x甲醇工程项目可行性研究报告(doc51)-工程可研(编辑修改稿)

x甲醇工程项目可行性研究报告(doc51)-工程可研(编辑修改稿)内容摘要：

分、干燥、粒度 (8mm，水份 5%，经螺旋输送机正压加入气化护内，用变频调速电机调节进煤最。 增湿螺旋排 渣机将热值冷却后排出。 第二旋风分离器排出的细煤灰，经双螺旋增湿器冷却增湿后排出，消除了热干灰排放飞扬污染环境。 二旋分离下来的极细煤粉（达 300 目）可回收作为炭黑加工原料出售。 气化和空分操作控制全部用 DCS 集中在一个控制室内操作。 工艺流程简图示意： 粉煤纯氧过热蒸汽 气化炉 第一旋风分离器 第二旋风分离器 废热锅炉 蒸汽过热器 软水加热器 循环物料 渣斗 排灰装置 煤气气柜 煤气洗涤塔 排渣 排灰 中国最大的管理资源中心 22 2020 年 9 月，雄州东盛公司委托陕西联合中西部煤气化工程技术中心，对楚雄吕合褐煤煤样进行煤质全分析和实验室煤种气化反应性动力学试验。 根据试验数据，对吕合褐煤进行了煤种综合评价。 (1)楚雄吕合褐煤是含水高（ Mad 内在结晶水），含氧高、含挥发份高的变质程度较浅的褐煤，灰份低，固定碳低，发热量偏低，焦渣特性低（基本不结值），中低硫。 (2)煤种在 10500C 条件下，反应活性（ CO2 还原率） 92. 2%，反应活性好，煤气化过程中碳的转化率高（＞ ％），气体中有效气体成份较 好，氧煤比和蒸汽煤比较低。 (3)由于吕合褐煤固定碳和发热量较低，原料消耗较高。 (4)吕合褐煤可作为灰熔聚流化粉煤气化炉的原料煤种，楚雄吕合褐煤工业分析数据（由西北化工研究院提供）。 灰份： Aad5. 21％；水份： Mad23. 48％；固定炭： FCad35. 31％； 挥发份： Vad35. 21％；全硫： StadO. 91％； 热值： 19. 245MJ／ kg (4604Kcae／ kg) 灰熔点：（ T2） 122013800C 煤气成份： CO %； H2 % C02 %； CH4 2. 0%； N2 5. 84%_ 本项目造气工艺拟采用灰熔聚流化床粉煤气化技术，以本地吕合褐煤为原料，制取水煤气生产甲醇。 主要设备及技术参数： 中国最大的管理资源中心 23 (1)粉煤气化炉 2 台 下部气化段 ф 内 2400/ф 外 3200，上部分离段 ф 内 3600／ ф 外 4200 煤气产量： 142bONm3／时 .台 x2＝ 28500Nm3／时 操作压力： 0. 05MPa 操作温度： 9801100℃ 入炉粉煤：粒度 8 毫米、水份 5% ②空 分装置 1 套 氧气产量： 6000Nm3/n 含氧纯度： % 电动空压机，空气深冷分离制氧。 （ 3）废热锅炉 2 台 产生 1. 6MPa 的饱和蒸汽，产汽量 吨／小时，自产蒸汽自用有余，可并网外供一部分。 (4)蒸汽过热器 F— 300m2 两台 产生 0. 4MPa ， 310℃过热蒸汽，供造气炉自用。 （ 5）一级旋风分离器、二级旋风分离器各 2 台 一级旋风分离器下来的物料送至造气炉循环使用，出口煤气中含尘量 30g/Nm3；二级旋风分离器出口煤气中含尘量 3— 5mg / Nm3。 两级高效旋风分离器除尘效率达 98— 99%，内衬耐热及耐磨材料。 (6)软水预热器 2 台 (7)煤气冷却塔（共用） 1 台 (8)备煤气系统按每小时处理煤量 20 吨设计 1 套备煤系统装置包括：原料煤库、破碎、输送、筛分、干燥等设备及厂房，干粉煤贮仓、进料系统等。 中国最大的管理资源中心 24 (9)电除尘器（共用） 1 台 ，方法也很多，而选择脱硫的方法原则是：工艺技术先进；有较高的脱硫效率；阻力小、脱硫剂成本低，运行费用低，容易再生，对设备腐蚀小、对环境污染较小等。 本设计拟选用 DDS 法脱硫新工艺 ，作为粗煤气和变换气的二次脱硫。 