甲醇廠生產(chǎn)裝置介紹

甲醇廠生產(chǎn)裝置介紹

甲醇廠生產(chǎn)裝置包括兩部分：20萬噸/年甲醇項目：隨著公司新建150萬噸/年焦?fàn)t項目的批準(zhǔn)及動工，其投產(chǎn)后將副產(chǎn)大量焦?fàn)t氣，為了合理利用這部分焦?fàn)t氣，結(jié)合市場經(jīng)濟(jì)、循環(huán)經(jīng)濟(jì)、環(huán)境等因素，按照省化工產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)實施辦法和調(diào)產(chǎn)的要求，配套建設(shè)了20萬噸/年甲醇項目。此項目成立于2007年3月20日，2008年6月30日投產(chǎn)。20萬噸/年甲醇改擴(kuò)建項目：基于省政府淘汰落后產(chǎn)能將原有化肥裝置關(guān)停、綜合利用18000m3/h的富余焦?fàn)t煤氣、給60萬噸/年烯烴項目提供甲醇原料等原因，于2011年3月開始籌劃建設(shè)，2011年6月28日舉行了開工奠基儀式，2013年6月18日建成投產(chǎn)，產(chǎn)出粗甲醇。

項目建設(shè)背景甲醇廠占地面積21.95萬平方米，現(xiàn)有員工628人，其中，工程碩士3人，高級工程師4人，工程師35人，大專以上學(xué)歷373人。下設(shè)一室五科和七個生產(chǎn)車間，分別是綜合辦公室、生產(chǎn)技術(shù)科、機(jī)動科、安環(huán)科、核算科、質(zhì)量檢驗科，造氣車間、凈化車間、空分車間、合成車間、公輔車間、第二凈化車間、第二合成車間。現(xiàn)擁有兩套甲醇生產(chǎn)裝置，第一套裝置為20萬噸/年焦?fàn)t氣配水煤氣甲醇生產(chǎn)裝置，工藝路線屬國內(nèi)首創(chuàng)；第二套裝置為焦?fàn)t氣制甲醇生產(chǎn)裝置，工程規(guī)模10萬噸，適當(dāng)配入水煤氣時生產(chǎn)規(guī)?？蛇_(dá)14萬噸。主要產(chǎn)品精甲醇質(zhì)量符合GB338-2011。

甲醇廠設(shè)置甲醇生產(chǎn)裝置概述一、主要裝置概述二、主要工藝流程簡介三、裝置主要特點一主要裝置概述

甲醇裝置系150萬噸/年焦?fàn)t配套工程，設(shè)計以焦?fàn)t氣為主，并生產(chǎn)適量水煤氣補(bǔ)碳達(dá)到增產(chǎn)目的，一系統(tǒng)生產(chǎn)裝置氣體凈化可分為焦?fàn)t氣、水煤氣兩條主線，最大產(chǎn)能達(dá)到24萬噸/年；二系統(tǒng)氣體凈化為焦?fàn)t氣路線，甲醇合成配入適量水煤氣可達(dá)14萬噸/年。甲醇生產(chǎn)過程主要包括原料氣的制備（制取水煤氣）、凈化（除雜、脫硫、甲烷轉(zhuǎn)化）、合成及精餾等工序。主要裝置概況

序號裝置或設(shè)備數(shù)量生產(chǎn)能力備注1空分裝置1套處理空氣量：42000Nm3/h產(chǎn)品氧氣量：8000Nm3/h產(chǎn)品氮?dú)猓?000Nm3/h2造氣爐12臺最大產(chǎn)氣量：36000Nm3/h按最多開10臺計3水煤氣氣柜1個最大貯氣量：1.8萬m32萬m3氣柜4焦?fàn)t氣氣柜1個最大貯氣量：2.8萬m33萬m3氣柜5濕脫硫系統(tǒng)1套焦?fàn)t氣處理量：32650Nm3/h水煤氣最大量：33000Nm3/h6低壓機(jī)5臺單臺打氣量：18150m3/h焦?fàn)t氣與水煤氣各開兩臺，一臺共用7精脫硫系統(tǒng)1套焦?fàn)t氣處理量：32650Nm3/h8轉(zhuǎn)化系統(tǒng)1套焦?fàn)t氣處理量：32650Nm3/h20萬噸/年甲醇裝置

