年產(chǎn)20萬(wàn)噸煤制甲醇生產(chǎn)工藝設(shè)計(jì)畢業(yè)論文(編輯修改稿)

　

【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 干基）左右。另一部分去發(fā)電氣加熱器（E2007），溫度降至213℃，進(jìn)入發(fā)電氣廢熱鍋爐（E2008）， MPa(A)低壓蒸汽，出口水煤氣溫度降至170℃，進(jìn)入第四水分離器（V2011），分離出冷凝液后進(jìn)入鍋爐給水加熱器Ⅱ（E2009）加熱鍋爐給水，溫度降至153℃，再進(jìn)入第五水分離器（V2012），分離出冷凝液后進(jìn)入鍋爐給水加熱器Ⅲ（E2010）加熱來(lái)自熱電站的鍋爐給水，溫度降至123℃，進(jìn)入第六水分離器（V2013），分離出冷凝液后進(jìn)入脫鹽水加熱器Ⅱ（E2011），溫度降至35℃，進(jìn)入第七水分離器，分離出冷凝液后的煤氣（發(fā)電氣）去送至NHD脫硫脫碳工段。來(lái)自脫硫系統(tǒng)的發(fā)電煤氣，溫度80℃，（A），進(jìn)入發(fā)電氣加熱器（E2007），溫度升至230℃，然后去發(fā)電系統(tǒng)發(fā)電用。由第一水分離器（V2004）、第四水分離器（V2011）分離出的高溫冷凝液和來(lái)自氨吸收制冷、脫硫系統(tǒng)的冷凝液進(jìn)入冷凝液閃蒸槽（V2007），閃蒸出的閃蒸氣進(jìn)入冷凝液汽提塔（T2001），冷凝液由閃蒸槽底部排出直接送至氣化工段。由第三水分離器（V2006）、第七水分離器（V2014）分離出的冷凝液進(jìn)入冷凝液汽提塔的上部，由第二水分離器（V2005）、第五水分離器（V2012）、第六水分離器（V2013）分離出的冷凝液進(jìn)入冷凝液汽提塔的中部，汽提塔采用垂直篩板塔，冷凝液閃蒸槽閃蒸出的閃蒸氣（156℃，）進(jìn)入冷凝液汽提塔的底部，低壓蒸汽進(jìn)入塔的底部進(jìn)行汽提冷凝液，～(A)。從塔底排出的冷凝液送至氣化工段，塔頂排出的解析氣，送至氣化系統(tǒng)的火炬。脫鹽水站來(lái)的脫鹽水分成兩部分，一部分進(jìn)入脫鹽水加熱器Ⅰ（E2006）與變換氣換熱溫度升至98℃后分兩股，一股脫鹽水去熱電站，另一股進(jìn)入除氧器除氧；另一部分進(jìn)入脫鹽水加熱器Ⅱ（E2011）與水煤氣（發(fā)電氣）換熱溫度升至98℃，進(jìn)入除氧器除氧。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，(A)去鍋爐給水加熱器Ⅱ（E2009），升溫至153℃后，一部分去變換氣第二廢熱鍋爐（E2004）(A)低壓蒸汽，另一部分去發(fā)電氣廢熱鍋爐（E2008）(A)低壓蒸汽；(A)去甲醇合成系統(tǒng)；(A)進(jìn)鍋爐給水加熱器（E2005），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（E2003）(A)蒸汽。(A)(A)蒸汽一起送出本工段。圖4 變換工藝流程 NHD脫硫脫碳來(lái)自變換及燃?xì)鉄峄厥障到y(tǒng)的煤氣（36℃，(A)，%）與燃?xì)饷摿蛩═3004）℃進(jìn)入燃?xì)饷摿蛩═3004）下部，在塔內(nèi)NHD吸收了煤氣中大部分的H2S氣體，同時(shí)也帶走部分COCOS、H2等氣體。