焦?fàn)t煤氣制甲醇工藝方案

1、精選4 工藝技術(shù)方案4.1 工藝技術(shù)方案的選擇4.1.1 原料路線確定的原則和依據(jù)依據(jù)焦?fàn)t氣的組成及甲醇合成對(duì)原料氣的要求，確定工藝路線如下。由焦化廠送來的焦?fàn)t氣是經(jīng)過化產(chǎn)后的焦?fàn)t氣，壓力1000mmHB2BO，溫度40，HB2BS含量100mmg/NmP3P,有機(jī)硫250 mmg/NmP3P,首先進(jìn)入焦?fàn)t氣壓縮機(jī)壓縮到2.5MPa,再進(jìn)入精脫硫裝置，進(jìn)行有機(jī)硫加氫轉(zhuǎn)化及無機(jī)硫脫除，將焦?fàn)t氣中總硫脫至0.1ppm以下，以滿足轉(zhuǎn)化催化劑及合成催化劑對(duì)原料氣中硫含量的要求。脫硫后的焦?fàn)t氣進(jìn)入轉(zhuǎn)化工段，在這里進(jìn)行加壓催化部分氧化，使焦?fàn)t氣中的甲烷和高碳烴轉(zhuǎn)化為甲醇合成的有效成分氫氣和一氧化碳。為保證

2、脫硫精度，轉(zhuǎn)化后仍串有氧化鋅脫硫槽。轉(zhuǎn)化氣經(jīng)合成氣壓縮機(jī)提壓后進(jìn)行甲醇合成，生成的粗甲醇進(jìn)入甲醇精餾制得符合國標(biāo)GB338-2004優(yōu)等品級(jí)精甲醇。甲醇合成的弛放氣一部分送轉(zhuǎn)扮裝置的預(yù)熱爐作燃料，剩余的弛放氣和回收氫后的尾氣去焦化公司鍋爐房作燃料。轉(zhuǎn)化接受純氧部分氧化，所需氧氣由空分供應(yīng)。全廠方框流程圖及物料平衡表見附圖。精選4.1.2 工藝技術(shù)方案的比較和選擇4.1.2.1焦?fàn)t氣壓縮由焦化廠送來的焦?fàn)t氣H2S小于100mg/NmP3P，有機(jī)硫約250 mg/NmP3P，壓力為常壓，在進(jìn)一步處理前，必需進(jìn)行氣體的壓縮。本工程焦?fàn)t氣量較大，可選擇的壓縮機(jī)有往復(fù)式和離心式兩種。往復(fù)式壓縮機(jī)技術(shù)成熟

3、，價(jià)格廉價(jià)，但單機(jī)打氣量小，機(jī)器浩大，噪音高，慣性力強(qiáng)，需要強(qiáng)固的基礎(chǔ)。此外，往復(fù)式壓縮機(jī)易損件多，簡潔停車，檢修頻繁，修理費(fèi)用高，必需考慮備機(jī)，如接受往復(fù)式壓縮機(jī)，需兩開一備，占地大，電耗稍高。離心式壓縮機(jī)體積與重量都小而流量很大，占地少，供氣均勻、運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)、易損件少、維護(hù)便利，可以長周期平安運(yùn)行，不考慮備機(jī)。更為有利的是可以用蒸汽透平驅(qū)動(dòng)壓縮機(jī)，從而合理地利用熱能。但離心式壓縮機(jī)價(jià)格遠(yuǎn)高于往復(fù)式壓縮機(jī)，投資為往復(fù)式壓縮機(jī)投資的兩倍，此外，焦?fàn)t氣含塵、含硫，簡潔造成離心式壓縮機(jī)葉輪通道的堵塞，更為致命的是焦?fàn)t氣中HB2B含量高，氣體平均分子量小，如接受離心式壓縮機(jī)設(shè)備加工難度大。相比之下，往

4、復(fù)式壓縮機(jī)對(duì)氣體組分沒有要求，適用性廣，技術(shù)成熟，因此焦?fàn)t氣壓縮選用往復(fù)式壓縮機(jī)。該機(jī)接受對(duì)稱平衡型四列三級(jí)壓縮，雙一級(jí)氣缸，二級(jí)、三級(jí)氣缸各一個(gè)，對(duì)稱平衡型壓縮機(jī)慣性力完全平衡，同時(shí)由于相對(duì)兩列的活塞力相反，能相互抵消，削減了主軸頸和主軸承之間的磨損。4.1.2.2 精脫硫焦?fàn)t氣壓縮機(jī)出來的焦?fàn)t氣中H2S小于100mg/NmP3，有機(jī)硫約250 mg/NmP3P，無機(jī)硫脫除相對(duì)簡潔，有機(jī)硫不簡潔直接脫除，必需先轉(zhuǎn)化為無機(jī)硫，再進(jìn)行脫除。加氫轉(zhuǎn)化反應(yīng)屬可逆反應(yīng)，接受有機(jī)硫兩級(jí)轉(zhuǎn)化和無機(jī)硫兩級(jí)脫除有利于有機(jī)硫轉(zhuǎn)化反應(yīng)的進(jìn)行，并簡潔保證脫硫精度。有機(jī)硫轉(zhuǎn)化催化劑主要有鈷鉬加氫催化劑、鐵鉬加氫催化劑

