裏嶙鳛榧訜嵩?，所以三塔精餾既節(jié)約蒸汽，又節(jié)省冷卻水。因此 .該工藝技術(shù)生產(chǎn)能力大，節(jié)能效果顯著，特別適合較大規(guī)模的精甲醇生產(chǎn)。生產(chǎn)中加壓塔和常壓 塔同時采出精甲醇，常壓塔的再沸器熱量由加壓塔的塔頂氣提供，不需要外加熱源。作為一般要求的精甲醇經(jīng)加壓精餾塔后就可以達(dá)到合格的質(zhì)量。在該溫度下，幾乎所有的低沸點(diǎn)餾分都為氣相，不造成冷凝回流。甲醇三塔精餾工藝技術(shù)是為了減少甲醇在精餾過程中的損耗，提高甲醇的收率和產(chǎn)品質(zhì)量而設(shè)計的。隨著生產(chǎn)的強(qiáng)化，不僅消耗大幅度上升，而且殘液中的甲醇含量也大大超過了工 藝指標(biāo)。經(jīng)精餾甲醇冷卻器冷卻至常溫后，就可得到純度在 %以上的符合國家指標(biāo)的精甲醇產(chǎn)品。甲醇的精餾分 2 個階段：先在預(yù)塔中脫除輕餾分，主要是二甲醚；后進(jìn)入主精餾塔，進(jìn)一步把高沸點(diǎn)的重餾分雜質(zhì)脫除，主要是水、異丁基油等。來自合成工段含醇 90%的粗甲醇，經(jīng)減壓進(jìn)入粗甲醇貯槽。 （ 1） 雙塔精餾工藝 國內(nèi)中、小甲醇廠大部分都選用雙塔精餾工藝傳統(tǒng)的主、預(yù)精餾塔幾乎都選用板式結(jié)構(gòu)。到最后制得接近純態(tài)的低沸點(diǎn)組分。若將氣相混合蒸汽再部分冷凝下來，將冷凝液再 加熱到一定溫度，使其部分氣化，并將氣相與液相分離，則所得氣相冷凝液中的低沸點(diǎn)組分又高于原氣相冷凝液。其分離的原理如下： 對于由沸點(diǎn)不同的組分組成的混合液，加熱到一定溫度，使其部分氣化，并將氣相與液相分離。所以粗甲醇必須提純。由于甲醇作為有機(jī)化工的基礎(chǔ)原料，用它加工的產(chǎn)品種類很多，因 此對甲醇的純度均有一定的要求。 粗甲醇的精餾 在甲醇合成時，因合成條件如壓力、溫度、合成氣組成及催化劑性能等因素的影響，在產(chǎn)生甲醇反應(yīng)的同時，還伴隨著一系列的副反應(yīng)。 催化劑活性和壽命： 在該催化劑質(zhì)量檢驗(yàn)規(guī)定的活性檢測條件下，其活性為： 230℃時：催化劑的時空收率≥ kg/() 250℃時：催化劑的時空收率≥ kg/() 在正常情況下，使用壽命為 2 年以上。用于低溫、低壓下由碳氧化物與氫合成甲醇，具有低溫活性高、熱穩(wěn)定性好的特點(diǎn)。 （ 2） XNC98 甲醇合成催化劑簡介： XNC98 型催化劑是四川天一科技股份有限公司研制和開發(fā)的新產(chǎn)品。操作的適宜溫度為 220～ 270℃， 壓力為 5～ 15MPa(一般壽命為 2～ 3 年 )。鋅基催化劑機(jī)械強(qiáng)度好 .耐熱性好，對毒物敏感性小，操作的適宜溫度為 350～400℃， 壓力為 25～ 32MPa(壽命為 2～ 3 年 )；銅基催化劑具有良好的低溫活性，較高的選擇性，通常用于低、中壓流程。這種塔內(nèi)甲醇合成反應(yīng)接近最佳溫度操作線，反應(yīng)熱利用率高，雖然設(shè)備復(fù)雜、投資高，但是由于這種塔在國內(nèi)外使用較多，具有豐富的管理和維修經(jīng)驗(yàn)，技術(shù)也較容易得到；外加考慮到設(shè)計的是年 16 產(chǎn) 1 萬噸的甲醇合成塔，塔的塔徑和管板的厚度不會很大，費(fèi)用也不會很高，所以本設(shè)計采用了固定管板列管合成塔。 合成塔的選用原則一般為：反應(yīng)能 在接近最佳溫度曲線條件下進(jìn)行，床層阻力小，需要消耗的動力低，合成反應(yīng)的反應(yīng)熱利用率高，操作控制方便，技術(shù)易得，裝置投資要底等。這種塔型結(jié)構(gòu)簡單，造價低，不需特種合金鋼，轉(zhuǎn)化率高，適合于大型或超大型裝置，但反應(yīng)熱不能全部直接副產(chǎn)中壓蒸汽。