除去H2S的煤氣稱之為燃?xì)饷摿驓猓c進(jìn)塔的煤氣在氣體換熱器E3001A，B換熱，℃升至30℃，為滿足燃?xì)獍l(fā)電對(duì)硫含量的要求，燃?xì)饷摿驓馐紫冗M(jìn)入預(yù)脫硫槽R3001脫除H2S氣體，然后在精脫硫槽預(yù)熱器E3008中被變換氣加熱到80℃，進(jìn)入精脫硫槽R3002A，B，精脫硫槽上部裝水解催化劑，下部裝精脫硫劑，精脫硫后的氣體（H2S+COS20ppm）返回到燃?xì)鉄峄厥障到y(tǒng)。從變換工段過(guò)來(lái)的變換氣（36℃，(A)，%）與脫硫脫碳閃蒸氣及濃縮塔頂氣提氣混合，℃進(jìn)入變換氣脫硫塔（T3001）底部，與塔內(nèi)自上而下的0℃ NHD溶液逆流接觸吸收絕大部分H2S氣體及部分COCOS、H2等氣體，℃，含H2S+COS80ppm，%，經(jīng)脫硫氣分離器（V3002）分離掉夾帶的NHD溶液后，去NHD脫碳。變換氣脫硫塔（T3001）℃的NHD富液和燃?xì)饷摿蛩═3004）℃左右的NHD富液一起由富液泵（P3003A,B）(G)經(jīng)貧富液換熱器I（E3002）換熱至50℃；貧富液換熱器II（E3003）加熱到130℃，進(jìn)入濃縮塔（T3002）。采用甲醇馳放氣（40℃，(A)）作為氣提氣進(jìn)入濃縮塔下部，塔頂出來(lái)的氣提氣中主要是CO2 、H2及少量H2S、COS等氣體，(G)閃蒸氣合并經(jīng)閃蒸氣水冷器I（E3004）冷卻至40℃返回進(jìn)NHD脫硫入口以回收高壓閃蒸氣中的H2。從濃縮塔底出來(lái)底NHD富液由脫硫水力透平（HT3001）回收能量后進(jìn)入脫硫高壓閃蒸槽（V3004），(A)，出口閃蒸氣去脫碳閃壓機(jī)。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。貧液經(jīng)貧富液換熱器II（E3003）冷卻到57℃，然后由貧液泵II（P3002A,B）(G)送入貧富液換熱器I（E3002）；而在貧液進(jìn)入貧富液換熱器I前面有一旁路，(G)進(jìn)入溶液過(guò)濾器（M3001A,B），過(guò)濾后的貧液再返回貧液泵II的入口。℃，再被脫碳工段的氨冷器I冷卻至0℃，然后將出氨冷器I的貧液分為兩部分，一部分貧液直接進(jìn)入燃?xì)饷摿蛩═3004）；另一部分則進(jìn)入NHD脫碳工段的脫碳塔上塔，在塔內(nèi)吸收脫碳塔下塔過(guò)來(lái)的凈化氣中微量的H2S和CO2，(G)進(jìn)入變換氣脫硫塔（T3001）。出再生塔（T3003）填料段的再生氣經(jīng)塔上部的旋流板，用塔頂回流的40℃的冷凝液洗滌冷卻到106℃左右進(jìn)入酸性氣水冷器（E3006）冷卻到40℃，經(jīng)酸性氣分離器（V3005）分離掉酸性氣中夾帶水分，使酸性氣中含H2S25%，進(jìn)入硫回收工段。來(lái)自脫硫工段的脫硫氣（℃、(A)、CO34%含COS＋H2S 80ppm）進(jìn)入脫碳塔（T4001）下塔，氣體自下而上與從下塔頂部而來(lái)的NHD溶劑逆流接觸，下塔塔內(nèi)有三層QH1型碳鋼扁環(huán)散堆填料，氣體中的CO2被溶劑吸收，部分H2S、COS被吸收。