5、和湖北所等單位開發(fā)的水解催化劑。鈷鉬加氫催化劑價(jià)格昂貴，過去主要用于自然氣脫硫，經(jīng)過爭辯加入有效助劑后，可以用于焦?fàn)t氣脫硫，克服了甲烷化的缺點(diǎn)，并且對(duì)噻吩有很高的轉(zhuǎn)化率；水解催化劑主要用于水解羰基硫，對(duì)噻吩基本不起作用；鐵鉬加氫催化劑價(jià)格適中，對(duì)各種有機(jī)硫有著較高的轉(zhuǎn)化率，適合焦?fàn)t氣脫硫，并且在很多焦化廠制取合成氨和甲醇裝置中得到檢驗(yàn)。為保證脫硫精度，本裝置接受兩級(jí)鐵鉬加氫轉(zhuǎn)化，串兩級(jí)干法脫硫，脫硫后總硫把握在0.1ppm以下。4.1.2.3 轉(zhuǎn)化焦?fàn)t氣轉(zhuǎn)化可以接受蒸汽轉(zhuǎn)化、催化部分氧化和非催化部分氧化法。蒸汽轉(zhuǎn)化法不需要空分裝置，轉(zhuǎn)化爐可以借鑒自然氣一段轉(zhuǎn)化爐，焦?fàn)t氣與工藝蒸汽進(jìn)行水碳比調(diào)整

6、，混合氣在對(duì)流段預(yù)熱至500以上進(jìn)入轉(zhuǎn)化爐管，在轉(zhuǎn)化管內(nèi)進(jìn)行甲烷轉(zhuǎn)化反應(yīng)，生成HB2B、CO、COB2B等組分。轉(zhuǎn)化管出口溫度視爐型（頂燒爐和側(cè)燒爐）和轉(zhuǎn)化管材料而有所不同，一般為使轉(zhuǎn)化管出口甲烷含量最低和得到盡可能高的CO含量，盡量提高轉(zhuǎn)化爐出口溫度。爐管接受耐高溫的高鎳鉻合金管，蒸汽轉(zhuǎn)化是吸熱反應(yīng)，需消耗大量的焦?fàn)t氣作為燃料，供應(yīng)反應(yīng)所需的熱量,能耗較高，操作成本高于催化部分氧化法。雖然蒸汽轉(zhuǎn)化法不需要空分裝置，但轉(zhuǎn)化爐管價(jià)格昂貴，兩種轉(zhuǎn)化方法的投資基本相同。蒸汽轉(zhuǎn)化法由于HB2BO/C高，轉(zhuǎn)化爐出口H/C較高，造成甲醇合成弛放氣量大，甲醇產(chǎn)率低。催化部分氧化法不需要昂貴的鎳鉻轉(zhuǎn)化爐管，只

7、需一段轉(zhuǎn)化，轉(zhuǎn)化爐類似于蒸汽轉(zhuǎn)化法的二段爐，流程簡潔。接受純氧自熱式部分氧化，避開了蒸汽轉(zhuǎn)化法外部間接加熱的形式，反應(yīng)速度比蒸汽轉(zhuǎn)化法快，有利于強(qiáng)化生產(chǎn)，燃料氣消耗低，焦?fàn)t氣利用率高，投資省。我院于二十世紀(jì)八十年月為山西焦化集團(tuán)公司設(shè)計(jì)的焦?fàn)t氣富氧部分氧化制合成氨裝置，始終使用至今，此外，我院又先后為曲靖煉焦制氣廠、河北建滔甲醇工程等多家企業(yè)設(shè)計(jì)了焦?fàn)t氣純氧轉(zhuǎn)化制甲醇裝置，這兩個(gè)廠分別于2004年和2005年投產(chǎn)，因此，我院對(duì)焦?fàn)t氣轉(zhuǎn)化積累了成功的設(shè)計(jì)閱歷，并獲準(zhǔn)專利愛護(hù)（專利號(hào)ZL 200320127134.7）。非催化部分氧化法不用催化劑，反應(yīng)溫度約1400，烴類轉(zhuǎn)化率高，不用貴重的鎳催化

