年產(chǎn)20萬噸煤制甲醇工藝設(shè)計-資料下載頁

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【正文】 個系統(tǒng)熱的利用很好。但是魯奇（ Lurgi）管殼型甲醇合成塔的結(jié)構(gòu)較為復雜，裝卸催化劑不太方便。這是它的 不足之處。 粗甲醇精餾 精餾原理 精餾是多次簡單蒸餾的組合。蒸餾操作系基于混合液中各組分在相同的溫度條件下具有不同的揮發(fā)度，當加熱至沸騰以后，將生成的蒸汽引出進行冷凝，其冷凝液組成與原來的混合液不同，其中易揮發(fā)組分的含量較前增加。如此不斷氣化、冷凝操作，最后使混合液中的組分幾乎以純組分被分離出來。 加壓蒸餾的目的及雙效法定義 精餾過程的能耗很大，且熱能利用率很低，在能源極其寶貴的今天，粗甲醇的精餾也向著節(jié)能的方向發(fā)展。三塔加壓蒸餾的目的是更合理的利用了熱量，它采用了兩個主精餾塔 ，第一主精餾塔加壓蒸餾，操作壓力為 ～ MPa，第二主精餾塔為常壓操作，第一塔由于加壓，亦使沸點升高，頂部氣相甲醇液化溫度約為 121℃，遠高于第二常壓塔塔釜液體（主要為水）的沸點溫度，將其冷凝潛熱作為第二主精餾塔再沸器的熱源。這一過程稱為雙效法，叫雙塔流程節(jié)約熱能 30%～ 40%左右，不僅節(jié)省了加熱蒸汽，也節(jié)省了冷卻用水，有效地利用了能量。 兩個主精餾塔塔板數(shù)增加了一倍，自然分離效率大大提高，然而其能量的消耗反而降低。 加壓塔對于向塔內(nèi)提供熱源的蒸汽要求較高，對受壓容器的材質(zhì)、壁厚，制造也有相當 的要求，對于精餾規(guī)模較大的裝置，從長計意，效益是明顯的。 年產(chǎn) 20 萬噸煤制甲醇生產(chǎn)工藝初步設(shè)計 第 32 頁 雙效法三塔粗甲醇精餾工藝流程 粗甲醇進入預蒸餾塔前，先在粗甲醇產(chǎn)熱器中，用蒸汽冷凝液將其預熱至 65℃，粗甲醇在預蒸餾塔中除去其中殘余溶解氣體及低沸物。塔內(nèi)設(shè)置 48 層浮閥塔板，當然也可采用其他塔型。塔頂設(shè)置兩個冷凝器。將塔內(nèi)上升汽中的甲醇大部分冷凝下來進入預塔回流槽，經(jīng)預塔回流泵送入塔頂作回流。不凝氣，輕組分及少量甲醇蒸氣通過壓力調(diào)節(jié)后至加熱爐作燃料。 預蒸餾塔塔低由低壓蒸汽加熱的熱虹式再沸器向塔內(nèi)提供熱量。 為防止粗甲醇對設(shè)備的腐蝕， 在預蒸餾塔下部高溫區(qū)加入一定量的稀堿液，使預后甲醇的 pH 值保持在 8 左右。 由預蒸餾塔塔底出來的預后甲醇，經(jīng)加壓塔進料泵升壓后，進入第一主精餾加壓塔，加壓塔為 85 塊浮閥塔，塔頂甲醇蒸氣進入冷凝器 /再沸起既第一精餾加壓塔的氣相甲醇又利用冷凝潛熱加熱第二精餾常壓塔的塔釜，被冷凝的甲醇進入回流槽，在其中稍加冷卻，一部分由加壓塔回流泵升壓至約 MPa 送至加壓塔作回流液，其余部分經(jīng)加壓塔精甲醇冷卻器冷卻到 40℃后作為成品送至精甲醇計量槽。 加壓塔用低壓蒸汽加熱的熱虹吸式再沸器向塔內(nèi)提供熱量，通過低壓蒸汽的加入量來 控制塔的操作溫度。加壓塔操作壓力約 ，塔頂操作溫度約 121℃，塔底操作溫度約 127℃。 由加壓塔塔底排出的甲醇溶液送至第二主精餾常壓塔下部，常壓塔也采用 85 塊浮閥塔板。從常壓塔塔頂出來的甲醇蒸氣經(jīng)常壓塔冷凝器冷凝冷卻到 40℃后，進入常壓塔回 年產(chǎn) 20 萬噸煤制甲醇生產(chǎn)工藝初步設(shè)計 第 33 頁 流槽，再經(jīng)常壓塔回流泵加壓，一部分送至常壓塔塔頂作回流，其余部分送至精甲醇計量槽。