12万吨年甲醇联产8万kw发电项目可行性研究报告技术方案设计(编辑修改稿)

12万吨年甲醇联产8万kw发电项目可行性研究报告技术方案设计(编辑修改稿)内容摘要：

却，分离后送到硫回收工段。 从脱碳塔底部出来的脱碳富液用水力透平回收能量，减压后送入脱碳高压闪蒸槽，高压闪蒸气与脱硫高压闪蒸气混合进入脱硫压缩机；高压闪蒸液减压后进入气提塔顶上的脱碳低压闪蒸槽，闪蒸气为 CO2气体，在气体换热器中回收冷量后放空。 低压闪蒸液进入气提塔上部，与塔下部 的气提氮气逆流接触，从而使溶液中溶解的 4－ 13 CO2 完成气提出来，在塔底得到脱碳贫液，经过贫液氨冷器 II 后，由贫液泵升压进入脱碳塔。 （ 3）硫回收 来自脱硫工段酸性气进入酸性气燃烧炉，与按一定比例配入的空气和燃料气混合燃烧，炉内发生 H2S 部分氧化反应： H2S + 3/2 O2 → SO2 + H2O + Q1 H2S + 1/2 SO2 → H2O + 3/4 S2 + Q2 出炉后的混合气经废热锅炉降温 ,进入一级冷凝器冷却，在此分离出液硫。 从一级冷凝器出来的气体与酸性气燃烧炉出口气体高温掺合提温进入一级 Claus 转化器进行催化转化反应。 主要反应为： 2 H2S + SO2 → 3/2 S2 + 2H2O + Q 反应后的气体进入二级冷凝器回收硫磺，而后转化气与酸性气燃烧炉出口气体高温掺合提温进入二级 Claus 转化器，再次进行催化转化反应后进入三级冷凝器降温回收流态硫。 Claus 尾气配入一定量的氢气，再经过加氢气预热器提温后进入 Scot 加氢反应器，将除 H2S 以外的硫化物都转化为 H2S。 加氢反应器出口气体进入蒸汽发生器冷却再进入急冷塔。 急冷塔急冷后气体去吸收塔吸收大部分 H2S 和部分 CO2。 吸收 H2S和部分 CO2 后的 贫胺液通过与再生塔塔釜来得富胺液换热后进入再生塔，再生塔顶的气体通过塔顶酸性气冷却器冷却，除去水和部分胺再返回酸性气燃烧炉进行 Claus转化。 吸收塔顶吸收掉大部分 H2S 和部分 CO2后的尾气去尾气焚烧炉，配入适量的空气和燃料气进行高温焚烧，使 H2S 全部转化为 SO2。 焚烧气经加氢气预热器和尾气废锅将烟气冷却后通过烟窗高空排放。 从冷凝器分离下来的液体硫磺靠位差流入液硫封，再从液硫封流入液硫贮槽，利用液硫泵将硫磺打到高位液硫槽，液硫从高位液硫槽进入硫磺成型机进行块状成型，再包装成袋出售。 本装置接收到从变换工段 送来的中压锅炉给水在废热锅炉产 (G)中压蒸 4－ 14 汽送入管网。 从变换送来的低压锅炉给水在冷凝器中产 （ G）低压蒸汽供本装置设备夹套和管道伴热用。 甲醇装置工艺流程简述 （ 1） 甲醇合成 来自脱碳装置新鲜合成气进入甲醇合成气压缩机压缩至 ，循环气亦压缩至 ，新鲜气和循环气机外混合后进入入塔气预热器，被加热至 225℃ 进入甲醇合成塔内。 甲醇合成塔为绝热等温反应器，管内装甲醇合成催化剂。 管外为沸腾锅炉水。 在合成塔列管中，甲醇合成气在催化剂的作用下发生如下反应： （ 1） CO+2H2 = CH3OH+Q （ 2） CO2+3H2 = CH3OH+H2O+Q 反应放出大量的热，通过管壁传给沸腾水，产生约 ~ 的中压蒸汽，此蒸汽送至蒸汽管网。 由于付产蒸汽确保了合成塔内反应温度趋于恒定，而且反应温度的变化可以由付产蒸汽的压力灵活调节。 从合成塔出来的反应气约 255℃ ，甲醇含量约为 6%（ V%），经入塔气预热器、脱盐水加热器、甲醇水冷器冷却至 40℃ 左右进入甲醇分离器，粗甲醇在此被分离，再经甲醇膨胀槽减压到 后送到甲醇精馏装置。 分离后的循环气和合成新鲜气按比例混合后升压送至 合成塔继续进行转化反应。 （ 2） 甲醇精馏 从甲醇合成来的 、 40℃的粗甲醇经泵送至预精馏塔的中部，此塔的再沸器以 蒸汽加热，低沸点杂质如微量二甲醚等从塔顶排出，冷却分离出水后作为燃料气，回收的甲醇液经预塔回流泵作为该塔回流液。 预塔塔底液经加压塔进料泵送入加压精馏塔中。 加压精馏塔再沸器用 的低压蒸汽做热源。 