1、化學(xué)Second Design Institute of Chemical Industry 可行性研究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)根據(jù)焦?fàn)t氣的組成及甲醇合成對原料氣的要求，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,有機硫250 mmg/NmP3P,首先進入焦?fàn)t氣壓縮機壓縮到2.5MPa,再進入精脫硫裝置，進行有機硫加氫轉(zhuǎn)化及無機硫脫除，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原料氣中硫含量的要求。脫硫后的焦?fàn)t氣進入轉(zhuǎn)化工段

2、，在這里進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)合成氣壓縮機提壓后進行甲醇合成，生成的粗甲醇進入甲醇精餾制得符合國標(biāo)GB338-2004優(yōu)等品級精甲醇。甲醇合成的弛放氣一部分送轉(zhuǎn)化裝置的預(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)化采用純氧部分氧化，所需氧氣由空分提供。全廠方框流程圖及物料平衡表見附圖。本文件包含化學(xué)工業(yè)第二設(shè)計院技術(shù)成果，未經(jīng)本院許可不得轉(zhuǎn)給第三方或復(fù)制。 4-3This document contains proprietary information o

3、f SEDIN. To be kept confidential. Second Design Institute of Chemical Industry 可行性研究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，有機硫約250 mg/NmP3P，壓力為常壓，在進一步處理前，必須進行氣體的壓縮。本工程焦?fàn)t氣量較大，可選擇的壓縮機有往復(fù)式和離心式兩種。往復(fù)式壓縮機技術(shù)成熟，價格便宜，但單機打氣量小，機器龐大，噪音高，慣性力強，需要強固的基礎(chǔ)。此外，往復(fù)式壓縮機易損件多，容易停車，檢修頻繁，維修費用高，必須考慮備機，如采用往復(fù)式壓

4、縮機，需兩開一備，占地大，電耗稍高。離心式壓縮機體積與重量都小而流量很大，占地少，供氣均勻、運轉(zhuǎn)平穩(wěn)、易損件少、維護方便，可以長周期安全運行，不考慮備機。更為有利的是可以用蒸汽透平驅(qū)動壓縮機，從而合理地利用熱能。但離心式壓縮機價格遠高于往復(fù)式壓縮機，投資為往復(fù)式壓縮機投資的兩倍，此外，焦?fàn)t氣含塵、含硫，容易造成離心式壓縮機葉輪通道的堵塞，更為致命的是焦?fàn)t氣中HB2B含量高，氣體平均分子量小，如采用離心式壓縮機設(shè)備加工難度大。相比之下，往復(fù)式壓縮機對氣體組分沒有要求，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。該機采用對稱平衡型四列三級壓縮，雙一級氣缸，二級、三級氣缸各一個，對稱平衡型壓

5、縮機慣性力完全平衡，同時由于相對兩列的活塞力相反，能相互抵消，減少了主軸頸和主軸承之間的磨損。4.1.2.2 精脫硫焦?fàn)t氣壓縮機出來的焦?fàn)t氣中H2S小于100mg/NmP3，有機硫約250 mg/NmP3P，無機硫脫除相對容易，有機硫不容易直接脫除，必須先轉(zhuǎn)化為無機硫，再進行脫除。加氫轉(zhuǎn)化反應(yīng)屬可逆反應(yīng)，采用有機硫兩級轉(zhuǎn)化和無機硫兩級脫除有利于有機硫轉(zhuǎn)化反應(yīng)的進行，并容易保證脫硫精度。有機硫轉(zhuǎn)化催化劑主要有鈷鉬加氫催化劑、鐵鉬加氫催化劑和湖北所等單位開發(fā)的水解催化劑。鈷鉬加氫催化劑價格昂貴，過去主要用于天然氣脫硫，經(jīng)過研究加入有效助劑后，可以用于焦?fàn)t氣脫硫，克服了甲烷化的缺點，并且對噻吩有很高