常壓塔頂操作壓力為 ，塔頂操作溫度約 ℃，塔底操作溫度約 ℃。 常壓塔的塔底殘液另由汽提塔進料泵加壓后進入廢水汽提塔，塔頂蒸汽經(jīng)汽提塔冷凝器冷凝后，進入 汽提塔回流槽，由汽提塔回流泵加壓，一部分送廢水汽提塔塔頂作回流，其余部分經(jīng)汽提塔甲醇冷卻器冷卻至 40℃，與常壓塔采出的精甲醇一起送至產(chǎn)品計量槽。如果采出的精甲醇不合格，可將其送至常壓塔進行回收，以提高甲醇蒸餾的回收率。 汽提塔塔底用低壓蒸汽加熱的熱虹吸式再沸器向塔內(nèi)提供熱量，塔底下部設(shè)有側(cè)線，采出部分雜醇油，并與塔底排出的含醇廢水一起進入廢水冷卻器冷卻到 40℃，由廢水泵送至污水生化處理裝置。 上述方法，精甲醇純度可達 %以上，甲醇回收率至少為 90%，高達 95%～ 99%，經(jīng)甲醇中含乙醇小于 10ppm. 雙效法三塔粗甲醇精餾工藝流程特點 ⑴ 廢熱回收。利用再沸器冷凝水及塔釜液等顯熱來預熱進料溫度，以提高蒸餾過程的熱能利用效率。 ⑵ 減少蒸餾過程的熱能消耗。粗甲醇精制過程中采用多效蒸餾方法，即利用熱源蒸汽潛熱的多重效用（雙效法）。 ⑶ 甲醇產(chǎn)品中分出有機雜質(zhì)，特別是乙醇，而不增加甲醇的損失量。 ⑷ 熱能的合理利用，提高精餾他的壓力，可將塔頂汽相組分的冷凝潛熱用于常壓塔塔釜的熱源 。 工藝流程總結(jié) 通過本章對總體工藝流程的介紹可以看到初步確定的工藝流程是有科學依據(jù)并有一定創(chuàng)新性和較強實踐性的集科學、創(chuàng)新、先進、實用性于一體的一套煤制甲醇生產(chǎn)工藝流程。 4 合成車間設(shè)計 廠房的整體布置設(shè)計 年產(chǎn) 20 萬噸煤制甲醇生產(chǎn)工藝初步設(shè)計 第 34 頁 根據(jù)生產(chǎn)工藝流程﹑生產(chǎn)特點﹑生產(chǎn)規(guī)模和建筑結(jié)構(gòu)等來進行整體布置設(shè)計。 （ 1）由于塔較高，不宜采用單層廠房，但設(shè)備不多，因此采用單層廠房與多層廠房相結(jié)合的方式。 （ 2）由于合成車間流程簡單，操作人數(shù)不多，因此在布置時可只安排控制室，廁所等生產(chǎn)輔助設(shè)施和行政設(shè)施，至于配電室﹑機 修室﹑化驗室可以與其他車間共用，在此不做考慮。 （ 3）根據(jù)車間設(shè)備情況，廠房采用 6 6 米的柱網(wǎng)，廠房寬度也采用 6 米（一跨）廠房 分為 4 層，每層高度為 4 米。 合成車間設(shè)備布置的設(shè)計 車間設(shè)備布置的設(shè)計，是在滿足生產(chǎn)工藝要求的基礎(chǔ)上，綜合考慮設(shè)備安裝與檢修、安全生產(chǎn)、操作及發(fā)展情況來進行的。 （ 1）采用流程式布置， 甲醇膨脹槽和壓縮機放在最底層，把甲醇分離器放在第二層，甲醇水冷器安裝在第三層，入塔換熱器安裝在最高層。 （ 2） 甲醇膨脹槽和壓縮機安排在最低層，主要考慮到它們笨重； （ 3） 為了便于流體流動甲醇 分離器安裝在甲醇膨脹槽的頂上，水冷器安裝在甲醇分離器頂上。 5 非工藝專業(yè)要求 公用工程 水﹑電和汽的來源 水主要來自附近的自來水廠和地下水；電主要由煤氣化后所得的原料氣體，經(jīng)過脫硫后發(fā)電而來；汽主要由廢熱鍋爐和甲醇合成塔所產(chǎn)生。 精甲醇的運輸﹑裝卸和 貯存 由甲醇精餾來的精甲醇貯存到精甲醇貯槽中。精甲醇貯槽為兩臺 10000m3的固定頂貯罐，貯存量按 15 天產(chǎn)量計。 