年產(chǎn)20萬(wàn)噸煤制甲醇生產(chǎn)工藝初步設(shè)計(jì)-免費(fèi)閱讀

　　

【正文】 經(jīng)急冷塔（ T6001）急冷后的氣體去吸收塔（ T6002）與從塔頂下來(lái)的 NHD 貧液逆向接觸，氣體中所含的大部分 H2S 和部分 CO2 被貧液吸收下來(lái)，從吸收塔（ T6002）頂出來(lái)的尾氣進(jìn)入尾氣焚燒爐（ F6002），與配入的稍過(guò)量的空氣和燃料氣進(jìn)行高溫焚燒，使 H2S全部轉(zhuǎn)化為 SO2，焚燒氣經(jīng)尾氣廢鍋（ E6009）冷卻至 300℃，通過(guò)煙囪（ X6001）高空排放。爐內(nèi)發(fā)生 H2S 部分氧化反應(yīng)，三分之一的 H2S 燃燒轉(zhuǎn)化成 SO2， 生成的 SO2再與剩下的 H2S 發(fā)生克勞斯發(fā)應(yīng)生成單質(zhì)硫。 進(jìn)脫碳塔下塔上部的 NHD 貧液溫度為 5℃，在塔內(nèi)吸收 CO2的過(guò)程中，由于 CO2的溶解熱使溶液溫度升高，出塔底的 NHD 富液溫度達(dá)到 ℃、壓力 (A)。 從脫硫高壓閃蒸槽底出來(lái)的富含 H2S、 CO2 的閃蒸液進(jìn)入再生塔（ T3003），再生塔底部由變換氣煮沸器（ E3007）加熱，使 NHD 富液中的氣體全部解吸出來(lái)，得到約147℃的 NHD 貧液。除氧器用本工段產(chǎn)生的低壓蒸汽吹入除氧，除氧后的鍋爐給水由鍋爐給水泵和高、低壓給水泵提壓，經(jīng)低壓鍋爐給水泵升壓至 (A)去鍋爐給水加熱器Ⅱ（ E2021），升溫至 153℃后，一部分去變換氣第二廢熱鍋爐（ E2021）產(chǎn)生 (A)低壓蒸汽 ，另一部分去發(fā)電氣廢熱鍋爐（ E2021）產(chǎn)生 (A)低壓蒸汽 ； 經(jīng)高壓鍋爐給水泵升壓到 (A)去甲醇合成系統(tǒng)；經(jīng)低壓鍋爐給水泵升壓到 (A)進(jìn)年產(chǎn) 20 萬(wàn)噸煤制甲醇生產(chǎn)工藝初步設(shè)計(jì) 28 鍋爐給水加熱器（ E2021），溫度升至 135℃，分成兩部分，一部分去硫回收系統(tǒng)，另一部分去變換氣第一廢熱鍋爐（ E2021）產(chǎn)生的 (A)蒸汽。自氨吸收制冷系統(tǒng)返回的變換氣，溫度 145℃，進(jìn)入鍋爐給水加熱器（ E2021）后溫度降至 142℃，再進(jìn)入第二水分離器（ V2021），分離出的冷凝液去冷凝液汽提塔（ T2021），分離后的變換氣進(jìn)入脫鹽水加熱器Ⅰ（ E2021），加熱來(lái)自脫鹽水站的脫鹽水，溫度降至 35℃，進(jìn)入第三水分離器（ V2021），分離出的冷凝液去冷年產(chǎn) 20 萬(wàn)噸煤制甲醇生產(chǎn)工藝初步設(shè)計(jì) 27 凝液汽提塔（ T2021），分離后的變換氣去脫硫系統(tǒng)。 固體氣化原料被碾磨為不大于 ㎜ 的粒度后，經(jīng)過(guò)干燥，通過(guò)濃相氣流輸入系統(tǒng)送至燒嘴。 （ 3）填料塔 填料塔是在塔內(nèi)裝填新型高效填料，如不銹鋼網(wǎng)波紋填料，每 米 填年產(chǎn) 20 萬(wàn)噸煤制甲醇生產(chǎn)工藝初步設(shè)計(jì) 25 料相當(dāng) 5 塊 以上的理論板。 目前常用的精餾塔主要有四種塔型：泡罩塔，浮閥塔，填料塔和新型垂直篩板 塔 。 （ 5） 操作方面。三塔精餾與雙塔精餾在流程上的區(qū)別在于三塔精餾采用了 2 臺(tái)主精餾塔 (其中 1 臺(tái)是加壓塔 )和 1 臺(tái)常壓塔，較雙塔流程多 1 臺(tái)加壓塔。在該溫度下，幾乎所有的低沸點(diǎn)餾分都為氣相，不造成冷凝回流。從塔頂或側(cè)線(xiàn)采出 .經(jīng)精餾甲醇冷卻器冷卻至常溫后，就可得到純度在 %以上的符合國(guó)家指標(biāo)的精甲醇產(chǎn)品。粗甲醇生產(chǎn)中的副反應(yīng)減少和雜質(zhì)的降低，此工藝流程己經(jīng)很少采用。若將氣相混合蒸 汽再部分冷凝下來(lái)，將冷凝液再加熱到一定溫度，使其部分氣化， 并將氣相與液相分離，則所得氣相冷凝液中的低沸點(diǎn)組分 又高于原氣相冷凝液。 