序號裝置或設(shè)備數(shù)量生產(chǎn)能力備注9水煤氣精脫硫1套水煤氣最大量：33000Nm3/h10聯(lián)合壓縮機(jī)1臺新鮮氣量：82656Nm3/h循環(huán)氣量：352778Nm3/h11合成系統(tǒng)1套最大產(chǎn)能：24萬噸/年12氫回收1套最大產(chǎn)氫氣量：6000Nm3/h13精餾系統(tǒng)1套年處理能力：40萬噸/年14粗甲醇貯罐1個單臺設(shè)計貯存甲醇量：1萬m32013年由精甲醇改為粗甲醇貯罐15精甲醇貯罐3個單臺設(shè)計貯存甲醇量：1萬m3

序號裝置或設(shè)備數(shù)量生產(chǎn)能力備注1空分裝置1套處理空氣量：34700Nm3/h產(chǎn)品氧氣量：6000Nm3/h產(chǎn)品氮?dú)猓?2000Nm3/h2焦?fàn)t氣氣柜1個最大貯氣量：2.8萬m3

設(shè)計3萬m3氣柜3濕脫硫系統(tǒng)1套焦?fàn)t氣處理量：30000Nm3/h4低壓機(jī)3臺單臺打氣量：18150m3/h兩開一備5精脫硫系統(tǒng)1套焦?fàn)t氣處理量：30000Nm3/h6轉(zhuǎn)化系統(tǒng)1套焦?fàn)t氣處理量：30000Nm3/h7聯(lián)合壓縮機(jī)1臺新鮮氣量：54300Nm3/h循環(huán)氣量：298920Nm3/h8合成系統(tǒng)1套最大產(chǎn)能：14萬噸/年20萬噸/年甲醇改擴(kuò)建裝置二甲醇生產(chǎn)主要工藝流程簡介甲醇生產(chǎn)對氫碳比有一定的要求，最佳比例約2.05左右。而焦?fàn)t氣轉(zhuǎn)化后H/C比較高，作為合成甲醇的原料時，弛放氣量大，氫氣沒有得到充分利用，造成原料氣浪費(fèi)；而以煤制氣生產(chǎn)甲醇則剛好相反，H/C不足。為合理利用碳、氫資源，降低甲醇生產(chǎn)成本，所以甲醇項目采用焦?fàn)t氣配水煤氣的工藝路線，達(dá)到氫碳平衡的目的，減少噸甲醇的消耗。

甲醇生產(chǎn)工藝流程方框圖弛放氣去2#預(yù)熱爐、焦化廠、火炬燃燒H2N2外送焦?fàn)t氣來自焦化廠3萬氣柜焦?fàn)t氣濕法脫硫焦?fàn)t氣壓縮焦?fàn)t氣精脫硫轉(zhuǎn)化造氣爐2萬氣柜水煤氣濕法脫硫水煤氣壓縮水煤氣精脫硫空分O2合成氣壓縮甲醇合成甲醇精餾成品甲醇?xì)浠厥誑2外送、O2裝瓶二系統(tǒng)焦?fàn)t氣來自焦化廠3萬氣柜焦?fàn)t氣濕法脫硫焦?fàn)t氣壓縮焦?fàn)t氣精脫硫二轉(zhuǎn)化空分O22#合成氣壓縮二甲醇合成1、煤氣中H2S的形成：在煉焦過程中，配合煤中的大部分的S以無機(jī)鹽的形式隨焦炭帶走，少部分在高溫下主要形成無機(jī)物的H2S和少量有機(jī)硫化物(CS2等)。有機(jī)硫化物在較高溫度下繼續(xù)發(fā)生反應(yīng)，幾乎全部轉(zhuǎn)化為H2S，煤氣中H2S所含硫約占煤氣中總S量的90％以上。2、H2S的性質(zhì)：在常溫下是一種帶刺激臭味的無色氣體，其密度為1.54kg/m3，燃燒時生成SO2和H2O，有毒，在空氣中含有0.1％時就能使人死亡。3、脫硫必要性：焦?fàn)t氣制甲醇工藝中,焦?fàn)t氣精制的首要工作是“除毒”。硫化物對轉(zhuǎn)化催化劑、甲醇合成催化劑有害，可以使催化劑的失去活性，甲醇合成催化劑要求總硫≤0.1×10-6。工藝流程簡介1、濕法脫硫