針對甲醇合成的特點(diǎn)采用四床（或五床 )內(nèi)換熱式合成塔。 多床內(nèi)換熱式合成塔：這種合成塔由大型氨合成塔發(fā)展而來。管板下面還有一段逆?zhèn)鳠岫?，也就是進(jìn)塔氣 225℃，管外的沸騰水卻是 248℃ ，不是將反應(yīng) 熱移走而是水給反應(yīng)氣加熱。隨著合成壓力增高，塔徑加大，管板的厚度也增加。在日產(chǎn)超過 2020t 時，往往需要并聯(lián)兩個。 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。 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) 的低壓蒸汽。冷管的結(jié)構(gòu)有逆流式、并流式和 U 型管式。但碳的轉(zhuǎn)化率低，出塔的甲醇濃度低，循環(huán)量大，能耗高，又不能副產(chǎn)蒸汽，現(xiàn)已經(jīng)基本被淘汰。 甲醇合成塔的選擇 15 目前，國內(nèi)外的大型甲醇合成塔塔型較多，歸納起來可分為五種： 冷激式合成塔：這是最早的低壓甲醇合成塔，是用進(jìn)塔冷氣冷激來帶走反應(yīng)熱。 合成甲醇工藝 的選擇 甲醇合成的典型工藝主要是：低壓工藝（ ICI 低壓工藝、 Lurgi 低壓工藝）、中壓工藝、高壓工藝。 綜上所述， NHD 法脫硫脫碳凈化工藝是一種高效節(jié)能的物理吸收方法。 物理性質(zhì) (25℃ )： 密度 蒸汽壓 表面張力 粘度 比熱 2100J/(kg/K) 導(dǎo)熱系數(shù) (m/K) 冰點(diǎn) 22℃ ～ 29℃ 閃點(diǎn) 151℃ 燃點(diǎn) 157℃ 應(yīng)用性能： 表 1 各種氣體在 NHD 溶劑中的相對溶解度 組分 H2 CO CH3 CO2 COS H2S CH3SH4 CS2 H2O 相對溶解度 100 233 892 2270 2400 73300 (2) NHD 溶劑吸收機(jī)理 甲醇生產(chǎn)要求凈化氣含硫量低， NHD 溶劑 脫硫 (包括無機(jī)硫和有機(jī)硫 )溶解度大，對二氧化碳選擇性好，而且， NHD 脫硫后串聯(lián) NHD 脫碳，仍是脫硫過程的延續(xù)。設(shè)計中采用催 化劑粒度為 ￠ 14 9 9mm。當(dāng)全氣量通過變換工序時，此時要求最終變換率不太高，必須保證足量的 CO 作為合成甲醇的原料；設(shè)計中采用的是部分氣量變換，其余氣量不經(jīng)過變換而直接去合成，這部分氣體可以調(diào)節(jié)變換后甲醇合成原料氣中 CO的含量，所以通過的氣體變換率達(dá) 90%以上?，F(xiàn)代甲醇裝置采用加壓變換可以節(jié)約壓縮合成氣的能量，并可充分利用變換氣中過剩蒸汽的能量。 壓力 設(shè)計中是將氣體壓縮到 后送入變換爐的。 (1)工藝條件的確定： 溫度 設(shè)計中的變換爐（ R2020）內(nèi)裝兩段耐硫變換觸媒，兩段間配有煤氣激冷管線，采用連續(xù)換熱式來降低溫度，控制溫度在 393℃左右。設(shè)計中的變換工藝是一種全新的設(shè)計，該工藝采用的是部分氣變換。 凈化工藝方案的選擇 凈化工藝包括；變換、脫硫脫碳、硫回收三個部分。 （ 7）對環(huán)境影響小，氣化過程無廢氣排放。 （ 5）只有一個聯(lián)合噴嘴 (開工噴嘴與生產(chǎn)噴嘴合二為一 )，噴嘴使用壽命長，為氣化裝置長周期運(yùn)行提供了可靠保障。水冷壁設(shè)計壽命按 25 年考慮。 （ 3）氧耗較低，與水煤漿加壓氣化工藝相比，氧耗低約 15%～ 20%，可降 13 低配套空分裝置投資和運(yùn)行費(fèi)用。對煤的灰熔點(diǎn)的適用范圍比其他氣化工藝更寬，即使是高水份、高灰分、高硫含量和高灰熔點(diǎn)的煤種也能使用。 