由北京大学化学与分子工程学院魏雄辉博士开发的 DDS 催化剂脱硫新技术这项技术是由 DDS 催化剂的含铁化合物的碱性溶液（简称 DDS 溶液），吸收气体中的无机硫、有机硫和二氧化碳。 经数十家化肥企业的应用及生产实践证明，半水煤气用 DDS 脱硫后 H2S 含量可达 20— 68mg /m3，变换气脱硫后 H2S 含量可达 1—2mg/m3。 DDS 脱硫溶液循环量小，设备腐蚀小，脱硫效率高，脱硫塔内不积硫、不堵塔、系统阻力小。 脱硫再生后产生的硫泡沫通过分离装置分离后，作为硫膏出售。 脱硫前煤气中含 H2S1— 1. 5g/Nm3；脱硫后煤气中含 H2S0. 07g/Nm3。 脱硫工段主要设备选型： (1)罗茨鼓风机 Q=247m3/min，出口压力 49KPa3 台 配用电机 JS1376280KW380V（ 2 开 1 备）。 (2)脱硫塔 Φ 3600 H=30000 1 台 (3)电除尘器 Φ 3451／ Φ 3265 H=12600 1 台 输出电压 40— 45KV，输入电压 220V (4)溶液再生槽 5700／ Φ 4800 H=6880 1 台 (5)脱硫液泵 Q=360m3/n H=50m 2 台（一开一备） 中国最大的管理资源中心 25 ⑥富液再生泵 Q=360m3/n H=71m 2 台（一开一备） 一氧化碳的变换过程，既是原料气的净化过程，又是原料制氢过程的继续。 目前，国内中、小型氮肥厂及甲醇厂所采用的变换工艺有中温变换工艺、中申低、中低低及全低变工艺等。 对于合成氨生产来说，原料气中 CO 是有害气体，必须通过各种净化工艺手段将它清除，要求有较高的变换率，使变换气中 CO 含量在 一 ％，对甲醇（单醇）生产厂来说， CO 是合成 甲醉必须有的有效气体成份，在变换工艺中只能是将原料气中一部分 CO 变换成 C02 和 H2，要求较低的变换率(40%左右 )，以满足甲醇合成净化气中 H2C02/CO+C02＝ 2. 1— 2. 3 氢碳比要求。 由于甲醇生产要求变换气中 CO 含量较高，变换过程中汽／气比较小，不宜采用中温变换工艺，因中变催化剂属 FeCr 系 ,，会因过低的汽／气比而产生 F 一 T 副反应，使 CO 和 H2 发生烃化反应，一方面消耗了氢，还会影响甲醇催化剂的安全运行，影响甲醇产品质量。 本项目采用 Co— M。 系全低变低温变换工艺。 操作压力 0. 8Mpa，与中 变相比，全低变有以下优越性： 同样的生产能力装置，催化剂量减少一半，降低了床层阻力，提高了变换炉的设备能力；变换炉入口温在 200℃以下，床层温度下降了100200℃，气体体积缩小大约 25％，降低了系统阻力，减少压缩机功率消耗节能。 由于反应温度下降，减少热损失，从而提高了热回收效率，进一步降低蒸汽消耗；可减少换热面积一半左右，由于甲醉生产要求较低的变换率， CoM。 系催化剂能适应较低的汽／气比，蒸汽用 中国最大的管理资源中心 26 量大大减少，工艺装置大大简化，可省掉第一、第二热水饱和塔及第一、二热水泵等设备，进一步降低系统阻力，降低能耗 ，节能效果显著。 C0— M0 系催化剂冷热强度较高，从根本上解决了中变催化剂粉化问题；催化剂使用寿命长，一般可用 5 年左右，最长的已使用 7 年。 全低变工艺流程： 压缩来水煤气 → 焦炭过滤器 → 第一热交换器管内 → 第二热交换器管内 → 电加热器 → 低变炉 → 第二热交换器管间 → 第一热交换管间 → 增湿器 → 软水加热器 → 水冷却器 → 变换气至二次脱硫 主要设备： 变换炉： ф 3200 H=11000 二段式 1 台； 第一热交换器： ф 1000 F=150m2 2 台； 第 二热交换器： ф 1000 F=200m2 1 台； 电加热器： W=280Kw 1 台； 软水加热器： ф 1000 F=180m2 1 台； 变换气水冷却器（不锈钢板式换热器） F=260m2 1 台 脱碳装置是脱除变换气中的 C02，以提高原料气中的 Co 和 H2 的浓度，有利于甲醉合成，同时减少对 C02 压缩所带来的动力消耗。 