6、的轉(zhuǎn)化率；水解催化劑主要用于水解羰基硫，對噻吩基本不起作用；鐵鉬加氫催化劑價格適中，對各種有機硫有著較高的轉(zhuǎn)化率，適合焦?fàn)t氣脫硫，并且在許多焦化廠制取合成氨和甲醇裝置中得到檢驗。為保證脫硫精度，本裝置采用兩級鐵鉬加氫轉(zhuǎn)化，串兩級干法脫硫，脫硫后總硫控制在0.1ppm以下。4.1.2.3 轉(zhuǎn)化焦?fàn)t氣轉(zhuǎn)化可以采用蒸汽轉(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)化爐可以借鑒天然氣一段轉(zhuǎn)化爐，焦?fàn)t氣與工藝蒸汽進行水碳比調(diào)節(jié)，混合氣在對流段預(yù)熱至500以上進入轉(zhuǎn)化爐管，在轉(zhuǎn)化管內(nèi)進行甲烷轉(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

7、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。爐管采用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，提供反應(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，流程簡單。采用純氧自熱式部分氧化，避免了蒸汽轉(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，有利于強化生產(chǎn)，燃料氣

8、消耗低，焦?fàn)t氣利用率高，投資省。我院于二十世紀八十年代為山西焦化集團公司設(shè)計的焦?fàn)t氣富氧部分氧化制合成氨裝置，一直使用至今，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)計了焦?fàn)t氣純氧轉(zhuǎn)化制甲醇裝置，這兩個廠分別于2004年和2005年投產(chǎn)，因此，我院對焦?fàn)t氣轉(zhuǎn)化積累了成功的設(shè)計經(jīng)驗，并獲準(zhǔn)專利保護（專利號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，不用貴重的鎳催化劑和高鎳鉻合金鋼材，設(shè)備體積小，對原料的硫含量要求不高，可以省掉精脫硫裝置。缺點是轉(zhuǎn)化爐反應(yīng)溫度高，內(nèi)襯金剛玉，造價高；焦?fàn)t氣及氧氣耗量高，甲醇產(chǎn)量低。非催化裂

9、解生成較多炭黑，增加了后處理的困難，因此對于較易轉(zhuǎn)化的焦?fàn)t氣一般不采用此法。通過以上比較可以看出，催化部分氧化法設(shè)備簡單，流程短，投資少，能耗低，因此本項目焦?fàn)t氣轉(zhuǎn)化仍采用催化部分氧化工藝。4.1.2.4 甲醇合成(1) 合成壓力的選擇甲醇工業(yè)始于20世紀初，最初采用Zn-Cr催化劑、合成壓力30MPa,隨著脫硫技術(shù)的發(fā)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，而且選擇性好，減少了副反應(yīng)，改善了甲醇質(zhì)量。由于壓力低，設(shè)備制造比高壓法容易，投資少，能耗低，成本也低。目前高壓法漸趨淘汰，一般都采用低壓法，超大型裝置采用中壓法。(2

10、) 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、操作控制靈活方便的方向發(fā)展。1） 冷激式合成塔冷激式合成塔設(shè)備簡單，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控制床層溫度，觸媒裝卸方便，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，操作費用高，開工需設(shè)開工加熱爐。2）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)節(jié)蒸汽壓力有效地控制床層溫度，床層溫差變化小，操作平

11、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)動循環(huán)壓縮機或作為甲醇精餾系統(tǒng)的熱源。管殼式反應(yīng)器結(jié)構(gòu)復(fù)雜，材料要求高，投資比冷激式反應(yīng)器大，但操作費用低。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)器由一個立式的壓力容器，一個帶中心管的催化劑筐，以及同鍋爐給水分配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層上，與水平徑向流動的合成氣垂直。鍋爐給水從爐底通入冷卻管，產(chǎn)生的蒸汽匯集在蒸汽室內(nèi)。由于反應(yīng)氣是徑向流動，床層阻力小；反應(yīng)氣垂直流過列管表面，傳熱系數(shù)高，移熱

