焦炉煤气制甲醇工艺流程

焦炉煤气制甲醇工艺流程内容摘要：

412 洗涤液为含甲醇的水溶液通过减压后送至低压分离器（ V303） ， 同时控制合成回路的压力；一部分作为循环合成气去合成气压缩工段；另一部分作为弛放气，经减压后送 至燃料气总管 作为焦炉气加热炉（ F201）的燃料 ，同时调节循环气中的惰性组分含量。 高压分离器底部液相（粗甲醇）通过减压阀 03LV021A/B 减压至（ g）后去低压分离器。 在低压分离器顶部闪蒸气去燃料气总管，底部粗甲醇（ CH3OH ～ 80%wt）去甲醇精馏工段（ 04）。 由于焦炉气的成分较复杂，为了尽量减少合成副反应，尤其是减少粗甲醇中重组分的含量，给甲醇精馏生产出优质精甲醇产品创造有利条件，甲醇合成催化剂建议引进，本设计暂按引进 ICI 公司的 518 考虑。 该催化剂与丹麦托普索公司的 MK101 或 MK121 系列催化剂同是世界上著名的甲醇合成催化剂，具有如下特点： （ 1） 51 系列催化剂是世界上应用最广的甲醇合成工艺－ ICI 甲醇工艺的核心技术。 它的生产工艺使其同时具有高活性和高选择性。 （ 2） 它具有一套独特的配方，首先以铜基矿物质为基础，然后用锌离子逐渐替换阳离子。 活性相是一种特殊设计的铝酸锌化合物作为支持物的。 这种支持物使得催化剂在其使用寿命中具有较强的机械性能，同时能使反应气移到活性铜金属表面。 氧化锌的微晶体结构还可阻止活性铜表面因硫和氯化物等物质的存在而中毒。 在制备过程中，加入氧化镁以改变催化剂的 结构，使其在使用中发挥最大的活性。 （ 3） 它性能稳定而且操作效率高。 其增强的强度保证它可以承受操作过程中产生的所有应力，从而在其寿命结束时，很容易卸出与处理。 该催化剂通常寿命为 3～ 4年， 有些工厂甚至用了 8年多。 （ 4） 适应高 CO2组分的合成气生产甲醇，现已查明当 CO2/CO 比值较高时，其表面会过分氧化，从而减小催化剂的活性。 但是 Katalco51 的这种“失活”是暂时的，因为该系列催化剂表面的氧化反应是可逆的。 （ 5） 在甲醇合成过程中，主要生产的副产物是乙醇、二甲醚和甲基甲酸盐，但丙酮和其它酮类对生 产 AA 级产品至关重要。 尽管所有副产物的浓度都会随催化剂使用时间的延长和转化器温度的上升而增长；但当使用 Katalco51－ 8 时，副产物浓度总是很低。 由于 Katalco51 系列催化剂具有高活性且性能稳定， 因而运行东华工程科技股份有限公司 初步设计 临涣焦炉气制甲醇装置 413 生产在较低温度下进行，这会大幅增加选择性。 （ 6） Katalco51 系列催化剂的选择性极高。 如采用先进的转化器设计，可在更长的时间内保持极低的副产物浓度，这样很容易精制粗甲醇，使其达到美联邦AA 等级。 甲醇精馏工段（ 04） 工艺物料流程图，图号： 202020449 管道仪表流 程图，图号： 2020204431～ 35 工艺原理 根据各种物质在不同温度下的特性、沸点、蒸汽分压的不同，通过精馏的方法，将粗甲醇中的杂质除去，同时获得高纯度的精甲醇。 本工段采用三塔精馏加回收塔的工艺流程，预塔的主要目的是除去粗甲醇中溶解的气体（如 CO CO、 H2等）及低沸点组分（如二甲醚、甲酸甲酯等），加压塔及常压塔的目的是除去水及高沸点杂质（如异丁基油），同时获得高纯度的优质甲醇产品。 另外， 为减少废水排放，增设甲醇回收塔，进一步回收甲醇，减少废水中的甲醇含量。 工艺流程 简述 从甲醇合成工段（或从粗甲醇贮罐）来的粗甲醇加入少量稀碱以中和其中的有机酸，然后进入粗甲醇预热器（ E401）与各再沸器来的蒸汽冷凝水进行换热后被送往预塔（ T401）进料，经预塔分离后，塔顶气相为二甲醚、甲酸甲酯、 CO2等轻组分气体，经二级冷凝冷却后，不凝气通过火炬排放，冷凝液中补充脱盐水返回预塔作为回流液，塔釜为甲醇水溶液，经预后泵（ P403A/B）增压后与加压塔塔釜出料液换热后送入加压塔（ T402）进料。 经加压塔分离后，塔顶气相为甲醇蒸汽，与常压塔（ T403）塔釜液换热后部分返回加压塔打回 流，部分采出作为精甲醇产品，经冷却后送中间罐区产品罐，塔釜出料液与加压塔进料换热后作为常压塔的进料。 