甲醇生产对原料气中 C02 含最要求不象合成氮生产中的那样高，相反， CO2的存在一方面有利 于提高甲醇催化剂的活性，同时 CO 2 也还可以参加甲醇反应（但转化率比 CO 低得多），所以甲醇生产原料气中必须保留 中国最大的管理资源中心 27 一定量的 C02。 变换气脱碳的方法很多，中、小氮肥厂常用的有 PC 法（碳酸丙烯酯法）， MDEA 法（ N 一甲基二乙醉胺法）； NHD 法、 PSA 法（分子筛变压吸附法）等。 本设计选用 NHD 法脱碳工艺。 装置处理气量约27000Nm3/n。 NHD 是南京化学工业公司（集团）研究所近几年来开发的一种优良的物理吸收溶剂，它的主要组分为聚乙二醇二甲醚。 NHD 主要特点有： (1)溶剂循环量小、能耗低、气体净化 度高、吸收效率高、溶剂蒸汽压极低，挥发损耗少；②溶剂无腐蚀性，设备大多采用碳钢制造，投资较省； (3)溶剂不氧化、不降解，有良好的化学稳定性和热稳定性；(4)溶剂本身不起泡，操作中不需添加消泡剂，溶剂无毒、无奥、无味、对人、畜及环境无毒害； (5)工艺流程简单，操作稳定方便， (6)由于 NHD脱碳的吸收和再生过程基本不耗蒸汽，不耗冷却水，故能降低运行费用。 NHD 净化技术已获中国专利，被列为“九五”国家级科技成果重点推广计划。 NHD 技术特别适用于以煤为原料，硫化物和二氧化碳含t 较高的合成氮．甲醉等装里的气体净化以 及城市煤气中酸性气体的脱除，适合我国国情。 NHD 技术目前已有几十家化工企业采用，取得了良好的经济效益。 受到越来越多，特别是新建企业的普遍欢迎。 本甲醇生产项目，由于采用灰熔聚流化床粉煤气化工艺，原料气中 C02 比较高，更适宜选用 NHD 脱碳技术。 NHD 脱碳采用低温吸收、二级闪蒸、空气气提再生工艺。 NHD 不仅可以脱碳，还可以脱除变换 中国最大的管理资源中心 28 气中的 COS, CS2 等有机硫。 主要设备： 脱碳塔 1 台 贫液泵 2 台（一开一备） 气提塔 1 台 富液泵 2 台（一开一备） 换热器 1 台 空气鼓风机 2 台（一开一备） 氮冷器 1 台 冰机 2 台（一开一备） 空气冷却器 1 台 溶剂冷却器 1 台 高压闪蒸槽 1 台 低压闪蒸楷 1 台 在甲醇工业生产中，甲醇催化剂对原料气中硫化物（主要是 H2S、COS CS2 等）特别敏感，微量的硫化物就会引起甲醇催化剂中毒，使其使用寿命大大缩短。 90 年代以前，由于我国脱硫技术相对 落后，原料气中硫化物含量不能满足甲醇生产要求，使得昂贵的铜系甲醇催化剂一般只能使用三个月左右，好的才半年时间，少则一个月甚至更短时间，就失去活性而被迫频繁更换。 增加了甲醇生产成本，限制了甲醇生产的发展。 在合成氨生产中。 一般中小型厂对原料气中硫化物含最低于 10PPm（ 1 PPm 为百万分之一），而在甲醇生产中，则要求精制原料气中总硫含量须小于 0. 1 PPm。 一般的湿法脱硫肯定无法满足这一要求。 90 年代初，湖北化学研究所开发成功的常温精脱硫工艺技术，首先在甲醇行业中运用。 在国内、国际上均具有先进水平， 已获国家专 中国最大的管理资源中心 29 利。 完全可以满足甲醇催化剂对精脱硫的要求。 生产实践表明：许多厂采用了湖北化工研究所的常温精脱硫新工艺技术后，甲醇催化剂使用寿命大大延长，一般使用寿命在 3 年以上，甚至 5 年时间。 本设计选用湖北化工研究所的 JTL— 4 常温精脱硫工艺。 第一脱硫塔填装两段 T102 (EAC2)特种活性炭脱除 H2S；第二脱硫塔填装 EZX 多功能脱硫剂脱除 COS， CS2。 该工艺技术的最大特点是，在常温下对有机硫的转化和脱除效果很好，省去了加热降温设备的投资和运行中的热能消耗及降温费用。 工艺流程相当简单 ，占地面积小、投资省。 原料气全气量通过，不需人工调控，不受工艺条件影响。 本项目采用独立系统（单醇）， 5. 0MPa 压。