12、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，與普通管殼式、MRF反應(yīng)器的顯著區(qū)別是：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)器采用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軸徑向塔的特點是觸媒床頂端不封閉，造成觸媒床上部為軸向流動，床層主要部分為徑向流動。觸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。由于不采用直接冷激，而采用塔外換熱，各床層段出口

13、甲醇濃度較高，所需的床層段數(shù)較少，優(yōu)點是易于大型化。6）林達均溫型合成塔林達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)冷氣吸收管外反應(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)溫提壓容易，材料簡單，價格便宜，運行穩(wěn)定。綜上所述，在選擇合成塔類型時要綜合考慮技術(shù)可靠性、投資及運行費用。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，其差距是十分明顯的。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。林達反應(yīng)器雖然有價格上的優(yōu)勢，但由于高位能沒有得到有效利用，在大型項目上推廣有一定難度。管殼

14、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，反應(yīng)器體積較大，給反應(yīng)器的設(shè)計制造帶來較大難度。Casale反應(yīng)器由于是軸徑向流動，催化床層阻力降明顯減少，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)器實現(xiàn)了國產(chǎn)化，并有多套生產(chǎn)裝置在成功運行，為操作方便，本工程甲醇反應(yīng)器采用管殼式等溫反應(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)別在于三塔流程采用兩個主精餾塔，一個加壓操作，一

15、個常壓操作，用加壓塔塔頂蒸汽冷凝熱作常壓塔塔底再沸器熱源，從而減少蒸汽和冷卻水消耗，但流程稍長，投資稍有增加。從能耗和投資綜合考慮，本裝置采用三塔流程。精餾塔內(nèi)件可采用填料也可以采用塔板，二者投資接近，都可以達到甲醇成品精度要求，考慮到板式塔容易調(diào)節(jié)采出和進料位置，操作方便，本可研精餾塔內(nèi)件采用俘閥塔板。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氣進入焦?fàn)t氣壓縮機，升壓至2.5MPa，冷卻到40后送精脫硫裝置。焦?fàn)t氣共三臺，兩開一備。動力消耗定額(噸精甲醇)及消耗量序號名稱規(guī)格使用情況單位消耗定 額消耗量備注每小時每年1循環(huán)水0.4

16、0MPa32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硫后送至轉(zhuǎn)化裝置利用余熱提溫到約220POPC。提溫后的氣體經(jīng)過一級加氫轉(zhuǎn)化器，氣體中的有機硫在此轉(zhuǎn)化為無機硫，另外，氣體中的氧也在此與氫反應(yīng)生成水，不飽和烴加氫成為飽和烴。加氫轉(zhuǎn)化后的氣體含總硫約252mg/NmP3P，進入中溫脫硫槽，脫去絕大部分的無機硫。之后經(jīng)過二級加氫轉(zhuǎn)化器將殘余的有機硫進行轉(zhuǎn)化，再經(jīng)中溫氧化鋅脫硫槽

17、把關(guān)，使氣體中的總硫達到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)化裝置。裝置中設(shè)置中溫脫硫槽三臺，操作時可串可并，正常操作時兩開一備。氧化鋅脫硫槽為兩臺，正常操作時兩臺串聯(lián)，當(dāng)一臺需要更換觸媒時，短時單臺操作。開車時或更換新觸媒后，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。輔助材料消耗定額及消耗量表序號名稱規(guī)格單位消耗定額消耗量備注每小時每年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

18、.0660.9979505吸油劑kg0.1482.2217800注：消耗定額以噸甲醇產(chǎn)品計4.2.3 轉(zhuǎn)化脫硫后的焦?fàn)t氣，壓力約2.2MPa，溫度約350POPC進入轉(zhuǎn)化工段。為甲烷轉(zhuǎn)化反應(yīng)的需要，同時為防止焦?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2.5MPa，加入過熱蒸汽后進入轉(zhuǎn)化爐上部，氧氣流量根據(jù)轉(zhuǎn)化爐出口溫度和焦?fàn)t氣流量來調(diào)節(jié)。焦?fàn)t氣和氧氣分別進入轉(zhuǎn)化爐上部后立即進行氧化反應(yīng)放出熱量，并很快進入催化

