【正文】 第 23 頁 粗原料氣栲膠法脫硫 栲膠法脫硫工藝原理 在碳酸鈉（ Na2CO3）稀堿液中添加偏礬酸鈉（ NaVO3），氧化栲膠等組成脫硫液，與需凈化粗原料氣在填料塔內逆流接觸脫去硫化氫（ H2S）。溶液循環(huán)使用。 脫硫后的富液由塔底出來去脫硫塔液封槽，進入富液槽，然后由再生泵加壓送到噴射再生槽的噴射器，在管內進行反應，然后液氣一起進入再生槽，再生后的貧液 流入貧液槽再由脫硫泵分別送往脫硫塔，循環(huán)使用。 年產 20 萬噸煤制甲醇生產工藝初步設計 第 24 頁 原料氣變換 一氧化碳變換的原理 原料氣中一氧化碳與水蒸氣作用，按下式進行： CO + H2O(g) CO2 + H2 這是一個可逆放熱反應。因此，目前采用兩端或三段變換，以獲得較高的變換率。由于這些副反應都是放熱和體積縮小的反應，所以低溫、高壓有利于反應的進行。 脫硫后的原料氣 年產 20 萬噸煤制甲醇生產工藝初步設計 第 25 頁 加壓全低變換工藝流程 工藝特點： CoMo 系催化劑的活性明顯高于 FeCr 系催化劑，因此在達到同樣變換率要求的情況下，催化劑用量可以大幅度縮減。相比 FeCr 系中變系統(tǒng)， CoMo 系低溫變換系統(tǒng)的熱點溫度要降低 100℃以上，使反應遠離平衡，加大了反應推動力，提高了反應速 度。在同等生產能力下，全低變系統(tǒng)的設備可以大幅縮小，變換爐可以減薄或取消內保溫，或者在現(xiàn)有設備基礎上，提高設備通過能力達 50%。溫度升至 210～ 250℃后，進入變換爐反應。 年產 20 萬噸煤制甲醇生產工藝初步設計 第 26 頁 變換氣栲膠法脫硫 變換氣脫硫原因 一般來說栲膠脫硫只能脫除粗原料氣中無機硫 —— 硫化氫（ H2S），對其有機硫脫除率很低，但在變換爐中，有機硫能與氫氣反應，可轉化成硫化氫（ H2S）。以利后工藝正常運行。此處不再贅述。 在變換氣中， CO2分壓在小于 以下時，其在碳酸丙烯酯溶液中的溶解度規(guī)律服從亨利定律。 碳酸丙烯酯法脫碳工藝流程 變換氣從吸收塔底部進入塔內，在填料塔中與碳酸丙烯酯溶劑逆流接觸， CO2被吸收，含 CO21%左右的凈化氣從吸收塔 頂離開吸收塔，去后工序。閃蒸液依靠自身壓力，進入氣提塔上部的常壓解吸塔段，釋放出所溶的大部分 CO2氣體。氣提氣放空，出氣提塔的碳酸丙烯酯貧液經(jīng)泵加壓，經(jīng)水冷器冷卻，送入吸收塔循環(huán)使用。 合成氣合成甲醇 合成甲醇反應原理 ⑴ 甲醇合成反應步驟 甲醇合成是一個多相催化反應過程，這個復雜過程，共分五個步驟進行： ① 合成氣自氣相擴散到氣體 催化劑界面； ② 合成氣在催化劑活性表面上被化學吸附 年產 20 萬噸煤制甲醇生產工藝初步設計 第 28 頁 ③ 被吸附的合成氣在催化劑表面進行化學反應形成產物 ④ 反應產物在催化劑表面脫附 ⑤ 反應物自催化劑界面擴散到氣相中。其中第三步進行得較慢，因此，整個反應決定于該反應的進行速度。 ① 主要化學反應 CO + 2H2 CH3OH(g) 當有二氧化碳存在時，二氧化碳按下列反應生成甲醇： CO2 + H2 CO + H2O(g) CO + 2H2 CH3OH(g) 兩步反應的總反應式為 CO2 + 3H2 CH3OH(g) + H2O ② 典型的副反應 CO + 3H2 CH4 + H2O(g) 2CO + 4H2 CH3OCH3(g) + H2O(g) 4CO + 8H2 C4H9OH + 3H2O 魯奇（ Lurgi）低中壓發(fā)合成甲醇工藝流程 合成氣經(jīng)冷卻后，送入離心式透平壓縮機，壓縮至 5～ 10MPa 壓力后，與循環(huán)氣體以1∶ 5 的比例混 合。