8、劑和高鎳鉻合金鋼材，設(shè)備體積小，對(duì)原料的硫含量要求不高，可以省掉精脫硫裝置。缺點(diǎn)是轉(zhuǎn)化爐反應(yīng)溫度高，內(nèi)襯金剛玉，造價(jià)高；焦?fàn)t氣及氧氣耗量高，甲醇產(chǎn)量低。非催化裂解生成較多炭黑，增加了后處理的困難，因此對(duì)于較易轉(zhuǎn)化的焦?fàn)t氣一般不接受此法。通過以上比較可以看出，催化部分氧化法設(shè)備簡潔，流程短，投資少，能耗低，因此本項(xiàng)目焦?fàn)t氣轉(zhuǎn)化仍接受催化部分氧化工藝。4.1.2.4 甲醇合成(1) 合成壓力的選擇甲醇工業(yè)始于20世紀(jì)初，最初接受Zn-Cr催化劑、合成壓力30MPa,隨著脫硫技術(shù)的進(jìn)展，和銅系催化劑的開發(fā)成功與工業(yè)應(yīng)用，在較低溫度和中、低壓力下就可以獲得較高的甲醇產(chǎn)率。銅系催化劑不僅活性好，而且選擇

9、性好，削減了副反應(yīng)，改善了甲醇質(zhì)量。由于壓力低，設(shè)備制造比高壓法簡潔，投資少，能耗低，成本也低。目前高壓法漸趨淘汰，一般都接受低壓法，超大型裝置接受中壓法。(2) 甲醇合成反應(yīng)器的比較與選擇目前，國內(nèi)外甲醇反應(yīng)器型式比較多，總的趨勢是向醇凈值高、移熱效果好、投資省、操作把握機(jī)敏便利的方向進(jìn)展。1） 冷激式合成塔冷激式合成塔設(shè)備簡潔，塔體為空塔，無觸媒筐，反應(yīng)床層分為若干絕熱段，段間通入冷的原料氣把握床層溫度，觸媒裝卸便利，投資省，并易于大型化，但不能回收高位能反應(yīng)熱，只能副產(chǎn)低壓蒸汽。由于用冷激氣噴入觸媒段間以降低反應(yīng)氣溫度，合成塔出口甲醇濃度低，循環(huán)比大，操作費(fèi)用高，開工需設(shè)開工加熱爐。2）

10、管殼反應(yīng)器 管殼反應(yīng)器管內(nèi)裝填觸媒，管間為沸騰水，反應(yīng)放出的熱量經(jīng)管壁傳給管間的沸騰水，產(chǎn)生中壓蒸汽。通過調(diào)整蒸汽壓力有效地把握床層溫度，床層溫差變化小，操作平穩(wěn)，副反應(yīng)少，單程轉(zhuǎn)化率高，循環(huán)比小，功耗低。副產(chǎn)的中壓蒸汽可用于驅(qū)動(dòng)循環(huán)壓縮機(jī)或作為甲醇精餾系統(tǒng)的熱源。管殼式反應(yīng)器結(jié)構(gòu)簡單，材料要求高，投資比冷激式反應(yīng)器大，但操作費(fèi)用低。開工設(shè)備為蒸汽噴射器，無須設(shè)置開工加熱爐。3）MRF反應(yīng)器MRF反應(yīng)器是日本東洋工程公司開發(fā)的甲醇合成塔。該反應(yīng)器由一個(gè)立式的壓力容器，一個(gè)帶中心管的催化劑筐，以及同鍋爐給水安排總管和蒸汽收集總管相連接的立式鍋爐列管組成。列管排列成若干層同心圓，垂直安裝在催化劑床

11、層上，與水平徑向流淌的合成氣垂直。鍋爐給水從爐底通入冷卻管，產(chǎn)生的蒸汽匯合在蒸汽室內(nèi)。由于反應(yīng)氣是徑向流淌，床層阻力??；反應(yīng)氣垂直流過列管表面，傳熱系數(shù)高，移熱效果好。4）林德反應(yīng)器林德反應(yīng)器也是管殼式反應(yīng)器，與一般管殼式、MRF反應(yīng)器的顯著區(qū)分是：后兩種反應(yīng)器都是直管式反應(yīng)器，而林德反應(yīng)器則為繞管式管殼反應(yīng)器，觸媒裝在殼程，繞管埋在觸媒內(nèi)，管內(nèi)充水，利用反應(yīng)熱副產(chǎn)2.9MPa飽和蒸汽，使觸媒在等溫下操作。由于林德反應(yīng)器接受盤繞式列管和球型管板，很好地解決了熱應(yīng)力問題。5）Casale軸徑向合成塔Casale軸徑向塔的特點(diǎn)是觸媒床頂端不封閉，造成觸媒床上部為軸向流淌，床層主要部分為徑向流淌。觸