19、床層，進行以下反應(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)式達到平衡，轉(zhuǎn)化氣由轉(zhuǎn)化爐底部引出，溫度950POPC985POPC、壓力約2.2MPa、甲烷含量約0.7%（干基），進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370POP

20、C，進入焦?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、采暖水加熱器進一步回收反應(yīng)熱后，轉(zhuǎn)化氣溫度降至約100POPC，再進入水冷器冷卻至40POPC。經(jīng)氣液分離器分離工藝冷凝液后，由氧化鋅脫硫槽脫除氣體中殘余的硫，為甲醇合成做最后的把關(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。氣液分離器出口的工藝冷凝液作為循環(huán)水補充水。來自鍋爐房的鍋爐給水，溫度約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)廢熱鍋爐的汽包進入廢熱鍋爐，生產(chǎn)3.0MPa中壓

21、蒸汽。廢熱鍋爐所生產(chǎn)的蒸汽除供給本工段用汽外，富裕蒸汽送往蒸汽管網(wǎng)。輔助材料、動力消耗定額(噸精甲醇)及消耗量序號名稱規(guī)格使用情況單位消耗定 額消耗量備注每小時每年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kg0.11.5120006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），進入合成氣壓縮機組，經(jīng)一級壓縮后，與循環(huán)

22、氣混合進入合成氣壓縮機組第二級壓縮到6.0 MPa。該機組由蒸汽透平驅(qū)動，可同時壓縮合成氣和循環(huán)氣。出壓縮機組的氣體經(jīng)氣氣換熱器換熱升溫至220，進入甲醇反應(yīng)器，在催化劑的作用下進行甲醇合成反應(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)器出口氣進氣氣換熱器與合成塔入口氣換熱，把入口氣預(yù)熱到活性溫度以上，然后進入水冷器冷卻到40，最后進入甲醇分離器進行氣液分離。出甲醇分離器氣體大部分作為循環(huán)氣去合成氣壓縮機增壓后合成甲醇，另一部分去洗醇塔洗滌甲

23、醇。洗醇塔出口氣根據(jù)需要分別去轉(zhuǎn)化和焦化裝置。由甲醇分離器底部出來的粗甲醇減壓到0.5MPa后進入閃蒸槽，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。輔助材料、動力消耗定額及消耗量序號名稱規(guī)格使用情況單位消耗定 額消耗量備注每小時每年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 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 x10

24、P6P7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)熱后進入預(yù)精餾塔。出粗甲醇緩沖槽的貯罐氣經(jīng)壓力調(diào)節(jié)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)水分級冷凝后，溫度降到40，冷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)塔的塔頂進入到預(yù)塔內(nèi)，預(yù)塔再沸器的能力要滿足一定的回流比。預(yù)塔再沸器的熱源為低壓蒸汽。預(yù)塔冷凝器I

25、I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安全閥后的排放氣體，均通入排放槽，用軟水吸收回收甲醇后送至燃料氣系統(tǒng)燃燒。回收的甲醇液自流入地下槽內(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泵經(jīng)回流槽在流量控制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。控制加壓塔的液面

26、使過剩的產(chǎn)物在134下進入常壓塔，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，在流量控制下，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雜質(zhì)。為防止高沸點的雜醇混入到精甲醇產(chǎn)品中，在常壓塔的下部有雜醇采出，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

27、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行廢水處理。輔助材料、動力消耗定額(噸精甲醇)及消耗量序號名稱規(guī)格使用情 況單位消耗定額消耗量備注每小時每年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)kg0.11.54123004.2.6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)化裝置連續(xù)提供壓力為2.5MPa(G),氣量6300 NmP3P/h，純度為