粗甲醇的精餾 ［ 14］ 在甲醇合成時(shí)，因合成條件如壓力、溫度、合成氣組成及催化劑性能等因素的影響，在產(chǎn)生甲醇反應(yīng)的同時(shí)，還伴隨著一系列的副反應(yīng)。二氧化碳的存在可以降低反應(yīng)系統(tǒng)的熱效應(yīng)，這對(duì)維持床層溫度也是有利的。早期的高壓法合成甲醇工藝采用的是鋅基催化劑，由于活性差，需要在高溫高壓下操作，其操作壓力為 25～ 35Mpa，操作溫度350～ 420℃。操作溫度的控制同樣是一個(gè)操作費(fèi)用的控制問(wèn)題，在設(shè)計(jì)中，需要延長(zhǎng)催化劑的使用壽命，防止催化劑的迅速老化和活性衰減速度加快。隨著可調(diào)溫區(qū)的增加 ， 催化劑的使用壽命也相應(yīng)延長(zhǎng)。常用操作溫度 200～ 290℃ ,操作壓力 ～ MPa。通過(guò)操作條件的對(duì)比分析，可知 使用銅基催化劑可大幅度節(jié)省投資費(fèi)用和操作費(fèi)用，降低成 本 。典型塔型有 Casale 的四床臥式內(nèi)換熱合成塔和中國(guó)成達(dá)公司的四床內(nèi)換熱式合成塔。管板處的催化劑屬于絕熱段 。 （ 4）固定管板列管合成塔 這種合成塔就是一臺(tái)列管換熱器，催化劑在管內(nèi)，管間（殼程 )是沸騰水，將反應(yīng)熱用于副產(chǎn) ～ 的中壓蒸汽。 （ 2）冷管式合成塔 這種合成塔源于氨合成塔，在催化劑內(nèi)設(shè)置足夠換熱面積的冷氣管，用進(jìn)塔冷管年產(chǎn) 20 萬(wàn)噸煤制甲醇生產(chǎn)工藝初步設(shè)計(jì) 16 來(lái)移走反應(yīng)熱。內(nèi)件事由催化劑筐和換熱器兩部分組成。 NHD脫硫脫碳的甲醇裝置的生產(chǎn)數(shù)據(jù)表明，經(jīng) NHD 法凈化后，凈化氣總硫體積分?jǐn)?shù)小于，再設(shè)置精脫硫裝置，總硫體積分?jǐn)?shù)可小于 106，滿(mǎn)足甲醇生產(chǎn)的要求。 (8)能耗低。 NHD 脫硫脫碳 溶劑的物理性質(zhì)和應(yīng)用性能 NHD 溶劑主要組分是聚乙二醇二甲醚的同系物，分子式為 CH3O(C2H4O)nCH3, 式中 n=2～ 8，平均分子量為 250～ 280。預(yù)變換爐溫度控制在 240℃左右。 變換工序 以煤為原料制得的粗甲醇原料氣必須經(jīng)過(guò)一氧化碳變換工序。 (4)氣化爐采用水冷壁結(jié)構(gòu)，無(wú)耐火材料襯里。 代表著未來(lái)氣流床加壓氣化技術(shù)的發(fā)展方向 。后者熱煤氣是經(jīng)輻射鍋爐，再送往對(duì)流鍋爐，產(chǎn)生高壓蒸汽可用于發(fā)電或作熱源。 (2)氣化溫度達(dá) 1 400～ 1 600℃ ，對(duì)環(huán)保很有利，沒(méi)有酚、焦油，有機(jī)硫很少，且硫年產(chǎn) 20 萬(wàn)噸煤制甲醇生產(chǎn)工藝初步設(shè)計(jì) 11 形態(tài)單一 。發(fā)展較早且比較成熟的是常壓溫克 （ Winkler） 爐。 煤氣化技術(shù)路線(xiàn)的選擇 煤氣化技術(shù) 按氣化反應(yīng)器的形式，氣化工藝可分為移動(dòng)床（固定床）、流化床、氣流床 三 種。 綜合樓：包括中心化驗(yàn)室、質(zhì)量檢驗(yàn)、安全環(huán)保。加強(qiáng)理論聯(lián)系實(shí)際，擴(kuò)大知識(shí)面；培養(yǎng)獨(dú)立思考、獨(dú)立工作的能力。本設(shè)計(jì)遵循“工藝先進(jìn)、技術(shù)可靠、配置科學(xué)、安全環(huán)保”的原則；結(jié)合甲醇的性質(zhì)特征設(shè)計(jì)一座年產(chǎn) 20 萬(wàn)噸煤制甲醇的生產(chǎn)車(chē)間。將合成后的粗甲醇經(jīng)預(yù)精鎦脫除甲醚， 再精鎦而得 成品甲醇。 我國(guó)的甲醇生產(chǎn)始于 1957 年， 50年代在吉林、蘭州和太原等地建成了以煤或焦炭為原料來(lái)生產(chǎn)甲醇的裝置。 