12、媒筐的外壁開有不同分布的孔，以保證氣流分布。各段床層底部封閉，反應(yīng)后氣體經(jīng)中心管流入合成塔外的換熱器，回收熱量。由于不接受直接冷激，而接受塔外換熱，各床層段出口甲醇濃度較高，所需的床層段數(shù)較少，優(yōu)點(diǎn)是易于大型化。6）林達(dá)均溫型合成塔林達(dá)均溫型合成塔在觸媒床層內(nèi)埋有可以自由伸縮的冷管束，用管內(nèi)冷氣吸取管外反應(yīng)熱，管內(nèi)冷氣與觸媒層中反應(yīng)氣有并流和逆流間接換熱，出塔反應(yīng)氣副產(chǎn)低壓蒸汽。均溫塔不受壓力限制，調(diào)溫提壓簡潔，材料簡潔，價(jià)格廉價(jià)，運(yùn)行穩(wěn)定。綜上所述，在選擇合成塔類型時(shí)要綜合考慮技術(shù)牢靠性、投資及運(yùn)行費(fèi)用。冷激式反應(yīng)器在甲醇合成工業(yè)業(yè)績最多，但與管殼式、MRF、林德管殼式等溫反應(yīng)器相比，其差距

13、是格外明顯的。國內(nèi)僅有的幾套冷激式反應(yīng)器現(xiàn)均改成了其它型式的反應(yīng)器。林達(dá)反應(yīng)器雖然有價(jià)格上的優(yōu)勢，但由于高位能沒有得到有效利用，在大型項(xiàng)目上推廣有肯定難度。管殼式、MRF、林德反應(yīng)器均為管殼式等溫反應(yīng)器，由于設(shè)備內(nèi)列管占去較大部分體積，催化劑裝填系數(shù)低，當(dāng)生產(chǎn)規(guī)模較大時(shí)，反應(yīng)器體積較大，給反應(yīng)器的設(shè)計(jì)制造帶來較大難度。Casale反應(yīng)器由于是軸徑向流淌，催化床層阻力降明顯削減，可以增加合成塔的高度，但由于是絕熱反應(yīng)，床層溫度變化較大，易形成副產(chǎn)物，此外該反應(yīng)器是臥式反應(yīng)器，占地較大。管殼式、MRF、林德反應(yīng)器均為等溫反應(yīng)器，但只有管殼式等溫反應(yīng)器實(shí)現(xiàn)了國產(chǎn)化，并有多套生產(chǎn)裝置在成功運(yùn)行，為操作

14、便利，本工程甲醇反應(yīng)器接受管殼式等溫反應(yīng)器。 4.1.2.5 甲醇精餾甲醇精餾分為兩塔精餾和三塔精餾流程，主要區(qū)分在于三塔流程接受兩個(gè)主精餾塔，一個(gè)加壓操作，一個(gè)常壓操作，用加壓塔塔頂蒸汽冷凝熱作常壓塔塔底再沸器熱源，從而削減蒸汽和冷卻水消耗，但流程稍長，投資稍有增加。從能耗和投資綜合考慮，本裝置接受三塔流程。精餾塔內(nèi)件可接受填料也可以接受塔板，二者投資接近，都可以達(dá)到甲醇成品精度要求，考慮到板式塔簡潔調(diào)整采出和進(jìn)料位置，操作便利，本可研精餾塔內(nèi)件接受俘閥塔板。4.2 工藝流程和消耗定額4.2.1 焦?fàn)t氣壓縮從焦化廠來的壓力為1500mmHB2BO、溫度40的焦?fàn)t氣進(jìn)入焦?fàn)t氣壓縮機(jī)，升壓至2.

15、5MPa，冷卻到40后送精脫硫裝置。焦?fàn)t氣共三臺(tái)，兩開一備。動(dòng)力消耗定額(噸精甲醇)及消耗量序號(hào)名稱規(guī)格使用狀況單位消耗定 額消耗量備注每小時(shí)每年1循環(huán)水0.40MPa32連續(xù)t33.365004x10P6P2電10kV連續(xù)kW320.3480038.4 x10P6P3電380V連續(xù)kW1.2180.14 x10P6P4.2.2 精脫硫來自焦?fàn)t氣壓縮的壓力2.5MPa，溫度40POPC的焦?fàn)t氣經(jīng)過過濾器和預(yù)脫硫槽濾去油霧和脫除無機(jī)硫后送至轉(zhuǎn)扮裝置利用余熱提溫到約220POPC。提溫后的氣體經(jīng)過一級(jí)加氫轉(zhuǎn)化器，氣體中的有機(jī)硫在此轉(zhuǎn)化為無機(jī)硫，另外，氣體中的氧也在此與氫反應(yīng)生成水，不飽和烴加氫成為