來自焦化廠的焦?fàn)t煤氣，經(jīng)過焦?fàn)t氣氣柜和干式電除塵器后進(jìn)入羅茨鼓風(fēng)機(jī)，加壓后進(jìn)入脫硫塔，氣體在脫硫塔內(nèi)與塔頂噴淋下來的脫硫液逆流接觸，吸收氣體中的H2S，經(jīng)脫硫塔上部旋流板分離液體，再經(jīng)干式電捕進(jìn)一步除去液體和焦油后送至焦?fàn)t氣壓縮工序。2、精脫硫

來自壓縮工段的焦?fàn)t氣壓力2.5MPa，溫度40℃首先經(jīng)過濾器除去焦油和塵，然后去轉(zhuǎn)化工序預(yù)熱到300-350℃。預(yù)熱后的焦?fàn)t氣依次經(jīng)預(yù)鐵鉬、鐵鉬轉(zhuǎn)化器將有機(jī)硫轉(zhuǎn)化到≤12.5mg/Nm3，然后進(jìn)入中溫脫硫槽將H2S吸收后，經(jīng)二級加氫將有機(jī)硫轉(zhuǎn)化到1PPm以下，再經(jīng)氧化鋅脫硫槽將總硫脫到2PPm以下送至轉(zhuǎn)化工序。一、一系統(tǒng)工藝流程簡述焦?fàn)t氣精脫硫裝置

3、轉(zhuǎn)化精脫硫后的焦?fàn)t氣溫度350℃，壓力2.2MPa，與蒸汽混合后，經(jīng)焦?fàn)t氣預(yù)熱器和預(yù)熱爐加熱到近650℃，進(jìn)入轉(zhuǎn)化爐。

來自空分裝置的氧氣溫度100℃，壓力2.5MPa，摻入一定量的蒸汽，經(jīng)預(yù)熱爐預(yù)熱到300℃后進(jìn)入轉(zhuǎn)化爐，在轉(zhuǎn)化爐頂部與焦?fàn)t氣蒸汽混合部分燃燒反應(yīng)提供熱源，供轉(zhuǎn)化爐催化劑床層進(jìn)行轉(zhuǎn)化反應(yīng)，將原料氣中的甲烷轉(zhuǎn)化成合成甲醇的有效氣體CO和H2。主要反應(yīng)為：CH4+2O2=CO2+2H2O+Q(1)H2+1/2O2=H2O+Q(2)CH4+H2O=CO+3H2-Q(3)CH4+CO2=2CO+2H2-Q

(4)出轉(zhuǎn)化爐轉(zhuǎn)化氣溫度約960℃，甲烷含量小于1.1%，進(jìn)入廢熱鍋爐副產(chǎn)3.8MPa飽和蒸汽，轉(zhuǎn)化氣再進(jìn)一步冷卻，經(jīng)中、常溫氧化鋅將總硫脫除到0.1PPm以下送入合成工序。工藝流程簡介轉(zhuǎn)化爐工藝流程簡介

4、造氣工藝流程

造氣過程由吹風(fēng)、上吹制氣、下吹制氣、二次上吹、蒸汽吹凈、空氣吹凈六個階段組成。粒度合格的原料白煤或粒焦，經(jīng)皮帶運(yùn)至各造氣爐料倉，由自動加焦裝置將煤均勻地加入造氣爐內(nèi)，由鼓風(fēng)機(jī)鼓入空氣進(jìn)行燃燒，提高爐溫，積蓄熱量，產(chǎn)生的吹風(fēng)氣經(jīng)爐上部進(jìn)入旋風(fēng)除塵器除塵后去吹風(fēng)氣回收工段，在造氣爐內(nèi)吹風(fēng)后便轉(zhuǎn)入制氣階段，將過熱蒸汽分別從爐底和爐上部通入爐內(nèi)，與熾熱的炭層發(fā)生化學(xué)反應(yīng)：C+O2→COC+O2→CO2CO+H2O→H2+CO2

產(chǎn)生的煤氣分別稱為上行煤氣和下行煤氣，上、下行煤氣進(jìn)入造氣廢熱鍋爐回收熱量后，進(jìn)入煤氣冷卻器，洗滌冷卻至常溫送氣柜。工藝流程簡介5、水煤氣脫硫

