【正文】 01A/B）與自上而下的脫硫溶液（含 ADA+PDS）逆流接觸，氣體中的 H2S、 HCN 被吸收，出脫硫塔氣體（ H2S含量≤ 20mg/Nm3， HCN 含量≤ 50mg/Nm3）去焦?fàn)t氣凈化及粗脫硫 （ 00B） 工段。 焦?fàn)t氣凈化及粗脫硫 工段（ 00B） 工藝物料流程圖，圖號(hào)： 202020445 管道儀表流程圖，圖號(hào)： 202020441 16 工藝原理 變溫吸附是利用吸附劑在不同的溫度下，對(duì)物質(zhì)的吸附能力不同來(lái)達(dá)到脫除雜質(zhì)的目的。 工藝流程簡(jiǎn)述 由濕法脫硫工段（ 00A）來(lái)的焦?fàn)t氣首先進(jìn)入 V0101 中進(jìn)行分液，然后用氧化鐵干法粗脫硫， 用廉價(jià)的氧化鐵脫硫劑，初步將焦?fàn)t氣中的 H2S脫到＜ 1mg/Nm3，送入 TSA 凈化系統(tǒng)。 TSA 系統(tǒng)有六個(gè)脫萘塔（ T0B01A～ F），在此除去焦?fàn)t氣中的萘及焦油，塔內(nèi)裝有特種吸附劑組成的復(fù)合吸附床。脫萘器的工作周期為 60 天，脫萘劑使用壽命約為一年。 東華工程科技股份有限公司 初步設(shè)計(jì) 臨渙焦?fàn)t氣制甲醇裝置 47 焦?fàn)t氣精脫硫 工段（ 01） 工藝物料流程圖，圖號(hào)： 202020446 管道儀表流程圖，圖號(hào)： 202020441 18 工藝原理 焦?fàn)t氣經(jīng)粗脫硫和預(yù)凈化后，有機(jī)硫和少量的硫化氫 含量仍然不能滿足后工序的要求，必須采用精脫硫工藝對(duì)焦?fàn)t氣進(jìn)行進(jìn)一步脫硫。 工藝流程簡(jiǎn)述 從焦?fàn)t氣壓縮機(jī)來(lái)的壓力為 （ g），溫度為 40℃的焦?fàn)t氣，首先送至焦?fàn)t氣換熱器（ E101）加熱，然后去加熱爐（ F101）的焦?fàn)t氣加熱器，加熱至～300℃后，送入預(yù)加氫反應(yīng)器（ R101）初步加氫， R101 還具 有保護(hù)器的 作用。生產(chǎn)中這兩個(gè)槽可串可并，任何一個(gè)都可以做為第一個(gè) 槽， 這樣可以提高脫硫劑的有效硫容，也可以單獨(dú)使用一個(gè)槽，另外一個(gè)槽更換脫硫劑。 焦?fàn)t氣在鈷鉬加氫反應(yīng)器（ R104）中進(jìn)一步加氫轉(zhuǎn)化，有機(jī)硫的轉(zhuǎn)化率≥ 98%，幾乎完全轉(zhuǎn)化為無(wú)機(jī)硫。 轉(zhuǎn)化及熱回收 工段（ 02 工段） 工藝物料流程圖，圖號(hào)： 202020447 管道儀表流程圖，圖號(hào)： 2020204419～ 24 工藝原理 在轉(zhuǎn)化爐頂部，氧氣與凈化后的焦?fàn)t煤氣 瞬間混合并發(fā)生 不完全 燃燒反應(yīng)，放出大量熱，這些熱量將作為甲烷蒸汽轉(zhuǎn)化所需熱量的熱源。 工藝流程簡(jiǎn)述 自脫硫工段來(lái)的焦?fàn)t氣進(jìn)入轉(zhuǎn)化工段飽和塔（ T201） 內(nèi)，與塔頂下來(lái)的循環(huán)工藝水接觸，使焦?fàn)t氣被水蒸汽飽和。