GSP 氣化技術(shù)的主要特點(diǎn)如下： （ 1）采用干粉煤 (水份含量 2%)作為氣化原料，根據(jù)后續(xù)化工產(chǎn)品的要求，煤粉可用氮?dú)饣蛞谎趸驾斔停什僮魇职踩? GSP 工藝技術(shù)簡介 GSP 工藝技術(shù)是 20 世紀(jì) 70 年代末由 GDR(原民主德國 )開發(fā)并投入商業(yè)化運(yùn)行的大中型煤氣化技術(shù)。設(shè)計采用的是GSP 冷激氣化工藝，其兼有 shell 和 Texaco 的技術(shù)優(yōu)點(diǎn)。生成 CO2量大，碳的轉(zhuǎn)化率低，有效氣體成份 (CO+H2)低；對煤有一定要求，如要求灰分13%，灰熔點(diǎn) 1300℃ ，含水量 8%等，雖然具有氣流床煤氣化的共同優(yōu)點(diǎn)，仍是美中不足。另外，這種氣化爐均采用水冷壁而不是耐火磚，爐襯的使用壽命長。 目前，常用的、技術(shù)較成熟的氣流床主要有干粉和水煤漿兩種。因?yàn)檫@種流程易于和變換反應(yīng)器配套，激冷中產(chǎn)生的蒸汽可滿足變換反應(yīng)的需要。從流程分，可分為冷激式流程和廢熱鍋爐流程。 （ 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(dá) 1400～ 1600℃ ，對環(huán)保很有利，沒有酚、焦油，有機(jī)硫很少，且硫形態(tài)單一。 氣流床氣化優(yōu)點(diǎn)很多，它是針對流化床的不足開發(fā)的 。 氣流床氣化 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(diǎn)是投資低，可是它有很多不足：（ 1）對原料煤的黏結(jié)性有一定要求：（ 2）氣化強(qiáng)度低：（ 3）環(huán)境污染負(fù)荷大，治較麻理煩。典型的氣化爐為魯奇（ Lurgi）爐。然后利用三塔精餾工藝將粗甲醇精制得到精甲醇。 原料煤規(guī)格 （選用 銅川煤） 原料煤的元素 分析為： C %； H % ； O %； N % ； S（可燃）%； S（不可燃） %； Cl/（ mg/kg） 229； F/（ mg/kg） 104； Na/（ mg/kg）2180； K/（ mg/kg） 292 。 甲醇生產(chǎn)原料 合成甲醇的工業(yè)生產(chǎn)是以固體（如煤、焦炭）、液體（如原油、重油、輕油）或氣體（如天然氣及其它可燃性氣體）為原料，經(jīng)造氣、凈化（脫硫）變換，除二氧化碳，配制成一定配比的合成氣。若開工率按 85%計，屆時羰基法醋酸產(chǎn)量將達(dá)到 378 萬～ 600 萬 t 噸。其它 8 個項(xiàng)目由于剛剛開展工作或工作進(jìn)度緩慢， “十一五 ”期間能不能形成實(shí)際產(chǎn)能還是未知數(shù)，這 8 個項(xiàng)目設(shè)計能力 260 萬 t/年。 由于甲醇羰基法制醋酸生產(chǎn)工藝先進(jìn)，且技術(shù)國產(chǎn)化程度較高， “十一五 ”期間新建醋酸項(xiàng)目均采用羰基合成法生產(chǎn)工藝。目前，我國甲醇消費(fèi)主要集中在甲醛、醋酸、醇醚等 領(lǐng)域。 2020 年，我國甲醇產(chǎn)能只有 348 萬 t，表觀消費(fèi)量為 萬 t。 10 2020 年，我國消費(fèi)甲醇 666 萬 t，進(jìn)口甲醇 136 萬 t，出口 萬 t，凈進(jìn)口130 萬 t。 甲醇市場前景 目前 中國甲醇市場非?；鸨杭状純r格持續(xù)高位，甲醇生產(chǎn)裝置開工率不斷提高，各地甲醇新建項(xiàng)目陸續(xù)開工。在 CO2 濃度 4%以 前， CO2 對時空產(chǎn)率的影響成正效應(yīng)，促進(jìn) CO 合成甲醇，自身也會合成甲醇；但如果 CO2 含量過高，就會因其強(qiáng)吸附性而占據(jù)催化劑的活性中心，因此阻礙反應(yīng)的進(jìn)行，會使時空產(chǎn)率下降，同時也降低了