28、99.6%的氧氣；為開車吹掃、置換、觸媒升溫還原提供氣量3000 NmP3P/h、純度為99.99%的氮氣。4.2.6.2 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，設(shè)計選用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 氮氣3000 NmP3P/h，純度為99.99%NB24.2.6.3 工藝流程簡述本裝置采用目前較為先進的分子篩純化增壓流程，空氣經(jīng)脈沖式空氣過濾器除去空氣中的灰塵及其它機械雜質(zhì)，然后進入透平壓縮機被壓縮至約0.62MPa。壓縮后的空氣進入空氣預(yù)冷系統(tǒng)的空氣冷卻塔，在其中被水冷卻和洗

29、滌。空氣被冷卻至約15.5左右后進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）進入下塔底部，而另一路空氣經(jīng)過增壓機增壓至0.80.9MPa，經(jīng)冷卻后進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膨脹至0.14 MPa左右，以-165溫度進入上塔進行精餾，得產(chǎn)品氧氣和氮氣，部分污氮再生分子篩使用，大部分氮氣去水冷卻塔，產(chǎn)品氧氣和少部分氮氣分別送往用戶使用。4.2.6.4 水、電、汽消耗指標(biāo)：序號名稱規(guī)格單位使用情

30、況消耗量備注每小時每 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)可靠，工藝成熟，生產(chǎn)過程具有連續(xù)性和可靠性。為了取得最佳的經(jīng)濟效益，確保整套生產(chǎn)裝置的安全、可靠運行，設(shè)計采用先進、可靠、自動化水平高的集散控制系統(tǒng)（DCS系統(tǒng)）的自控方案。4.3.1 自動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)單獨設(shè)獨立的控制樓，在中央控制室設(shè)置一套集散控制系統(tǒng)（DCS系統(tǒng)

31、），用于對焦?fàn)t氣壓縮、精脫硫、轉(zhuǎn)化、合成氣壓縮、甲醇合成、精餾，最后到甲醇產(chǎn)品整套工藝流程進行集中監(jiān)測和過程控制。焦?fàn)t氣壓縮機和合成氣壓縮機組的儀表及控制系統(tǒng)隨機成套供貨，DCS系統(tǒng)只監(jiān)測、顯示其運行狀態(tài)。循環(huán)水系統(tǒng)采用常規(guī)的智能型數(shù)字式儀表，分別在各自的操作室或控制室設(shè)置儀表盤進行監(jiān)控。空分及鍋爐儀表成套供貨。4.3.2 為了確保生產(chǎn)裝置及操作人員的安全，設(shè)置報警、聯(lián)鎖系統(tǒng)。該系統(tǒng)功能由DCS系統(tǒng)實現(xiàn)。在中央控制室的DCS系統(tǒng)的操作站畫面上設(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，可對轉(zhuǎn)動設(shè)備（壓縮機、泵等）進行緊急停車，以及對有關(guān)安全聯(lián)鎖閥門進行遠程手動開/關(guān)操作。4.

32、3.3 對于焦?fàn)t氣及循環(huán)氣的主要成份（CO，CHB3BOH）采用在線自動分析儀器進行連續(xù)分析。分析器的主機、取樣探頭、預(yù)處理裝置及其它輔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)。分析器輸出信號送到中央控制室的DCS系統(tǒng)。4.3.4 對有CO、HB2B、CHB3BOH等可燃易爆氣體的場所，如壓縮機廠房、甲醇精餾裝置區(qū)等，設(shè)置可燃氣體報警檢測系統(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。新鮮水、循環(huán)水系統(tǒng)為非防爆場所，現(xiàn)場儀表選用防護型。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 儀表電源采用雙回路電源供電系統(tǒng)。DCS系統(tǒng)設(shè)置不間斷電源（UPS）。4.3.7 儀表用氣要求為無油、無塵、干燥的壓縮空氣，氣源壓力為：0.50.7MPa（G）。儀表供氣系統(tǒng)設(shè)中間儲氣罐，保