出飽和塔的混合氣經(jīng)與蒸汽混合后，再進(jìn)入設(shè)在焦?fàn)t氣加熱爐中的焦?fàn)t氣第二預(yù)熱器（ E1），溫升至 650℃，側(cè)向進(jìn)入轉(zhuǎn)化爐頂部燒嘴。氧氣與側(cè)向進(jìn)入的焦?fàn)t氣蒸汽混合， H2和 O2立即發(fā)生氧化反應(yīng)，在爐膛頂部燃燒，火焰中心溫度達(dá)～ 2700℃，經(jīng)合理設(shè)計(jì)的燃燒室流體動(dòng)力場(chǎng)能保證了合適的氣體回流，使轉(zhuǎn)化爐的內(nèi)襯里的表面溫度在 1400℃以下，高溫氣體隨即向下進(jìn)入轉(zhuǎn)化催東華工程科技股份有限公司 初步設(shè)計(jì) 臨渙焦?fàn)t氣制甲醇裝置 49 化劑床，發(fā)生轉(zhuǎn)化反應(yīng)： CH4 + H2O ＝ CO + 3H2 － Q 此反應(yīng)為吸熱反應(yīng)，根據(jù)設(shè)計(jì)計(jì)算，經(jīng)催化床層出口混合氣 CH4含量降至 ％（ dry V％），甲烷轉(zhuǎn)化率＞ 97％。轉(zhuǎn)化氣經(jīng)過(guò)第一、第二和最終水分離器除去的工藝?yán)淠?jīng)工藝?yán)淠罕么蛑溜柡退h(huán)工藝水系統(tǒng)。工藝?yán)淠褐腥芙獾臍怏w（ CH4 、 COCO、 H甲醇等）全部經(jīng)飽和塔解吸，重又進(jìn)入混合氣中，消除了 有害氣體對(duì)環(huán)境的污染，工藝?yán)淠旱玫搅嗽倮?。中壓廢鍋副產(chǎn) （ g）中壓飽和蒸汽約 ，經(jīng)設(shè)在焦?fàn)t氣加熱爐中的中壓蒸汽過(guò)熱器（ E2） 過(guò)熱至 450℃，壓力降為 （ g）后，送至中壓蒸汽管網(wǎng) 作為動(dòng)力蒸汽 。輻射室 A 內(nèi)設(shè)一組管組：焦?fàn)t氣第二加熱器，用于 加熱進(jìn)純氧轉(zhuǎn)化爐的焦?fàn)t氣。兩個(gè)輻射室的煙氣共同流進(jìn)一個(gè)煙道內(nèi)，進(jìn)入對(duì)流段的煙氣溫度約為 938℃，煙道內(nèi)設(shè)三組加熱盤管，分別為工藝水加熱器、氧氣加熱器和焦?fàn)t氣第一預(yù)熱器。焦?fàn)t氣第一加熱器僅在開(kāi)工或焦?fàn)t氣換熱器（ E101） 檢修時(shí)使用，正常情況下脫硫工段依靠自身的反應(yīng)熱就可維持熱平衡。 加熱爐的燃料正常情況下是合成回路的馳放氣及 低壓分離器（ V303）的 閃蒸氣，合成回路未開(kāi)車的情況下則采用焦?fàn)t氣作燃料，經(jīng)穩(wěn)壓罐（ V210）穩(wěn)壓至（ g）后送至加熱爐的各燒嘴。其反應(yīng)原理如下 : CO＋ 2H2 ＝ CH3OH △ H298℃ ＝－ CO2＋ 3H2 ＝ CH3OH + H2O △ H298℃ ＝－ 從上述化學(xué)反應(yīng)式，可以看出甲醇合成反應(yīng)有如下四個(gè)特點(diǎn)： —— 放熱反應(yīng) 甲醇合成是可逆放熱反應(yīng)，為使反應(yīng)過(guò)程適應(yīng)最佳溫度曲線的要求，以達(dá)到較高的產(chǎn)量，要采取措施移走反應(yīng)熱。 —— 可逆反應(yīng) 即在一氧化碳、二氧化碳和氫合成甲醇的同時(shí)，甲醇也分解為一氧化碳、二氧化碳和氫，合成反應(yīng)的轉(zhuǎn)化率與反應(yīng)壓力、溫度及（ H2－ CO2） /（ CO＋ CO2）有關(guān)。