在常压塔中甲醇与轻、重组分及水得以进一步分离，塔顶气相为含微量不凝气的甲醇蒸汽，经冷凝后，不凝气通过火炬排放，冷凝液部分返回常压塔作为回东华工程科技股份有限公司 初步设计 临涣焦炉气制甲醇装置 414 流液，部分作为精甲醇产品，经冷却后送中间罐区产品罐，塔中下部侧线采出杂醇油作为回收塔（ T404）的进料。 塔釜出料液为含微量甲醇的水，送界区外污水处理站进行处理达标后二次利用或排放。 经甲醇回收塔分离后，塔顶蒸汽经冷凝冷却后部分返回甲醇回收塔回流，部分送粗甲醇罐（甲醇含量 99%左右）或甲醇产品罐，塔中部侧线采出异丁基油经冷却后送中间罐区异丁基油储罐，底部的少量废水与常压塔底废水合并。 三塔精馏加回收塔工艺流程的主要特点是热能的合理利用： 采用双效精馏方法：将加压塔塔顶气相的冷凝潜热用作常压塔塔釜再沸器热源。 废热回收：一是将加压塔再沸器换热后，分离掉工艺冷凝液后的气体作为预塔再沸器的热源；其二是加压塔、预塔各自第二再沸器冷凝水用来预热进料粗甲醇；其三是加压塔塔釜出料与加压塔进料充分换热。 空分工段（ 05） 管道仪表流程图，图号： 2020204436 工艺原理 利用空气中不同组份沸点的差异，在深冷液化的基础上对空气进行精馏 ，将空气中的氧、氮、氩等分离，从而获得 氧气、液氧、液氩、氮气、仪表空气、工厂空气等不同的空分产品。 工艺流程简述 空分设备采用分子筛吸附预净化、增压透平膨胀机、填料精馏及液氧泵内压缩工艺。 整套设备包括：空气过滤系统、空气压缩系统、空气预冷系统、分子筛纯化系统、分馏塔系统、全精馏制氩系统、液体贮存系统、仪控系统、电控系统等。 全套工艺、设备均由空分专业厂商设计、供货。 供货商将待本项目实施阶段经国内招标确定。 由于各制造厂采 用的工艺技术不尽相同，现暂按目前国内先进、通用的工艺对生产流程简述如下。 （ 1） 空气过滤和压缩 空气首先进入自洁式空气吸入过滤器，在空气吸入过滤器中除去灰尘和其它颗东华工程科技股份有限公司 初步设计 临涣焦炉气制甲醇装置 415 粒杂质，然后进入主空压机，经过多级压缩后进入空冷塔，压缩机级间的热量被中间冷却器中的冷却水带走。 （ 2） 空气的冷却和纯化 空气在进入分子筛吸附器前在空冷塔中冷却，以尽可能降低空气温度减少空气中水含量从而降低分子筛吸附器的工作负荷，并对空气进行洗涤。 进入空冷塔上部的冷冻水，首先在水冷塔中利用干燥的出分馏塔污氮气和氮气进行冷却，然后再进入空冷 塔上部。 分子筛纯化系统由两台分子筛吸附器和三台电加热器（两用一备）组成，分子筛吸附器吸附空气中的水份、二氧化碳和一些碳氢化合物，两台分子筛吸附器一台工作，另一台再生。 （ 3） 空气的精馏 出吸附器的空气分为两部分：一部分直接进入主换热器冷却后进入下塔；另一部分通过空气增压机进一步压缩，中抽出一股经过膨胀机增压端的压缩及后冷却器的冷却，再进入主换热器被冷却，经膨胀机膨胀后进入下塔；从空气增压机末级排出的空气经增压机后冷却器冷却后送入冷箱经高压主换热器冷却变为液体后节流进入下塔。 下塔中的上升气体通过与回流 液体接触含氮量增加。 所需的回流液氮来自下塔顶部的冷凝蒸发器，在这里氧得到蒸发，而氮得到冷凝。 压缩工段（ 06A/06B） 管道仪表流程图，图号： 2020204437～ 38 本工段包括焦炉气压缩（ 06A） 和合成气压缩（ 06B） 压缩工艺原理 （ 1）无油螺杆式压缩工作原理：无油螺杆压缩机的一对阴阳转子通过同步齿轮带动，阴转子、阳转子不接触，相互间存在一定的间隙。 所谓无油是指气体在压缩过程中完全不与油接触，即压缩机的压缩腔和转子之间没有油润滑。 但压缩机中的轴承，齿轮等零部件仍需用油 进行润滑。 （ 2）离心式压缩机的主轴带动叶轮旋转时，气体自轴向进入，并以很高的速东华工程科技股份有限公司 初步设计 临涣焦炉气制甲醇装置 416 度被离心力甩出叶轮，进入流通面积逐渐扩大的扩压器中，使气体的速度降低而压力提高，采用多级叶轮，通过一级一级提高压力，一直达到额定的压力要求。 