（1）水煤氣濕法脫硫由造氣工段送來的溫度40℃，壓力為400mm水柱的水煤氣，經(jīng)氣柜緩沖后進(jìn)入洗氣塔進(jìn)行洗滌除塵，再進(jìn)入濕式電除塵器內(nèi)進(jìn)一步除塵，經(jīng)羅茨鼓風(fēng)機(jī)鼓風(fēng)加壓送入水煤氣脫硫塔的底部，在塔內(nèi)自下而上穿過填料與塔頂噴淋下的脫硫液逆流接觸，使水煤氣中的H2S≤20mg/Nm3，脫除硫化氫后的水煤氣從脫硫塔的頂部出來，經(jīng)干式電除塵器進(jìn)一步除去灰塵和液體后送到壓縮工段。

（2）水煤氣精脫硫

經(jīng)壓縮后的水煤氣有機(jī)硫≤400mg/Nm3，進(jìn)入油分離器及除油器，除去微量油污、雜質(zhì)后進(jìn)入煤氣預(yù)熱器加熱，使溫度提高到130~200℃左右，進(jìn)入預(yù)加氫槽和加氫槽將90%左右的有機(jī)硫加氫轉(zhuǎn)化為H2S，經(jīng)ADA脫硫塔使H2S脫至≤20mg/Nm3，再經(jīng)1#粗脫硫槽、寬溫水解槽，使有機(jī)硫水解至≤2PPm，進(jìn)入2#粗脫硫槽、精脫硫槽使總硫脫至≤0.1PPm，滿足甲醇生產(chǎn)要求送入合成工序聯(lián)合壓縮機(jī)入口。水煤氣精脫硫裝置工藝流程簡介6、合成氣壓縮、甲醇合成焦?fàn)t氣轉(zhuǎn)化氣與水煤氣凈化氣混合后（1.9MPa）作為甲醇合成原料氣，進(jìn)入合成氣壓縮機(jī)組通過Ⅰ、Ⅱ段壓縮與甲醇分離器來的循環(huán)氣匯合后，一起經(jīng)Ⅲ段壓縮到6.0MPa，經(jīng)氣氣換熱升溫至210℃，進(jìn)入甲醇合成塔在催化劑的作用下進(jìn)行反應(yīng)，主要反應(yīng)如下：CO+2H2=CH3OH+QCO2+3H2=CH3OH+H2O+Q

從合成塔出來的氣體經(jīng)冷卻、甲醇分離后氣體大部分作為循環(huán)氣去合成氣壓縮機(jī)組循環(huán)利用，另一部分氣體去氫回收裝置回收氫氣合成甲醇；從甲醇分離器底部出來的粗甲醇經(jīng)閃蒸槽減壓后送往粗甲醇貯罐進(jìn)行精餾，閃蒸槽上部膨脹氣作為燃料送出。甲醇合成塔合成壓縮廠房：原料氣壓縮機(jī)聯(lián)合壓縮機(jī)工藝流程簡介甲醇精餾塔7、甲醇精餾及成品罐區(qū)甲醇精餾采用三塔加一塔流程。即先在預(yù)塔與工藝?yán)淠簱Q熱后進(jìn)行輕組份的分離，然后在加壓塔與轉(zhuǎn)化氣、蒸汽換熱后、在常壓塔與蒸汽冷凝液換熱后進(jìn)行水及重組份的分離，由加壓塔回流泵出口及常壓塔回流泵出口采出精甲醇，經(jīng)精甲醇計量槽合格后送入成品罐區(qū)；常壓塔底殘液再通過回收塔回收殘余醇后，送到成品罐區(qū)雜醇油槽內(nèi)，含醇水送至造氣循環(huán)水系統(tǒng)。