沒(méi)有催化劑存在時(shí)，即使在較高的溫度和壓力的條件下，反應(yīng)仍極慢地進(jìn)行。詳見(jiàn)第二冊(cè)圖紙。 合成塔出口含 6～ 7%（ mol）甲醇的合成氣經(jīng) 進(jìn)出料換熱器 管程與合成氣壓縮工段來(lái)的合成氣換熱冷卻至 95℃，再去合成水冷器殼程用循環(huán)冷卻水冷卻至 40℃ ，冷卻后的出塔氣為粗甲醇冷凝液和循環(huán)氣混合物，去高壓分離器（ V302）；在高壓分離器頂部氣相分三部分 ： 一部分作為燃料氣經(jīng)洗滌塔（ T301）用高壓脫鹽水泵（ P301A/B）輸送的脫鹽水洗滌其中夾帶的甲醇，洗滌后的氣相去轉(zhuǎn)化工段 ，東華工程科技股份有限公司 初步設(shè)計(jì) 臨渙焦?fàn)t氣制甲醇裝置 412 洗滌液為含甲醇的水溶液通過(guò)減壓后送至低壓分離器（ V303） ， 同時(shí)控制合成回路的壓力；一部分作為循環(huán)合成氣去合成氣壓縮工段；另一部分作為弛放氣，經(jīng)減壓后送 至燃料氣總管 作為焦?fàn)t氣加熱爐（ F201）的燃料 ，同時(shí)調(diào)節(jié)循環(huán)氣中的惰性組分含量。在低壓分離器頂部閃蒸氣去燃料氣總管，底部粗甲醇（ CH3OH ～ 80%wt）去甲醇精餾工段（ 04）。該催化劑與丹麥托普索公司的 MK101 或 MK121 系列催化劑同是世界上著名的甲醇合成催化劑，具有如下特點(diǎn)： （ 1） 51 系列催化劑是世界上應(yīng)用最廣的甲醇合成工藝－ ICI 甲醇工藝的核心技術(shù)。 （ 2） 它具有一套獨(dú)特的配方，首先以銅基礦物質(zhì)為基礎(chǔ)，然后用鋅離子逐漸替換陽(yáng)離子。這種支持物使得催化劑在其使用壽命中具有較強(qiáng)的機(jī)械性能，同時(shí)能使反應(yīng)氣移到活性銅金屬表面。在制備過(guò)程中，加入氧化鎂以改變催化劑的 結(jié)構(gòu)，使其在使用中發(fā)揮最大的活性。其增強(qiáng)的強(qiáng)度保證它可以承受操作過(guò)程中產(chǎn)生的所有應(yīng)力，從而在其壽命結(jié)束時(shí)，很容易卸出與處理。 （ 4） 適應(yīng)高 CO2組分的合成氣生產(chǎn)甲醇，現(xiàn)已查明當(dāng) CO2/CO 比值較高時(shí)，其表面會(huì)過(guò)分氧化，從而減小催化劑的活性。 （ 5） 在甲醇合成過(guò)程中，主要生產(chǎn)的副產(chǎn)物是乙醇、二甲醚和甲基甲酸鹽，但丙酮和其它酮類對(duì)生 產(chǎn) AA 級(jí)產(chǎn)品至關(guān)重要。由于 Katalco51 系列催化劑具有高活性且性能穩(wěn)定， 因而運(yùn)行東華工程科技股份有限公司 初步設(shè)計(jì) 臨渙焦?fàn)t氣制甲醇裝置 413 生產(chǎn)在較低溫度下進(jìn)行，這會(huì)大幅增加選擇性。如采用先進(jìn)的轉(zhuǎn)化器設(shè)計(jì)，可在更長(zhǎng)的時(shí)間內(nèi)保持極低的副產(chǎn)物濃度，這樣很容易精制粗甲醇，使其達(dá)到美聯(lián)邦A(yù)A 等級(jí)。 