采用离心式压缩机对焦炉气进行压缩，提高进下一工序的压力，以至于满足整个生产工艺的要求。 工艺流程简述 （ 1） 焦炉气压缩（ 06A） 焦炉气压缩机采用 2 台并联， 原料焦炉气从焦炉气气柜进入焦炉气压缩机（ C6A01A/B）的一级进口，进口压力为 300mmH20（ A），经过一级压缩 ，压力达到 （ g），两台压缩机一级压缩后，合并进入段间冷却器（ E6A01）进行冷却，在段间分离器（ V6A01）中进行气液分离后，送去粗脱硫 及净化。 净化气 返回压缩机的二段进口，经过第二级压缩后，焦炉气的压力达到 （ g），送往焦炉气精脱硫 工段。 （ 2） 合成气压缩（ 06B） 来自转化工段的温度 40℃、压力 （ g）的转化气，作为合成甲醇的新鲜气，首先经进口分离器（ V6B01）分水后，进入合成气压缩机（ K6B01）一段，压缩至 （ a）后出压缩机，经级间冷却器冷却至 40℃进入压缩机（ K6B01）二段，压缩至 （ a）后出压缩机，经段间冷却器冷却至 40℃，与经循环气分离器（ V6B02）分水后的合成工段循环气混合，进入合成气压缩机（ C6B01）循环段，经循环段压缩至 （ a）送至合成工段。 由于本项目所采用的螺杆压缩机要求对气体的适应性强，能适应焦炉煤气中高焦油、高萘的特点，能满足装置长周期生产要求，目前国内尚不能生产该类型的机器，因此在充分比较和技术交流的前提下，本次设计按照引进考虑。 焦炉气压缩机采用二台，各占 50%负荷，一方面增加设备运行可靠性， 另一方面即使有一台停车，也不至于使得装置停车。 锅炉给水泵及脱氧槽工段（ 08） 管道仪表流程图，图号： 2020204439 东华工程科技股份有限公司 初步设计 临涣焦炉气制甲醇装置 417 热力喷雾除氧工艺原理 气体在水中的溶解度与该气体在水面上的分压力、温度和气体种类有关。 根据亨利定律，当水温达到相应压力下饱和温度时水就开始沸腾，就不再溶解气体，此时水面上的蒸汽压力与外界压力相等，气体的分压力就等于零。 此工艺是将水雾化并通过特殊的填料与蒸汽充分接触加热，使其在一定压力下沸腾，达到除氧的目的，以满足锅炉给水的要求。 通过调节蒸汽流量，使除氧 器内的工作压力保持在 （ g），并通过调节给水流量，进而达到水与蒸汽之间的换热平衡，使其在一定压力下达到沸腾，脱去溶解于水中的氧。 热力喷雾除氧工艺流程简述 采用热力喷雾除氧工艺，设置额定能力为 112t/h 热力喷雾除氧器（ X801）一台。 调节进除氧器蒸汽流量，使除氧器内的工作压力保持在 （ g），并调节进除氧器脱盐水流量，进而达到水与蒸汽之间的换热平衡。 除氧后的锅炉给水温度为 115℃，含氧量≤ ，将脱掉溶解氧的锅炉给水一部分通过联胺加药装置（ X802）加联氨后，再用中压锅炉给水泵（ P801A/B）输送到转化工段的转化汽包和甲醇合成工段的合成废锅使用；另一部分通过两台低压锅炉给水泵（ P802A/B）将低 压锅炉给水送往 转化 工段低压废热锅炉及所有减温器用水处。 中压锅炉给水泵及低压锅炉给水泵均为一开一备，采用电机驱动。 中间罐区（ 09 工段 ） 管道仪表流程图，图号： 2020204440 工艺流程原理 中间罐区设有粗甲醇储罐、精甲醇储罐、异丁基油储罐以及相应的泵和管道系统。 中间罐区是粗甲醇、精甲醇、异丁基油的暂时储存处，生 产过程中没有化学变化。 设备选型：标准大气压（ kPa）下，粗甲醇、精甲醇的沸点为 ℃。 为了减少甲醇的挥发损失，设计选用内浮顶储罐。 东华工程科技股份有限公司 初步设计 临涣焦炉气制甲醇装置 418 标准状况下，甲醇的闪点是 11℃，属于甲 B 类火灾危险性物料，为了安全生产，粗甲醇、精甲醇储罐也应该选用内浮顶储罐。 与立式拱顶罐相比，内浮顶储罐几乎没有甲醇蒸汽与空气的混合物，发生火灾的危险性要小很多。 异丁基油的成分是高级醇、甲醇和水等 ,从安全方面考虑，设计选用内浮顶储罐。 自动控制：储罐设有非接触式 高精度雷达液位计（液位误差177。 1mm），可显示液位并能进行高 低液位报警。 进行标定的储罐，用液位计进行流量计。