16、飽和烴。加氫轉(zhuǎn)化后的氣體含總硫約252mg/NmP3P，進(jìn)入中溫脫硫槽，脫去絕大部分的無機(jī)硫。之后經(jīng)過二級(jí)加氫轉(zhuǎn)化器將殘余的有機(jī)硫進(jìn)行轉(zhuǎn)化，再經(jīng)中溫氧化鋅脫硫槽把關(guān)，使氣體中的總硫達(dá)到0.1ppm。出氧化鋅脫硫槽的氣體壓力約為2.3MPa，溫度約為380POPC送往轉(zhuǎn)扮裝置。裝置中設(shè)置中溫脫硫槽三臺(tái)，操作時(shí)可串可并，正常操作時(shí)兩開一備。氧化鋅脫硫槽為兩臺(tái)，正常操作時(shí)兩臺(tái)串聯(lián)，當(dāng)一臺(tái)需要更換觸媒時(shí)，短時(shí)單臺(tái)操作。開車時(shí)或更換新觸媒后，中溫氧化鐵脫硫劑，需要升溫還原、鐵鉬加氫催化劑需硫化。升溫氣體通過升溫爐來加熱，升溫爐用燃料氣作熱源。幫助材料消耗定額及消耗量表序號(hào)名稱規(guī)格單位消耗定額消耗量備注每

17、小時(shí)每年1鐵鉬加氫催化劑kg0.0971.46117002中溫氧化鐵kg2.1432.132570003氧化鋅脫硫劑kg0.223.38270004活性炭kg0.0660.9979505吸油劑kg0.1482.2217800注：消耗定額以噸甲醇產(chǎn)品計(jì)4.2.3 轉(zhuǎn)化脫硫后的焦?fàn)t氣，壓力約2.2MPa，溫度約350POPC進(jìn)入轉(zhuǎn)化工段。為甲烷轉(zhuǎn)化反應(yīng)的需要，同時(shí)為防止焦?fàn)t氣在高溫下析碳，在焦?fàn)t氣中加入3.0MPa的飽和蒸汽。加入蒸汽后的焦?fàn)t氣經(jīng)焦?fàn)t氣預(yù)熱器加熱至520POPC后，再經(jīng)預(yù)熱爐預(yù)熱至660POPC進(jìn)入轉(zhuǎn)化爐上部。預(yù)熱爐用燃料氣作為熱源。來自空分工段的氧氣，溫度100POPC，壓力約2

18、.5MPa，加入過熱蒸汽后進(jìn)入轉(zhuǎn)化爐上部，氧氣流量依據(jù)轉(zhuǎn)化爐出口溫度和焦?fàn)t氣流量來調(diào)整。焦?fàn)t氣和氧氣分別進(jìn)入轉(zhuǎn)化爐上部后馬上進(jìn)行氧化反應(yīng)放出熱量，并很快進(jìn)入催化床層，進(jìn)行以下反應(yīng)：2HB2B+OB2B=HB2BO+115.48kcal (1)2CHB4B+OB2B=2CO+4HB2B+17.0kcal (2)CHB4B+HB2BO=CO+3HB2B-49.3kcal (3)CHB4B+COB2B=2CO+2HB2B-59.1kcal (4)CO+HB2BO=COB2B+HB2B+9.8kcal (5)反應(yīng)最終按(5)式達(dá)到平衡，轉(zhuǎn)化氣由轉(zhuǎn)化爐底部引出，溫度950POPC985POPC、壓力約2

19、.2MPa、甲烷含量約0.7%（干基），進(jìn)入廢熱鍋爐回收熱量副產(chǎn)蒸汽，轉(zhuǎn)化氣溫度降為540POPC，然后經(jīng)焦?fàn)t氣預(yù)熱器加熱入爐焦?fàn)t氣和蒸汽，溫度降為370POPC，進(jìn)入焦?fàn)t氣初預(yù)熱器加熱原料焦?fàn)t氣，溫度降至270POPC后，經(jīng)鍋爐給水預(yù)熱器、脫鹽水預(yù)熱器、采暖水加熱器進(jìn)一步回收反應(yīng)熱后，轉(zhuǎn)化氣溫度降至約100POPC，再進(jìn)入水冷器冷卻至40POPC。經(jīng)氣液分別器分別工藝?yán)淠汉?，由氧化鋅脫硫槽脫除氣體中殘余的硫，為甲醇合成做最終的把關(guān)。出氧化鋅脫硫槽的轉(zhuǎn)化氣溫度40POPC，壓力約2.0MPa，經(jīng)過濾器送往合成氣壓縮工段。氣液分別器出口的工藝?yán)淠鹤鳛檠h(huán)水補(bǔ)充水。來自鍋爐房的鍋爐給水，溫度約