本工段采用三塔精餾加回收塔的工藝流程，預(yù)塔的主要目的是除去粗甲醇中溶解的氣體（如 CO CO、 H2等）及低沸點(diǎn)組分（如二甲醚、甲酸甲酯等），加壓塔及常壓塔的目的是除去水及高沸點(diǎn)雜質(zhì)（如異丁基油），同時(shí)獲得高純度的優(yōu)質(zhì)甲醇產(chǎn)品。 工藝流程 簡(jiǎn)述 從甲醇合成工段（或從粗甲醇貯罐）來(lái)的粗甲醇加入少量稀堿以中和其中的有機(jī)酸，然后進(jìn)入粗甲醇預(yù)熱器（ E401）與各再沸器來(lái)的蒸汽冷凝水進(jìn)行換熱后被送往預(yù)塔（ T401）進(jìn)料，經(jīng)預(yù)塔分離后，塔頂氣相為二甲醚、甲酸甲酯、 CO2等輕組分氣體，經(jīng)二級(jí)冷凝冷卻后，不凝氣通過(guò)火炬排放，冷凝液中補(bǔ)充脫鹽水返回預(yù)塔作為回流液，塔釜為甲醇水溶液，經(jīng)預(yù)后泵（ P403A/B）增壓后與加壓塔塔釜出料液換熱后送入加壓塔（ T402）進(jìn)料。 在常壓塔中甲醇與輕、重組分及水得以進(jìn)一步分離，塔頂氣相為含微量不凝氣的甲醇蒸汽，經(jīng)冷凝后，不凝氣通過(guò)火炬排放，冷凝液部分返回常壓塔作為回東華工程科技股份有限公司 初步設(shè)計(jì) 臨渙焦?fàn)t氣制甲醇裝置 414 流液，部分作為精甲醇產(chǎn)品，經(jīng)冷卻后送中間罐區(qū)產(chǎn)品罐，塔中下部側(cè)線采出雜醇油作為回收塔（ T404）的進(jìn)料。 經(jīng)甲醇回收塔分離后，塔頂蒸汽經(jīng)冷凝冷卻后部分返回甲醇回收塔回流，部分送粗甲醇罐（甲醇含量 99%左右）或甲醇產(chǎn)品罐，塔中部側(cè)線采出異丁基油經(jīng)冷卻后送中間罐區(qū)異丁基油儲(chǔ)罐，底部的少量廢水與常壓塔底廢水合并。 廢熱回收：一是將加壓塔再沸器換熱后，分離掉工藝?yán)淠汉蟮臍怏w作為預(yù)塔再沸器的熱源；其二是加壓塔、預(yù)塔各自第二再沸器冷凝水用來(lái)預(yù)熱進(jìn)料粗甲醇；其三是加壓塔塔釜出料與加壓塔進(jìn)料充分換熱。 工藝流程簡(jiǎn)述 空分設(shè)備采用分子篩吸附預(yù)凈化、增壓透平膨脹機(jī)、填料精餾及液氧泵內(nèi)壓縮工藝。 全套工藝、設(shè)備均由空分專業(yè)廠商設(shè)計(jì)、供貨。由于各制造廠采 用的工藝技術(shù)不盡相同，現(xiàn)暫按目前國(guó)內(nèi)先進(jìn)、通用的工藝對(duì)生產(chǎn)流程簡(jiǎn)述如下。 （ 2） 空氣的冷卻和純化 空氣在進(jìn)入分子篩吸附器前在空冷塔中冷卻，以盡可能降低空氣溫度減少空氣中水含量從而降低分子篩吸附器的工作負(fù)荷，并對(duì)空氣進(jìn)行洗滌。 分子篩純化系統(tǒng)由兩臺(tái)分子篩吸附器和三臺(tái)電加熱器（兩用一備）組成，分子篩吸附器吸附空氣中的水份、二氧化碳和一些碳?xì)浠衔?，兩臺(tái)分子篩吸附器一臺(tái)工作，另一臺(tái)再生。 下塔中的上升氣體通過(guò)與回流 液體接觸含氮量增加。 