從下塔頂出來(lái)的凈化氣（CO24%(V)、℃）直接進(jìn)入脫碳塔上塔底部與從脫硫工段過(guò)來(lái)的被氨冷器I（E4002）冷卻至0℃的NHD貧液逆相接觸，從上塔頂出來(lái)的凈化氣（CO2約2～3%(V)、COS和H2S5ppm、℃），經(jīng)凈化氣分離器（V4002）除去少量霧沫夾帶的NHD后，進(jìn)入氣氣換熱器（E4001A），溫度升至30℃，(A)，然后將凈化氣送去精脫硫。精脫硫時(shí)，凈化氣先進(jìn)入水解槽預(yù)熱器（E4004）被變換氣冷凝液加熱到80℃，經(jīng)水解槽（R3001）水解后，在水解氣冷卻器（E4005）中冷卻至40℃，進(jìn)到精脫硫槽（R3002A，B）精脫硫，得到符合甲醇合成所需的凈化氣體（CO2：2～3%，COS和H2S），送入合成甲醇工段。吸收了少量COH2S和COS的NHD貧液從脫碳塔（T4001）上塔底部出來(lái)后返回到NHD脫硫工段。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，℃、(A)。富液進(jìn)入水力透平（HT4001A，B）回收靜壓能，(A)后進(jìn)入脫碳高壓閃蒸槽（V4003），脫碳高壓閃蒸槽設(shè)備為板式塔，部分溶解的CO2和大部分H2在此解吸出來(lái)，此氣體即謂脫碳高壓閃蒸氣。高壓閃蒸氣和來(lái)自脫硫工段的脫硫高壓閃蒸氣混合后進(jìn)入閃蒸氣壓縮機(jī)（C4001A，B），(A)、經(jīng)閃蒸氣水冷器冷卻到40℃與變換氣混合，經(jīng)氣體換熱器（E6401A，B）降溫后再去脫硫工段循環(huán)吸收。從脫碳高壓閃蒸槽底部出來(lái)的溶液，減壓進(jìn)入低壓閃蒸槽（V4004），在此塔內(nèi)NHD實(shí)液中溶解的大部分CO2氣體解吸出來(lái)，℃，此氣體即謂CO2氣，CO2氣進(jìn)入脫碳?xì)怏w換熱器（E4001B）回收冷量后放空。低壓閃蒸槽（V4005）底部出來(lái)的富液自流進(jìn)入氣提塔（T4002）塔內(nèi)有五層QH1型扁環(huán)散堆填料，溶液與氣提氮?dú)庠谔盍蠈觾?nèi)逆流接觸，此時(shí)溶液中溶解的CO2被氣提出來(lái)，排至大氣。從氣提塔底出來(lái)的貧液經(jīng)氨冷器（E4003）冷卻到5℃，由脫碳貧液泵（P4001A，B） Mpa(A)進(jìn)入脫碳塔下塔上部。系統(tǒng)中各排液、導(dǎo)淋回收的NHD溶液，經(jīng)排液總管送入溶劑系統(tǒng)貯槽內(nèi)。圖5 NHD脫硫脫碳工藝流程 硫回收來(lái)自脫硫工段的酸性氣經(jīng)酸性氣分水罐（V6001）分離掉酸性水，進(jìn)入酸性氣燃燒爐（F6001）與按一定比例配入的富氧空氣混合燃燒，使?fàn)t膛溫度保持在950℃左右。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。爐膛內(nèi)發(fā)生的化學(xué)反應(yīng)如下：H2S+3/2O2 →SO2 +H2O+Q1H2S+1/2SO2 →H2O+3/4S2 +Q2燃燒后從爐內(nèi)出來(lái)的混合氣分成三股，一股去一級(jí)高溫?fù)胶祥y（TV6001），一股去二級(jí)高溫?fù)胶祥y（TV6002）,另一股經(jīng)加氫預(yù)熱器（E6003）與加氫工藝氣體換熱冷卻到810℃，再經(jīng)過(guò)廢熱鍋爐（E6004）降溫到330℃，然后進(jìn)入一級(jí)冷凝器（E6005）冷卻到150℃分離出液硫，（G）的低壓蒸汽。