20、105POPC，壓力約4.2MPa，在鍋爐給水預(yù)熱器用轉(zhuǎn)化氣加熱至200POPC后，一部分送往甲醇合成，一部分經(jīng)廢熱鍋爐的汽包進(jìn)入廢熱鍋爐，生產(chǎn)3.0MPa中壓蒸汽。廢熱鍋爐所生產(chǎn)的蒸汽除供應(yīng)本工段用汽外，富有蒸汽送往蒸汽管網(wǎng)。幫助材料、動(dòng)力消耗定額(噸精甲醇)及消耗量序號(hào)名稱規(guī)格使用狀況單位消耗定 額消耗量備注每小時(shí)每年1循環(huán)水0.40MPa32連續(xù)t63.49507.6x10P6P2電380V連續(xù)kW2.87430.344 x10P6P3鍋爐給水4.2MPa 105連續(xù)t1.5923.90.191 x10P6P4蒸汽3.0MPa連續(xù)t-0.37-5.5-440005轉(zhuǎn)化催化劑kg0.11.

21、5120006氧化鋅脫硫劑kg0.010.1512004.2.4合成氣壓縮、甲醇合成來自轉(zhuǎn)化的合成氣（1.9 MPa），進(jìn)入合成氣壓縮機(jī)組，經(jīng)一級(jí)壓縮后，與循環(huán)氣混合進(jìn)入合成氣壓縮機(jī)組其次級(jí)壓縮到6.0 MPa。該機(jī)組由蒸汽透平驅(qū)動(dòng)，可同時(shí)壓縮合成氣和循環(huán)氣。出壓縮機(jī)組的氣體經(jīng)氣氣換熱器換熱升溫至220，進(jìn)入甲醇反應(yīng)器，在催化劑的作用下進(jìn)行甲醇合成反應(yīng)，主要反應(yīng)如下CO+2HB2B=CHB3BOH+QCOB2B+3HB2B=CHB3BOH+HB2BO+Q甲醇反應(yīng)器為管殼式反應(yīng)器，管內(nèi)填裝觸媒，反應(yīng)管外為沸騰熱水，利用反應(yīng)熱副產(chǎn)中壓飽和蒸汽。反應(yīng)器出口氣進(jìn)氣氣換熱器與合成塔入口氣換熱，把入口氣預(yù)

22、熱到活性溫度以上，然后進(jìn)入水冷器冷卻到40，最終進(jìn)入甲醇分別器進(jìn)行氣液分別。出甲醇分別器氣體大部分作為循環(huán)氣去合成氣壓縮機(jī)增壓后合成甲醇，另一部分去洗醇塔洗滌甲醇。洗醇塔出口氣依據(jù)需要分別去轉(zhuǎn)化和焦扮裝置。由甲醇分別器底部出來的粗甲醇減壓到0.5MPa后進(jìn)入閃蒸槽，閃蒸出的溶解氣去轉(zhuǎn)化作燃料氣，閃蒸槽出來的粗甲醇去甲醇精餾精制。幫助材料、動(dòng)力消耗定額及消耗量序號(hào)名稱規(guī)格使用狀況單位消耗定 額消耗量備注每小時(shí)每年1蒸汽3.43MPa435連續(xù)t1.07161280002蒸汽0.6MPa飽和連續(xù)t-1.05-15.8-1264003電380V連續(xù)kW3.47524160004鍋爐給水4.5MPa

23、105連續(xù)t1.1116.61328005軟水0.2MPa 40連續(xù)t0.071.188006循環(huán)水0.4MPa 32連續(xù)t152.1228018.24 x10P6P7甲醇催化劑kg0.1932.9232004.2.5甲醇精餾從甲醇合成來的粗甲醇，溫度40，壓力0.5MPa(g)，進(jìn)入粗甲醇緩沖槽，出粗甲醇緩沖槽的粗甲醇經(jīng)粗甲醇預(yù)熱器預(yù)熱后進(jìn)入預(yù)精餾塔。出粗甲醇緩沖槽的貯罐氣經(jīng)壓力調(diào)整送到轉(zhuǎn)化工段燃燒。為中和預(yù)塔塔底的少量酸，由堿液泵向預(yù)塔加入少量的510%的NaOH溶液。從預(yù)塔塔頂出來的氣體溫度75，壓力0.05MPa(g)，經(jīng)預(yù)塔冷凝器I和預(yù)塔冷凝器II用循環(huán)水分級(jí)冷凝后，溫度降到40，冷