加压塔操作压力为 ，塔顶排出的甲醇气体为 122℃，经冷凝器 /再沸器冷凝后，一部分精甲醇经加压塔回流泵打回本塔作为回流液，另一部分经冷却器冷却后作为产品精甲醇进入精甲醇 计量槽中。 加压塔塔底液进入常压精馏塔中进一步精馏。 此精馏塔再沸器以加压塔顶排出的精甲醇气作为热源。 塔顶排出精甲醇气压力 ，温度约 67℃，经常压塔冷凝器冷凝冷却后一部分回流至本塔，另一部分打到精甲醇计量槽贮存。 产品精甲醇由精甲醇计量槽经精甲醇泵送至甲醇罐区。 为防止粗甲醇中甲酸、二氧化碳腐蚀设备，在预塔进料泵后的粗甲醇溶液中配 4－ 15 入适量的烧碱溶液，用来调节精甲醇溶液的 PH 值。 甲醇精馏系统各塔排出的不凝气去燃烧气系统。 由常压精馏塔底排出的精馏残液经废水冷却器冷却至 40℃后，由废水泵打到生化处理装置。 氨吸收制冷 由 NHD 脱硫脱碳工段来的气氨进入吸收器，被由溶液热交换器来的稀氨水溶液吸收为浓氨水。 经溶液热交换器换热到 116℃进入精馏塔中部，进行精馏。 气氨经塔上部的回流冷凝器，进入氨冷凝器，冷凝为液氨，进入液氨贮槽。 送到用户。 浓氨水经提馏段进入立式、膜式发生器，蒸出气氨及稀氨水混合液，进入精馏塔进行精馏。 稀氨水由塔底出来进入溶液热交换器。 发电流程简述 来自气化的水煤气经有机硫水解槽水解有机硫后，经废热锅炉、煮沸器回收热量后，再经氨吸收制冷发生器冷却后送入脱硫系统 ，为降低设备投资，减少占地，煤气脱硫系统只设脱硫塔，其溶液的再生是与甲醇变换气脱硫共用一套再生系统。 煤气经脱硫后进入膨胀机发电 ,再进入燃气轮机进行发电，烟道气直入余热锅炉产生蒸汽回收热量，蒸汽带动汽轮机发电。 原材料、辅助材料和燃料、动力消耗定额 甲醇消耗定额（以吨精甲醇产品计） 序号 名 称 单位 定额 年总耗 备 注 一 原材料 1 原料煤（干煤） 吨 含水 7% 2 分子筛 kg 3 有机硫水解催化剂 m3 4 变换催化剂 m3 5 NHD 溶液 kg 46152 6 水解催化剂 m3 7 精脱硫催化剂 m3 8 Claus 催化剂 m3 4－ 16 序号 名 称 单位 定额 年总耗 备 注 9 加氢催化剂 m3 10 氨 kg 2448 11 甲醇合成催化剂 m3 12 固体氢氧化钠 kg 8424 ≥ 96% 二 燃料及动力 1 循环冷却水（Δ t=10℃） m3 493 59289120 2 新鲜水 m3 70870 3 脱盐水 m3 412416 4 ~ 饱和蒸汽 t 108569 5 饱和蒸汽 t 6 过热蒸汽 t 256608 7 电 Kwh 203 21251450 8 硫磺 t 5214 9 燃料气 Nm3 23536706 发电消耗定额（以万 kW 发电量计） 序号 名 称 单位 定额 年总耗 备 注 一 原材料 1 原料煤（干煤） 吨 156010 含水 7% 2 分子筛 kg 6329 3 有机硫水解催化剂 m3 4 Claus 催化剂 m3 5 NHD 溶液 kg 22824 6 加氢催化剂 m3 7 氨 kg 1224 二 燃料及动力 1 循环冷却水（Δ t=10℃） m3 1537 87850080 4－ 17 序号 名 称 单位 定额 年总耗 备 注 2 新鲜水 m3 68090 3 脱盐水 m3 1169431 4 ~ 饱和蒸汽 t 178868 5 饱和蒸汽 t 6 过热蒸汽 t 693792 电 Kwh 15389568 7 硫磺 t 4743 自控技术方案 设计依 据、采用的标准规范 《石油化工装置可行性设计内容规定》 STE0520397。 《化工过程检测、控制系统设计符号统一规定》 HGJ787。 《化工自控设计技术规定》 CD50A381，第一、第二分册 CDSOA4~2284。 《化工企业爆炸和火灾危险环境电力设计技术规定》 HGJ2189。 《分散控制系统工程设计规定》 HG/T2057395。 设计范围 本项目是在予可行性研究报告基础上进行设计的。 