從一級(jí)冷凝器（E6005）出來(lái)被冷卻至150℃的氣體與酸性氣燃燒爐出口的一級(jí)高溫?fù)胶祥y（TV6001）熱口進(jìn)來(lái)的高溫氣體摻合提溫到270℃進(jìn)入一級(jí)Claus轉(zhuǎn)化器（R6001）發(fā)生催化轉(zhuǎn)化反應(yīng)。其中主要反應(yīng)：2H2S+SO2 →3/2S2 +2H2O+Q反應(yīng)后的氣體進(jìn)入二級(jí)冷凝器（E6006），冷卻到150℃分離出液硫，（G）的低壓蒸汽。轉(zhuǎn)化氣同樣與酸性氣燃燒爐出口的二級(jí)高溫?fù)胶祥y（TV6002）熱口進(jìn)來(lái)的高溫氣體摻合提溫到220℃進(jìn)入二級(jí)Claus轉(zhuǎn)化器（R6001）發(fā)生催化轉(zhuǎn)化反應(yīng)，然后進(jìn)入三級(jí)冷凝器（E6007）冷卻到150℃分離出液硫，（G）的低壓蒸汽。三級(jí)冷凝器（E6007）出口氣體進(jìn)入尾氣分液罐（V6005）進(jìn)一步分離出氣體中夾帶的液硫，從尾氣分液罐（V6005）頂部出來(lái)的就是Claus尾氣。從一、二、三級(jí)冷凝器（E6005，E6006，E6007）和尾氣分液罐（V6005）中冷凝下來(lái)的液硫都進(jìn)入液硫封（V6004A，B）,然后由液硫封（V6004A，B）自流流入液硫貯罐（V6007A，B），再用液硫泵（P6002A，B）將液硫輸送到液硫高位罐（V6009），由液硫高位罐（V6009）經(jīng)過(guò)過(guò)慮輸送到硫磺尖嘴滴落成型造粒機(jī)去造粒成型包裝出售。配入一定量氫氣的Claus尾氣經(jīng)過(guò)加氫預(yù)熱器（E6003）預(yù)熱至300℃進(jìn)入加氫反應(yīng)器（R6002）反應(yīng)，將除H2S以外的硫化物幾乎全部轉(zhuǎn)化為H2S，反應(yīng)器出口氣體進(jìn)入蒸汽發(fā)生器（E6008）冷卻至160℃，再進(jìn)入急冷塔（T6001）冷卻到36℃。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。急冷塔（T6001）底的急冷水用急冷水循環(huán)泵（P6011A，B）加壓打入急冷水冷卻器（E6016）冷卻到36℃進(jìn)入急冷塔上部，自上而下冷卻從急冷塔下部而來(lái)的氣體。吸收了H2S和部分CO2的NHD富液自吸收塔底由富液泵（P6012A，B）泵出，與再生塔來(lái)的NHD貧液經(jīng)過(guò)貧富液換熱器Ⅰ（E6012）和貧富液換熱器Ⅱ（E6013）換熱后升溫到135℃進(jìn)入再生塔（T6003）再生。再生塔下部用蒸汽煮沸器（E6017）加熱，使富液中的H2S和CO2受熱解析。從再生塔頂出來(lái)的溫度約為107℃的再生氣經(jīng)再生氣水冷器（E6014）冷卻至40℃，再經(jīng)再生氣分離器（V6014）除去水，然后返回酸性氣燃燒爐再次進(jìn)行Claus轉(zhuǎn)化；分離出來(lái)的水則經(jīng)回流水泵（P6014A，B）打回再生塔。