1857 年法國(guó)的 M用甲醇作甲基化 試劑 可生產(chǎn) 丙烯酸 甲酯、對(duì)苯二甲酸二甲酯、甲胺 、甲基苯胺、甲烷氯化物等； 甲醇 羰基化可生產(chǎn)醋酸、醋酐、甲酸甲酯等重要有機(jī)合成中間體，它們是制造各種染料、藥品、 農(nóng)藥 、炸藥、 香料 、噴漆的原料，目前用甲醇合成乙二醇、乙醛、乙醇也日益受到重視 。 the rectification craft of three towers is utilized to rectify methanol。設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容是進(jìn)行工藝論證，物料衡算和熱量衡算等。本設(shè)計(jì)本著 符合國(guó)情 、技術(shù)先進(jìn)和易得 、 經(jīng)濟(jì) 、 環(huán)保的原則，采用煤炭為原料；利用 GSP氣化工藝造氣； NHD凈化工藝凈化合成氣體；低壓下利用列管均溫合成塔合成甲醇；三塔精餾工藝精制甲醇；此外嚴(yán)格控制三廢的排放，充分利用廢熱，降低能耗，保證人員安全與衛(wèi)生。 In addition control the discharge of the three wastes strictly, fully utilize used heat, reduce energy consumption, guarantee the personal security and hygiene. Keyword: Methanol, synthesis, rectification. 年產(chǎn) 20 萬(wàn)噸煤制甲醇生產(chǎn)工藝初步設(shè)計(jì) 3 目 錄 1 總論 ? ?????????? ????????????????? 1 概述 ?????????? ????????????????? 1 設(shè)計(jì)的目的和意義 ?????????? ??????????? 3 設(shè)計(jì)依據(jù) ?????????? ??????????????? 3 設(shè)計(jì)的指導(dǎo)思想 ?????????? ???????????? 4 設(shè)計(jì)的范圍，裝置組成及建設(shè)規(guī)模 ?????????? ???? 4 原料煤的規(guī)格 ?????????? ????????????? 5 產(chǎn)品質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn) ? ?????????? ???????????? 5 2 工藝論證 ?? ?????? ???? ?????????????? 6 煤氣化路線(xiàn)的選擇 ???????? ????????????? 6 凈化工藝方案的選擇 ??????? ????????????? 8 合成甲醇工藝選擇 ? ????????? ??????????? 11 甲醇精餾 ????????? ???????????????? 17 3 工藝流程 ??? ????????? ?????????????? 22 GSP 氣化工藝流程 ??????? ?????????????? 22 凈化裝置工藝流程 ?????? ? ? ????????????? 23 甲醇合成工藝流程 ????????? ???????????? 31 甲醇精餾工藝流程 ????????? ???????????? 32 氨吸收制冷流程 ????????? ????????????? 34 4 工藝計(jì)算 ????????? ????????????????? 35 物料衡算 ?? ????????? ?????????????? 35 能量衡算 ?? ????????? ?????????????? 45 5 主要設(shè)備的工藝計(jì)算及選型 ????????? ?? ??????? 50 甲醇合成塔的設(shè)計(jì) ????????? ???????????? 50 水冷器的工藝設(shè)計(jì) ???????? ????????????? 54 循環(huán)壓縮機(jī)的選型 ???????? ????????????? 57 氣化爐的選型 ? ?? ? ??????? ??????????? 