成品罐區(qū)工藝流程簡介8、氫回收

本裝置采用變壓吸附（PSA）氣體分離流程，處理甲醇馳放氣量12856Nm3/h，產(chǎn)品H2含量≥98%，流量為6000Nm3/h的氫氣送入聯(lián)合壓縮機(jī)，利于甲醇合成。9、空分裝置空分裝置為甲醇、原化肥裝置的配套設(shè)施。其主要任務(wù)是為甲烷轉(zhuǎn)化提供純度99.6%、8000Nm3/h的氧氣，還為全公司提供純度為99.99%、5000Nm3/h的氮?dú)?。具體工藝流程：空氣經(jīng)過濾、加壓、預(yù)冷后進(jìn)入分子篩吸附，除去水份、二氧化碳、烴類等物質(zhì)的空氣經(jīng)主換熱器進(jìn)一步冷卻、膨脹機(jī)節(jié)流等熵膨脹產(chǎn)生冷量送入分餾塔下部，凈化后的空氣在分餾塔內(nèi)進(jìn)行精餾，頂部產(chǎn)出合格氮?dú)?，中上部產(chǎn)出合格氧氣。工藝流程簡介工藝流程簡介二、二系統(tǒng)工藝流程（主流程與一系統(tǒng)同）1、濕法脫硫

來自焦化廠的焦?fàn)t煤氣，經(jīng)過焦?fàn)t氣氣柜和干式電除塵器后進(jìn)入羅茨鼓風(fēng)機(jī)，加壓后進(jìn)入脫硫塔，氣體在脫硫塔內(nèi)與塔頂噴淋下來的脫硫液逆流接觸，吸收氣體中的H2S，經(jīng)脫硫塔上部旋流板分離液體，再經(jīng)氣液分離器除去液體和雜質(zhì)后送至焦?fàn)t氣壓縮工序。2、精脫硫

來自壓縮工段的焦?fàn)t氣壓力2.5MPa，溫度40℃首先經(jīng)過濾器除去焦油和塵，然后去轉(zhuǎn)化工序預(yù)熱到300-350℃。預(yù)熱后的焦?fàn)t氣依次經(jīng)預(yù)鐵鉬、鐵鉬轉(zhuǎn)化器將有機(jī)硫轉(zhuǎn)化到≤12.5mg/Nm3，然后進(jìn)入中溫脫硫槽將H2S吸收后，經(jīng)二級加氫將有機(jī)硫轉(zhuǎn)化到1PPm以下，再經(jīng)氧化鋅脫硫槽將總硫脫到0.1PPm以下送至轉(zhuǎn)化工序。工藝流程簡介3、轉(zhuǎn)化精脫硫后的焦?fàn)t氣溫度350℃，壓力2.2MPa，與蒸汽混合后，經(jīng)焦?fàn)t氣預(yù)熱器和預(yù)熱爐加熱到近650℃，進(jìn)入轉(zhuǎn)化爐。

來自二系統(tǒng)空分的氧氣（溫度100℃，壓力2.5MPa），摻入預(yù)熱爐加熱后的一定量蒸汽進(jìn)入轉(zhuǎn)化爐燒嘴，在轉(zhuǎn)化爐頂部與焦?fàn)t氣蒸汽混合，焦?fàn)t氣部分燃燒反應(yīng)提供熱源，供轉(zhuǎn)化爐催化劑床層進(jìn)行甲烷轉(zhuǎn)化反應(yīng)，將原料氣中的甲烷轉(zhuǎn)化成合成甲醇的有效氣體CO和H2。反應(yīng)與一系統(tǒng)相同，出轉(zhuǎn)化爐的轉(zhuǎn)化氣溫度約960℃，甲烷含量小于0.8%，進(jìn)入廢熱鍋爐副產(chǎn)飽和蒸汽，轉(zhuǎn)化氣通過氣氣換熱器冷卻后，再經(jīng)中溫氧化鋅將總硫脫除到0.1PPm以下，再進(jìn)一步冷卻分離水后，送入合成工序。工藝流程簡介4、合成氣壓縮、甲醇合成轉(zhuǎn)化氣配入適量水煤氣凈化氣（由一系統(tǒng)送出）混合后（1.9MPa）作為甲醇合成原料氣，進(jìn)入合成氣壓縮機(jī)組通過Ⅰ、Ⅱ段壓縮與甲醇分離器來的循環(huán)氣匯合后，一起經(jīng)Ⅲ段壓縮到6.0MPa，經(jīng)氣氣換熱升溫至210℃，進(jìn)入甲醇合成塔在催化劑的作用下進(jìn)行反應(yīng)，主要反應(yīng)同一系統(tǒng)