受熱解析出H2S和CO2的NHD貧液與吸收塔（T6002）出來(lái)的富液換熱、循環(huán)水冷卻、氨冷器冷卻降溫到0℃進(jìn)入吸收塔(T6002)再去進(jìn)行吸收。本裝置接收到從變換工段送來(lái)的中壓鍋爐給水在廢熱鍋爐（E6004）（G）蒸汽送入管網(wǎng)；從變換過(guò)來(lái)的低壓鍋爐給水在各級(jí)冷凝器（E6005，E6006，E6007）、蒸汽發(fā)生器（E6008）和尾氣廢鍋（E6009）（G）低壓蒸汽供本裝置設(shè)備夾套及管道伴熱使用。圖6 硫回收工藝流程 甲醇合成工藝流程來(lái)自脫碳裝置的新鮮氣（40℃，）與循環(huán)氣一起經(jīng)甲醇合成氣壓縮機(jī)（C7001），經(jīng)過(guò)入塔氣預(yù)熱器（E7001）加熱到225℃，進(jìn)入甲醇合成塔（R7001）內(nèi)，甲醇合成氣在催化劑作用下發(fā)生如下反應(yīng)：CO+2H2 =CH3OH+QCO2 +3H2 =CH3OH+H2O+Q甲醇合成塔（R7001）為列管式等溫反應(yīng)器，管內(nèi)裝有XNC98型甲醇合成催化劑，管外為沸騰鍋爐水。反應(yīng)放出大量的熱，通過(guò)列管管壁傳給鍋爐水，產(chǎn)生大量中壓蒸汽（），減壓后送至蒸汽管網(wǎng)。副產(chǎn)蒸汽確保了甲醇合成塔內(nèi)反應(yīng)趨于恒定，且反應(yīng)溫度也可通過(guò)副產(chǎn)蒸汽的壓力來(lái)調(diào)節(jié)。甲醇合成塔（R7001）出來(lái)的合成氣（255℃，），經(jīng)入塔氣預(yù)熱器（E7001），甲醇水冷器（E7002A，B），進(jìn)入甲醇分離器（V7002），粗甲醇在此被分離。分離出的粗甲醇進(jìn)入甲醇膨脹槽（V7003）。甲醇分離器（V7002）分離出的混合氣與新鮮氣按一定比例混合后升壓送至甲醇合成塔（R7001）繼續(xù)進(jìn)行合成反應(yīng)。從甲醇分離器（V7002）出來(lái)的循環(huán)氣在加壓前排放一部分弛放氣，以保持整個(gè)循環(huán)回路惰性氣體恒定。弛放氣減壓后去燃?xì)獍l(fā)電系統(tǒng)；甲醇膨脹槽（V7003）頂部排出的膨脹氣去燃料氣系統(tǒng)。合格的鍋爐給水來(lái)自變換裝置；循環(huán)冷卻水來(lái)自界區(qū)外部。汽包（V7001）排污，經(jīng)排污膨脹槽（V7006）膨脹減壓后就地排放。圖7 合成工藝流程 甲醇精餾工藝流程來(lái)自甲醇合成裝置的粗甲醇（40℃，），通過(guò)預(yù)塔進(jìn)料泵（P8002A,B），經(jīng)粗甲醇預(yù)熱器加熱至65℃，進(jìn)入預(yù)精餾塔（T8001），預(yù)塔再沸器（E8004），低沸點(diǎn)的雜質(zhì)如二甲醚等從塔頂排出，冷卻分離出水后作為燃料；回收的甲醇液通過(guò)預(yù)塔回流泵（P8003A，B）作為該塔回流液。預(yù)精餾塔（T8001）底部粗甲醇液經(jīng)加壓塔進(jìn)料泵（P8004A，B）進(jìn)入加壓精餾塔（T8002），加壓塔再沸器（E8005），加壓塔塔頂餾出甲醇?xì)怏w（，122℃）經(jīng)常壓塔再沸器（E8007A，B）后，甲醇?xì)獗焕淠状蓟氐郊訅核亓鞑郏╒8004），一部分精甲醇經(jīng)加壓塔回流泵（P8005