24、凝下來的甲醇溶液收集在預(yù)塔回流槽內(nèi)，通過預(yù)塔回流泵加壓后，從預(yù)塔的塔頂進(jìn)入到預(yù)塔內(nèi)，預(yù)塔再沸器的力量要滿足肯定的回流比。預(yù)塔再沸器的熱源為低壓蒸汽。預(yù)塔冷凝器II中不凝氣、預(yù)塔塔頂少量的排放氣和各塔頂部氣體管線上平安閥后的排放氣體，均通入排放槽，用軟水吸取回收甲醇后送至燃料氣系統(tǒng)燃燒?；厥盏募状家鹤粤魅氲叵虏蹆?nèi)。從預(yù)塔塔底出來脫除輕組分后的預(yù)后甲醇，用預(yù)后甲醇泵抽出，送入加壓精餾塔，加壓精餾塔的操作壓力為0.6MPa(g)，塔底用再沸器加熱，使塔底料液維持在134，從甲醇加壓塔塔頂出來的甲醇蒸汽在常壓塔再沸器中冷凝，釋放的熱用來加熱常壓塔中的物料。常壓塔再沸器出口的甲醇冷凝液一部分由加壓塔回流

25、泵經(jīng)回流槽在流量把握下送回加壓塔頂回流；另一部分作為成品甲醇，成品甲醇首先經(jīng)粗甲醇預(yù)熱器冷卻，再經(jīng)精甲醇冷卻器冷卻到大約40，送往精甲醇中間槽。把握加壓塔的液面使過剩的產(chǎn)物在134下進(jìn)入常壓塔，常壓塔底部產(chǎn)物在107和0.03MPa(g)壓力條件下，由加壓塔頂產(chǎn)物的冷凝熱再沸。離開常壓塔頂?shù)恼羝s65，在常壓塔頂冷凝器中冷卻到40后送到常壓塔回流槽，在流量把握下，再用常壓塔回流泵將回流液送回塔頂，其余部分作為精甲醇產(chǎn)品送入精甲醇中間槽。精甲醇中間槽的甲醇產(chǎn)品經(jīng)分析合格后，通過精甲醇泵送到成品罐區(qū)貯存。常壓塔底的產(chǎn)物是水，含有微量的甲醇和高沸點(diǎn)雜質(zhì)。為防止高沸點(diǎn)的雜醇混入到精甲醇產(chǎn)品中，在常壓塔

26、的下部有雜醇采出，溫度約85，壓力約0.035MPa(g)，經(jīng)雜醇冷卻器冷卻到40后，靠靜壓送到雜醇貯槽，再通過雜醇泵送到成品罐區(qū)貯存。從常壓塔底部排出的廢水溫度107，壓力約0.045MPa(g)，經(jīng)殘液冷卻器冷卻到40后，由殘液泵送往水處理裝置進(jìn)行廢水處理。幫助材料、動(dòng)力消耗定額(噸精甲醇)及消耗量序號(hào)名稱規(guī)格使用情 況單位消耗定額消耗量備注每小時(shí)每年1蒸汽0.5MPa158連續(xù)t1.2318.40.147x10P6P2循環(huán)水0.4MPa32連續(xù)t58.08706.96x10P6P3電380V連續(xù)kWh9.341401.12x10P6P4NaOH100%連續(xù)kg0.11.54123004.

27、2.6空分裝置4.2.6.1本裝置為10萬噸/年甲醇裝置的配套設(shè)備。其主要任務(wù)是為轉(zhuǎn)扮裝置連續(xù)供應(yīng)壓力為2.5MPa(G),氣量6300 NmP3P/h，純度為99.6%的氧氣；為開車吹掃、置換、觸媒升溫還原供應(yīng)氣量3000 NmP3P/h、純度為99.99%的氮?dú)狻?.2.6.2 工藝方案及主要設(shè)備選型為了滿足所用氧氣量及壓力等級(jí)，設(shè)計(jì)選用KDONAr-6000/3000 型深冷空分設(shè)備一套。主要技術(shù)參數(shù)如下：氧氣6300 NmP3P/h，純度為99.6%OB2B B 氮?dú)?000 NmP3P/h，純度為99.99%NB24.2.6.3 工藝流程簡述本裝置接受目前較為先進(jìn)的分子篩純化增壓流程

28、，空氣經(jīng)脈沖式空氣過濾器除去空氣中的灰塵及其它機(jī)械雜質(zhì)，然后進(jìn)入透平壓縮機(jī)被壓縮至約0.62MPa。壓縮后的空氣進(jìn)入空氣預(yù)冷系統(tǒng)的空氣冷卻塔，在其中被水冷卻和洗滌?？諝獗焕鋮s至約15.5左右后進(jìn)入分子篩純化器除去空氣中水分、二氧化碳及乙炔等雜質(zhì)使空氣得到凈化，由于分子篩吸附熱之故，空氣被復(fù)熱至17，然后分二路入分餾塔，一路是絕大部分空氣進(jìn)入分餾塔中主換熱器被返流氣冷卻至-172（其中有一小部分被液化）進(jìn)入下塔底部，而另一路空氣經(jīng)過增壓機(jī)增壓至0.80.9MPa，經(jīng)冷卻后進(jìn)入主換熱器被冷卻至-108左右，再從主換熱器中部抽出去透平膨脹機(jī)膨脹至0.14 MPa左右，以-165溫度進(jìn)入上塔進(jìn)行精餾，