催化劑裝在管內，反應熱傳熱給管程的水，產生蒸汽進入汽包。冷凝的粗甲醇送入閃蒸罐，閃蒸后送至精餾塔精制。操作 壓力為 5MPa，溫度為 250℃。 合成塔內部類似于一般的列管式換熱器，列管內裝催化劑，管外為沸騰水。合成塔殼程的鍋爐給水是自然循環(huán)的，這樣通過控制沸騰水上的蒸汽壓力，可以保持恒定的反應溫度，變化 MPa 相當于 ℃。 魯奇（ Lurgi）低中壓發(fā)合成甲醇工藝的主要特點是采用管束式合成塔。 利用反應熱產生的中壓蒸汽（ ～ 5MPa），經(jīng)過熱后可帶動透平壓縮機（即甲醇合成氣壓縮機及循環(huán)氣壓縮機），壓縮機用過的低壓蒸汽又送至甲醇精餾部分使用，因此整個系統(tǒng)熱的利用很好。這是它的 不足之處。蒸餾操作系基于混合液中各組分在相同的溫度條件下具有不同的揮發(fā)度，當加熱至沸騰以后，將生成的蒸汽引出進行冷凝，其冷凝液組成與原來的混合液不同，其中易揮發(fā)組分的含量較前增加。 加壓蒸餾的目的及雙效法定義 精餾過程的能耗很大，且熱能利用率很低，在能源極其寶貴的今天，粗甲醇的精餾也向著節(jié)能的方向發(fā)展。這一過程稱為雙效法，叫雙塔流程節(jié)約熱能 30%～ 40%左右，不僅節(jié)省了加熱蒸汽，也節(jié)省了冷卻用水，有效地利用了能量。 加壓塔對于向塔內提供熱源的蒸汽要求較高，對受壓容器的材質、壁厚，制造也有相當 的要求，對于精餾規(guī)模較大的裝置，從長計意，效益是明顯的。塔內設置 48 層浮閥塔板，當然也可采用其他塔型。將塔內上升汽中的甲醇大部分冷凝下來進入預塔回流槽，經(jīng)預塔回流泵送入塔頂作回流。 預蒸餾塔塔低由低壓蒸汽加熱的熱虹式再沸器向塔內提供熱量。 由預蒸餾塔塔底出來的預后甲醇，經(jīng)加壓塔進料泵升壓后，進入第一主精餾加壓塔，加壓塔為 85 塊浮閥塔，塔頂甲醇蒸氣進入冷凝器 /再沸起既第一精餾加壓塔的氣相甲醇又利用冷凝潛熱加熱第二精餾常壓塔的塔釜，被冷凝的甲醇進入回流槽，在其中稍加冷卻，一部分由加壓塔回流泵升壓至約 MPa 送至加壓塔作回流液，其余部分經(jīng)加壓塔精甲醇冷卻器冷卻到 40℃后作為成品送至精甲醇計量槽。加壓塔操作壓力約 ，塔頂操作溫度約 121℃，塔底操作溫度約 127℃。從常壓塔塔頂出來的甲醇蒸氣經(jīng)常壓塔冷凝器冷凝冷卻到 40℃后，進入常壓塔回 年產 20 萬噸煤制甲醇生產工藝初步設計 第 33 頁 流槽，再經(jīng)常壓塔回流泵加壓，一部分送至常壓塔塔頂作回流，其余部分送至精甲醇計量槽。 常壓塔的塔底殘液另由汽提塔進料泵加壓后進入廢水汽提塔，塔頂蒸汽經(jīng)汽提塔冷凝器冷凝后，進入 汽提塔回流槽，由汽提塔回流泵加壓，一部分送廢水汽提塔塔頂作回流，其余部分經(jīng)汽提塔甲醇冷卻器冷卻至 40℃，與常壓塔采出的精甲醇一起送至產品計量槽。 汽提塔塔底用低壓蒸汽加熱的熱虹吸式再沸器向塔內提供熱量，塔底下部設有側線，采出部分雜醇油，并與塔底排出的含醇廢水一起進入廢水冷卻器冷卻到 40℃，由廢水泵送至污水生化處理裝置。