其内 容包括：气化、净化、甲醇、锅炉、燃气发电、空分、空压站及全厂的公用工程等装置的过程控制部分。 自动化水平 根据工艺生产过程的需要，在控制上采用了集中和就地相结合的方案。 即重要的工艺参数集中在控制室进行指示、报警、控制和操作，非重要的工艺参数于就地指示。 主要控制室采用集散控制系统进行监控，辅助控制室以电动仪表为主。 本工程新建加压水煤浆气化、净化装置由于工艺过程要求高，在高温、高压、易燃、易爆的恶劣环境下操作，为保证操作可靠、安全降低能源之目的，必须采用先进可靠的控制手段和高效的管理设备。 为此， 气化、净化在总控室进行监控，总控制内设置一套集散控制系统（ DCS）和一套可编程控制器（ ESD），以实现集中控制，绝大部分的操作均通过 DCS 完成。 气化装置的安全联锁系统以及顺控系统主要采用 PLC 完成，通过 ESD 与 DCS 间的通讯接口，将 ESD 的所有控制内容状态，全 4－ 18 部显示在 DCS 的 CRT 上，以使操作人员全面掌握及控制全厂的生产状态。 所有工艺参数的显示、打印、趋势记录以及信号越限报警均由 DCS 来完成。 DCS留有与上位机的通讯接口，以便将来与总厂调度通讯，使厂方的管理人员时时刻刻掌握整个工厂的生产运行状况。 本工程 新建的原料储运、脱盐水站、污水处理场等工段以现场操作为主，各工段内设置操作室，就地集中的仪表以采用数字显示仪表为主，必要的工艺参数送至控制室的 DCS 内，以便操作人员了解各装置的工作状况。 整个装置设两个中控室。 第一控制室（总控制室）包括：空分、气化、净化及甲醇。 总控制室设 为一独立建筑物内。 总控制室的总面积为 30179。 16m 左右。 其中包括一个控制室、一个机柜室、一个供配电室、 2 个 DCS 维修间、一个空调间、一个软件工作间和辅助走廊。 控制室和机柜间采用铝合金骨架镶嵌玻璃隔断（带门），地板采用抗静电铝合金活动地 板，顶棚采用铝合金骨架吊顶。 净高为 ~ 米。 采光用电照明，照度大于 300 勒克斯，并考虑了事故照明。 控制室、机柜间设有空调系统，以保证其要求的温度、湿度。 第二控制室（热电控制室）包括：锅炉及发电装置，面积为 10179。 15m。 信号及联锁 气化装置为水煤浆工艺技术，气化炉是处在高温、高压的工况条件下，高压氧与高速喷入炉中的煤浆产生剧烈的部分氧化反应，产生的高温、粗煤气，通过喷入激冷水平达冷却效果，反应后的煤渣通过水冷却后，按照一定的时序，先后次序，通过锁斗排入到渣池中。 因为它们工艺技术过程要 求复杂，控制精度高，且物料复杂，因此信号反馈、报警及安全联锁，对气化装置的安全生产具有重大的意义。 气化装置的时序控制，安全联锁是通过可编程序控制器（ PLC）来完成的，并且该 PLC 与 DCS 之间实现通讯，在 DCS 的 CRT 上全部将工艺数据、运行参数、报警及阀门的状态显示出来，操作人员可以根据 CRT 上的显示内容，进行安全可靠的操作。 环境特征 本工程的许多装置内，有 CO、 H2成份，这两种气体为爆炸性气体，相应的建筑物处在甲、乙类火灾危险场所中，属于火灾场所，因此应根据下同的防爆区域，选用不同防爆等级 的仪表，以防爆炸、火灾现象出现。 4－ 19 仪表选型 集散控制系统 第一控制室系统配置：设置 11 个操作站， 4 台打印机及一套完整的机柜。 第二控制室：设置 6 个操作站， 2 台打印机及一套完整的机柜。 每个控制室的操作站带独立的电子单元，并设 1 个先进控制操作站。 控制室内采用集散控制系统其供货厂家的确定将采取招标的方式，采用国际上著名厂商的产品。 集散控制系统的主要功能如下： 控制功能 DCS 控制器具有下述功能 —— 接受来自现场的信号 —— 提供至现场的信号 —— 完成常规的 PID 调节 —— 进行简单 计算如：加减乘除、高低限选择等。 —— 生成报警 —— 顺序控制 —— 某些先进的控制如：前馈、超前、滞后、非线性控制等。 显示功能 DCS 操作站具有下述显示功能 —— 动态模拟流程图显示 —— 总貌画面显示 —— 组画面显。