壓縮工段（ 06A/06B） 管道儀表流程圖，圖號(hào)： 2020204437～ 38 本工段包括焦?fàn)t氣壓縮（ 06A） 和合成氣壓縮（ 06B） 壓縮工藝原理 （ 1）無(wú)油螺桿式壓縮工作原理：無(wú)油螺桿壓縮機(jī)的一對(duì)陰陽(yáng)轉(zhuǎn)子通過(guò)同步齒輪帶動(dòng)，陰轉(zhuǎn)子、陽(yáng)轉(zhuǎn)子不接觸，相互間存在一定的間隙。但壓縮機(jī)中的軸承，齒輪等零部件仍需用油 進(jìn)行潤(rùn)滑。采用離心式壓縮機(jī)對(duì)焦?fàn)t氣進(jìn)行壓縮，提高進(jìn)下一工序的壓力，以至于滿足整個(gè)生產(chǎn)工藝的要求。 凈化氣 返回壓縮機(jī)的二段進(jìn)口，經(jīng)過(guò)第二級(jí)壓縮后，焦?fàn)t氣的壓力達(dá)到 （ g），送往焦?fàn)t氣精脫硫 工段。 由于本項(xiàng)目所采用的螺桿壓縮機(jī)要求對(duì)氣體的適應(yīng)性強(qiáng)，能適應(yīng)焦?fàn)t煤氣中高焦油、高萘的特點(diǎn)，能滿足裝置長(zhǎng)周期生產(chǎn)要求，目前國(guó)內(nèi)尚不能生產(chǎn)該類型的機(jī)器，因此在充分比較和技術(shù)交流的前提下，本次設(shè)計(jì)按照引進(jìn)考慮。 鍋爐給水泵及脫氧槽工段（ 08） 管道儀表流程圖，圖號(hào)： 2020204439 東華工程科技股份有限公司 初步設(shè)計(jì) 臨渙焦?fàn)t氣制甲醇裝置 417 熱力噴霧除氧工藝原理 氣體在水中的溶解度與該氣體在水面上的分壓力、溫度和氣體種類有關(guān)。此工藝是將水霧化并通過(guò)特殊的填料與蒸汽充分接觸加熱，使其在一定壓力下沸騰，達(dá)到除氧的目的，以滿足鍋爐給水的要求。 熱力噴霧除氧工藝流程簡(jiǎn)述 采用熱力噴霧除氧工藝，設(shè)置額定能力為 112t/h 熱力噴霧除氧器（ X801）一臺(tái)。 除氧后的鍋爐給水溫度為 115℃，含氧量≤ ，將脫掉溶解氧的鍋爐給水一部分通過(guò)聯(lián)胺加藥裝置（ X802）加聯(lián)氨后，再用中壓鍋爐給水泵（ P801A/B）輸送到轉(zhuǎn)化工段的轉(zhuǎn)化汽包和甲醇合成工段的合成廢鍋使用；另一部分通過(guò)兩臺(tái)低壓鍋爐給水泵（ P802A/B）將低 壓鍋爐給水送往 轉(zhuǎn)化 工段低壓廢熱鍋爐及所有減溫器用水處。 中間罐區(qū)（ 09 工段 ） 管道儀表流程圖，圖號(hào)： 2020204440 工藝流程原理 中間罐區(qū)設(shè)有粗甲醇儲(chǔ)罐、精甲醇儲(chǔ)罐、異丁基油儲(chǔ)罐以及相應(yīng)的泵和管道系統(tǒng)。 設(shè)備選型：標(biāo)準(zhǔn)大氣壓（ kPa）下，粗甲醇、精甲醇的沸點(diǎn)為 ℃。 東華工程科技股份有限公司 初步設(shè)計(jì) 臨渙焦?fàn)t氣制甲醇裝置 418 標(biāo)準(zhǔn)狀況下，甲醇的閃點(diǎn)是 11℃，屬于甲 B 類火災(zāi)危險(xiǎn)性物料，為了安全生產(chǎn)，粗甲醇、精甲醇儲(chǔ)罐也應(yīng)該選用內(nèi)浮頂儲(chǔ)罐。 異丁基油的成分是高級(jí)醇、甲醇和水等 ,從安全方面考慮，設(shè)計(jì)選用內(nèi)浮頂儲(chǔ)罐。 1mm），可顯示液位并能進(jìn)行高 低液位報(bào)警。儲(chǔ)