29、得產(chǎn)品氧氣和氮?dú)?，部分污氮再生分子篩使用，大部分氮?dú)馊ニ鋮s塔，產(chǎn)品氧氣和少部分氮?dú)夥謩e送往用戶使用。4.2.6.4 水、電、汽消耗指標(biāo)：序號(hào)名稱規(guī)格單位使用狀況消耗量備注每小時(shí)每 年1循環(huán)水32 t連續(xù)139011.12 x10P6P2電380VkWkW連續(xù)2001.6x10P6P3電10kVkWkW連續(xù)11008.8 x10P6P4蒸汽3.43MPa435 t連續(xù)16.10.129 x10P6P4.3 自控技術(shù)方案焦?fàn)t氣生產(chǎn)甲醇技術(shù)牢靠，工藝成熟，生產(chǎn)過程具有連續(xù)性和牢靠性。為了取得最佳的經(jīng)濟(jì)效益，確保整套生產(chǎn)裝置的平安、牢靠運(yùn)行，設(shè)計(jì)接受先進(jìn)、牢靠、自動(dòng)化水平高的集散把握系統(tǒng)（DCS系統(tǒng)

30、）的自控方案。4.3.1 自動(dòng)化水平本工程主要分為甲醇裝置區(qū)、空分裝置和循環(huán)水系統(tǒng)。甲醇裝置區(qū)內(nèi)單獨(dú)設(shè)獨(dú)立的把握樓，在中心把握室設(shè)置一套集散把握系統(tǒng)（DCS系統(tǒng)），用于對(duì)焦?fàn)t氣壓縮、精脫硫、轉(zhuǎn)化、合成氣壓縮、甲醇合成、精餾，最終到甲醇產(chǎn)品整套工藝流程進(jìn)行集中監(jiān)測和過程把握。焦?fàn)t氣壓縮機(jī)和合成氣壓縮機(jī)組的儀表及把握系統(tǒng)隨機(jī)成套供貨，DCS系統(tǒng)只監(jiān)測、顯示其運(yùn)行狀態(tài)。循環(huán)水系統(tǒng)接受常規(guī)的智能型數(shù)字式儀表，分別在各自的操作室或把握室設(shè)置儀表盤進(jìn)行監(jiān)控。空分及鍋爐儀表成套供貨。4.3.2 為了確保生產(chǎn)裝置及操作人員的平安，設(shè)置報(bào)警、聯(lián)鎖系統(tǒng)。該系統(tǒng)功能由DCS系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)。在中心把握室的DCS系統(tǒng)的操作站

31、畫面上設(shè)有各種操作按鈕軟開關(guān)或通過操作站的操作員鍵盤上的特定功能鍵，可對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)設(shè)備（壓縮機(jī)、泵等）進(jìn)行緊急停車，以及對(duì)有關(guān)平安聯(lián)鎖閥門進(jìn)行遠(yuǎn)程手動(dòng)開/關(guān)操作。4.3.3 對(duì)于焦?fàn)t氣及循環(huán)氣的主要成份（CO，CHB3BOH）接受在線自動(dòng)分析儀器進(jìn)行連續(xù)分析。分析器的主機(jī)、取樣探頭、預(yù)處理裝置及其它幫助裝置由分析儀器廠成套供應(yīng)，除取樣探頭以外的成套裝置安裝在現(xiàn)場的分析器室內(nèi)或現(xiàn)場安裝的正壓防爆柜內(nèi)。分析器輸出信號(hào)送到中心把握室的DCS系統(tǒng)。4.3.4 對(duì)有CO、HB2B、CHB3BOH等可燃易爆氣體的場所，如壓縮機(jī)廠房、甲醇精餾裝置區(qū)等，設(shè)置可燃?xì)怏w報(bào)警檢測系統(tǒng)。4.3.5 儀表的選型甲醇裝置區(qū)為防爆區(qū)域，現(xiàn)場儀表選用本安防爆或隔爆型。新穎水、循環(huán)水系統(tǒng)為非防爆場所，現(xiàn)場儀表選用防護(hù)型。壓力、差壓變送器主選智能型，溫度檢測元件主選溫度變送器。4.3.6 儀表電源接