利用再沸器冷凝水及塔釜液等顯熱來預熱進料溫度，以提高蒸餾過程的熱能利用效率。粗甲醇精制過程中采用多效蒸餾方法，即利用熱源蒸汽潛熱的多重效用（雙效法）。 ⑷ 熱能的合理利用，提高精餾他的壓力，可將塔頂汽相組分的冷凝潛熱用于常壓塔塔釜的熱源 。 4 合成車間設計 廠房的整體布置設計 年產 20 萬噸煤制甲醇生產工藝初步設計 第 34 頁 根據(jù)生產工藝流程﹑生產特點﹑生產規(guī)模和建筑結構等來進行整體布置設計。 （ 2）由于合成車間流程簡單，操作人數(shù)不多，因此在布置時可只安排控制室，廁所等生產輔助設施和行政設施，至于配電室﹑機 修室﹑化驗室可以與其他車間共用，在此不做考慮。 合成車間設備布置的設計 車間設備布置的設計，是在滿足生產工藝要求的基礎上，綜合考慮設備安裝與檢修、安全生產、操作及發(fā)展情況來進行的。 （ 2） 甲醇膨脹槽和壓縮機安排在最低層，主要考慮到它們笨重； （ 3） 為了便于流體流動甲醇 分離器安裝在甲醇膨脹槽的頂上，水冷器安裝在甲醇分離器頂上。 精甲醇的運輸﹑裝卸和 貯存 由甲醇精餾來的精甲醇貯存到精甲醇貯槽中。 當甲醇外運時，啟動精甲醇泵，將甲醇輸送到甲醇裝卸棧臺，通過火車鶴管進入火車槽車，通過汽車鶴管進入汽車槽車。 年產 20 萬噸煤制甲醇生產工藝初步設計 第 35 頁 自控儀表 本設計采用一次儀表現(xiàn)場分散，二次儀表就地或部分集中控制方式。生產過程中主要工藝參數(shù)，工藝過程控制，工藝流程圖等集中在各個工作站由 DCS 系統(tǒng)顯示和控制，次要的參數(shù)及設定值，不需經(jīng)常調整的參數(shù)， 可采用就地顯示和調節(jié)。 （ 2） 加強車間通風。 一氧化碳中毒的 癥狀、急救及預防措施 一氧化碳中毒是侵入血液中的一氧化碳與血紅蛋白結合，是血液失去攜氧的能力，結果使全身組織陷入缺氧的狀態(tài)。 急救方法如下： （ 1）迅速將中毒者撤離毒區(qū)，靜臥在通風良好的地方，注意保暖。 （ 3）對中毒較重者，應迅速報告醫(yī)務人員給予吸氧，如呼吸停止要立即施行心臟擠壓術。 生產車間 ，應嚴格遵守操作規(guī)程 ，并 宣傳普及預防知識。 甲醇中毒癥狀和急救 甲醇主要經(jīng)呼吸道及消化道吸收，皮膚也可部分吸收，吸收后迅速分布于各組織器官，含量與該組織器官的含水量成正比。 （ 2）中度中毒者惡心、嘔吐、腹痛、腹瀉，肝炎和胰腺炎，出 現(xiàn)幻聽、幻視、視物模糊、四肢厥冷等癥狀。 急救處理 （ 1）口服中毒者，可用小蘇打水或肥皂水灌服催吐，反復幾次，洗胃，并給予 0． 5硫酸到 60 毫升。必要給予氧氣。處于昏迷、休克者平躺、頭稍低并偏向一側，及時清除口腔異物，防止異物吸入呼吸道引起窒息。 甲醇生產中的防火和防爆 工藝介質的易燃與易爆是相互關聯(lián)的，防爆的首要措施是防火，所以甲醇生產的安全，首要先從防火做起。 （ 2） 廠房內不存放易燃物質，地溝保持通暢，防止可燃氣體、液體積聚，加強廠房里通風。接地牢靠， 年產 20 萬噸煤制甲醇生產工藝初步設計 第 37 頁 防止產生靜電。 爆炸可分為化學爆炸與物理爆炸。 （ 2） 不準任意改變運行中的工藝參數(shù)，不得超溫、超壓及提高設備的使用等級。 （ 4） 嚴格執(zhí)行防火規(guī)定及安全技術措施，嚴格控制可爆介質不得達到爆炸范