57 年產(chǎn) 20 萬(wàn)噸煤制甲醇生產(chǎn)工藝初步設(shè)計(jì) 4 甲醇合成廠的主要設(shè)備一覽表 ????????? ??????? 58 6 合成車(chē)間設(shè)計(jì) ? ????????? ?????????????? 59 廠房的整體布置設(shè)計(jì) ? ????????? ????? ????? 59 合成車(chē)間設(shè)備布置的設(shè)計(jì) ????????? ????????? 59 7 非工藝專(zhuān)業(yè)要求 ????????? ?????????????? 59 公用工程 ????????? ???????????????? 59 安全衛(wèi)生 ????????? ???????????????? 60 8 三廢處理 ????????? ???????????????? 62 甲醇生產(chǎn)對(duì)環(huán)境的污染 ????????? ?????????? 62 處理方法 ????????? ?????????????? ? 63 9 設(shè)計(jì)結(jié)果評(píng)價(jià) ??????? ? ?? ?????????????? 64 10 參考文獻(xiàn) ? ????? ?? ?? ??????????????? 66 致謝 ??? ?????? ??????????????????? 65 附工程圖紙 甲醇合成廠總工藝流程圖 主設(shè)備結(jié)構(gòu)圖 輔設(shè)備結(jié)構(gòu)圖 生產(chǎn)車(chē)間 設(shè)備布置圖 年產(chǎn) 20 萬(wàn)噸煤制甲醇生產(chǎn)工藝初步設(shè)計(jì) 5 1 總論 甲醇性質(zhì) 甲醇俗稱(chēng)木醇、木精， 英文名為 methanol， 分子式 CH3OH。 甲醇 也 是一種重 要的有機(jī)溶劑，其溶解性能優(yōu)于乙醇，可用于調(diào)制油漆。 貝特洛在 實(shí)驗(yàn)室用一氯甲烷在堿 性 溶液中水解也制 得了 甲醇。 60 年代建成了一批中小型裝置，并在合成氨工業(yè)的基礎(chǔ)上開(kāi)發(fā)了聯(lián)產(chǎn)法生產(chǎn)甲醇的工藝。 自 1923 年開(kāi)始工業(yè)化生產(chǎn)以來(lái)，甲醇合成的原料路線(xiàn)經(jīng)歷了很大變化。 通過(guò)設(shè)計(jì) 可以 鞏固、深化和擴(kuò)大所學(xué)基本知識(shí)， 培養(yǎng) 分析解決問(wèn)題的能力 ；還可以培養(yǎng)創(chuàng)新 精神 ， 樹(shù)立良好的學(xué)術(shù)思想和 工作作風(fēng)。整個(gè)設(shè)計(jì)應(yīng)貫徹節(jié)省基建投資，充分重視技術(shù)進(jìn)步，降低工程造價(jià)， 節(jié)能環(huán)保 等 思想 ， 設(shè)計(jì) 生產(chǎn)高質(zhì)量甲醇產(chǎn)品。 綜合倉(cāng)庫(kù) 建設(shè)規(guī)模 生產(chǎn)能力 ： 年產(chǎn) 20 萬(wàn) 噸甲醇，年開(kāi)工日為 330 天，日產(chǎn)為 噸 ，建設(shè)期 2 年。 移動(dòng)床 氣化 采用一定粒度范圍的碎煤（ 5mm～ 50mm）為原料，與氣化劑逆流接觸，爐內(nèi)溫度分布曲線(xiàn)出現(xiàn)最高點(diǎn)，反應(yīng)殘?jiān)鼜臓t底排出，生成氣中含有可觀量的揮發(fā)氣。 它的缺點(diǎn)是： （ 1） 在常壓或接近于常壓下生產(chǎn)，生產(chǎn)強(qiáng)度低、能耗高、碳轉(zhuǎn)化率只有 88%～ 90%。 (3)氣化壓力可達(dá) ～ ， 可大大節(jié)省合成氣的壓縮功 。 目前，常用的、技術(shù)較成熟的氣流床主要有干粉和水煤漿兩種 。 GSP 工藝技術(shù)簡(jiǎn)介 GSP 工藝技術(shù)是 20 世紀(jì) 70 年代末由 GDR(原民 主 德國(guó) )開(kāi)發(fā)并投入商業(yè)化運(yùn)行的大中型煤氣化技術(shù)。水冷壁設(shè)計(jì)壽命按 25 年考慮。變換工序主要有兩個(gè)方面的作用：通過(guò)變換