焦?fàn)t煤氣制甲醇工藝設(shè)計(jì)方案.doc

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1、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(duì)原料氣的要求，確定工藝路線如下。由焦化廠送來(lái)的焦?fàn)t氣是經(jīng)過(guò)化產(chǎn)后的焦?fàn)t氣，壓力1000mmHB2BO，溫度40℃，HB2BS含量100mmg/NmP3P,有機(jī)硫250mmg/NmP3P,首先進(jìn)入焦?fàn)t氣壓縮機(jī)壓縮到2.5MPa,再進(jìn)入精脫硫裝置，進(jìn)行有機(jī)硫加氫轉(zhuǎn)化及無(wú)機(jī)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(duì)原料氣中硫含量的要求。脫硫后的焦?fàn)t氣進(jìn)入轉(zhuǎn)化工段，在這里進(jìn)行加壓

2、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(jī)提壓后進(jìn)行甲醇合成，生成的粗甲醇進(jìn)入甲醇精餾制得符合國(guó)標(biāo)GB338-2004優(yōu)等品級(jí)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(jiàn)附圖。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(lái)的焦?fàn)t氣H2S小于100mg

3、/NmP3P，有機(jī)硫約250mg/NmP3P，壓力為常壓，在進(jìn)一步處理前，必須進(jìn)行氣體的壓縮。本工程焦?fàn)t氣量較大，可選擇的壓縮機(jī)有往復(fù)式和離心式兩種。往復(fù)式壓縮機(jī)技術(shù)成熟，價(jià)格便宜，但單機(jī)打氣量小，機(jī)器龐大，噪音高，慣性力強(qiáng)，需要強(qiáng)固的基礎(chǔ)。此外，往復(fù)式壓縮機(jī)易損件多，容易停車，檢修頻繁，維修費(fèi)用高，必須考慮備機(jī)，如采用往復(fù)式壓縮機(jī)，需兩開(kāi)一備，占地大，電耗稍高。離心式壓縮機(jī)體積與重量都小而流量很大，占地少，供氣均勻、運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)、易損件少、維護(hù)方便，可以長(zhǎng)周期安全運(yùn)行，不考慮備機(jī)。更為有利的是可以用蒸汽

4、透平驅(qū)動(dòng)壓縮機(jī)，從而合理地利用熱能。但離心式壓縮機(jī)價(jià)格遠(yuǎn)高于往復(fù)式壓縮機(jī)，投資為往復(fù)式壓縮機(jī)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(jī)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(jī)設(shè)備加工難度大。相比之下，往復(fù)式壓縮機(jī)對(duì)氣體組分沒(méi)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(jī)。該機(jī)采用對(duì)稱平衡型四列三級(jí)壓縮，雙一級(jí)氣缸，二級(jí)、三級(jí)氣缸各一個(gè)，對(duì)稱平衡型壓縮機(jī)慣性力完全平衡，同時(shí)由于相對(duì)兩列的活塞力相反，能相互抵消，減少了主軸頸和主軸承

5、之間的磨損。4.1.2.2精脫硫焦?fàn)t氣壓縮機(jī)出來(lái)的焦?fàn)t氣中H2S小于100mg/NmP3，有機(jī)硫約250mg/NmP3P，無(wú)機(jī)硫脫除相對(duì)容易，有機(jī)硫不容易直接脫除，必須先轉(zhuǎn)化為無(wú)機(jī)硫，再進(jìn)行脫除。加氫轉(zhuǎn)化反應(yīng)屬可逆反應(yīng)，采用有機(jī)硫兩級(jí)轉(zhuǎn)化和無(wú)機(jī)硫兩級(jí)脫除有利于有機(jī)硫轉(zhuǎn)化反應(yīng)的進(jìn)行，并容易保證脫硫精度。有機(jī)硫轉(zhuǎn)化催化劑主要有鈷鉬加氫催化劑、鐵鉬加氫催化劑和所等單位開(kāi)發(fā)的水解催化劑。鈷鉬加氫催化劑價(jià)格昂貴，過(guò)去主要用于天然氣脫硫，經(jīng)過(guò)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(diǎn)，并且對(duì)噻吩有

6、很高的轉(zhuǎn)化率；水解催化劑主要用于水解羰基硫，對(duì)噻吩基本不起作用；鐵鉬加氫催化劑價(jià)格適中，對(duì)各種有機(jī)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(yàn)。為保證脫硫精度，本裝置采用兩級(jí)鐵鉬加氫轉(zhuǎn)化，串兩級(jí)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(jìn)行水碳比調(diào)節(jié)，混合氣在對(duì)流段預(yù)熱至500℃以上進(jìn)入轉(zhuǎn)化爐管，在轉(zhuǎn)化管進(jìn)行甲烷

7、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(jià)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

8、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(jiǎn)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(qiáng)化生產(chǎn)，燃料氣消耗低，焦?fàn)t氣利用率高，投資省。我院于二十世紀(jì)八十年代為焦化集團(tuán)公司設(shè)計(jì)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，我院又先后為煉焦制氣廠、建滔甲醇工程等多家企業(yè)設(shè)計(jì)了焦?fàn)t氣純氧轉(zhuǎn)化制甲醇裝置，這兩個(gè)廠分別于2004年和2005年投產(chǎn)，因此，我院對(duì)焦?fàn)t氣轉(zhuǎn)化