當甲醇外運時，啟動精甲醇泵，將甲醇輸送到甲醇裝卸棧臺，通過火車鶴管進入火車槽車，通過汽車鶴管進入汽車槽車。 甲醇裝 卸棧臺共設(shè)有 12 臺火車鶴管和 6 臺汽車鶴管，根據(jù)精甲醇泵的能力，至少有三臺槽車同時裝料。 年產(chǎn) 20 萬噸煤制甲醇生產(chǎn)工藝初步設(shè)計 第 35 頁 自控儀表 本設(shè)計采用一次儀表現(xiàn)場分散，二次儀表就地或部分集中控制方式。擬采用 DCS控制系統(tǒng)，一次儀表采用電 III 型， DCS 系統(tǒng)設(shè)七個工作站，其中甲醇生產(chǎn)系統(tǒng)（包括造氣、脫硫、變換、脫碳、甲醇合成及甲醇精餾）五個工作站，公用工程兩個工作站（水處理、鍋爐工作站一個，總調(diào)度室工作站一個）。生產(chǎn)過程中主要工藝參數(shù)，工藝過程控制，工藝流程圖等集中在各個工作站由 DCS 系統(tǒng)顯示和控制，次要的參數(shù)及設(shè)定值，不需經(jīng)常調(diào)整的參數(shù)， 可采用就地顯示和調(diào)節(jié)。 安全衛(wèi)生 車間有毒氣體最高允許濃度及保證不超標的措施 表 51 物質(zhì) 一氧化碳 氨 硫化氫 甲醇 氧化氮 二氧化硫 最高允許濃度 /（ mg/m3） 30 30 10 50 5 10 防止超標的措施： （ 1）消除跑冒滴漏，按無泄漏工廠標準進行設(shè)備和管道的管理，使泄漏率降到 2‰以下，力爭達到萬分之五以下。 （ 2） 加強車間通風。 （ 3） 按照有關(guān)安全技術(shù)規(guī)程的規(guī)定，定點、定期進行塵毒檢測，有條件應(yīng)設(shè)置毒物自動分析報警裝置，及時發(fā)現(xiàn)及時消除。 一氧化碳中毒的 癥狀、急救及預防措施 一氧化碳中毒是侵入血液中的一氧化碳與血紅蛋白結(jié)合，是血液失去攜氧的能力，結(jié)果使全身組織陷入缺氧的狀態(tài)。表現(xiàn)為：輕度中毒 頭痛、心悸、惡心、嘔吐、全身乏力、昏厥等癥狀體征，重者昏迷、抽搐，甚至死亡。 急救方法如下： （ 1）迅速將中毒者撤離毒區(qū)，靜臥在通風良好的地方，注意保暖。 （ 2）解開中毒者的衣領(lǐng)、褲帶及一切不利于呼吸的物件，面部朝上，保證呼吸道暢通。 （ 3）對中毒較重者，應(yīng)迅速報告醫(yī)務(wù)人員給予吸氧，如呼吸停止要立即施行心臟擠壓術(shù)。 年產(chǎn) 20 萬噸煤制甲醇生產(chǎn)工藝初步設(shè)計 第 36 頁 預防措施： 在生產(chǎn)場所中，應(yīng)加強自然通風，防止輸送管道和 閥門漏氣，有條件時，可用 CO 自動報警器。 生產(chǎn)車間 ，應(yīng)嚴格遵守操作規(guī)程 ，并 宣傳普及預防知識。進入 CO濃度較高的環(huán)境內(nèi)，須戴供氧式防毒面具進行操作。 甲醇中毒癥狀和急救 甲醇主要經(jīng)呼吸道及消化道吸收，皮膚也可部分吸收，吸收后迅速分布于各組織器官，含量與該組織器官的含水量成正比。其中毒機理主要為甲醇的氧化產(chǎn)物新生態(tài)甲醛或甲酸鹽與細胞內(nèi)的蛋白質(zhì)相結(jié)合所致 中毒癥狀 （ 1）輕度中毒，病人可呈現(xiàn)醉酒狀態(tài)，有疼痛、乏力、失眠、步履不穩(wěn)等癥狀。 （ 2）中度中毒者惡心、嘔吐、腹痛、腹瀉，肝炎和胰腺炎，出 現(xiàn)幻聽、幻視、視物模糊、四肢厥冷等癥狀。 （ 3）重度中毒者，可有面色慘白、呼吸和脈搏加快、出冷汗、意識模糊、昏迷、休克，最后因呼吸和循環(huán)衰竭而死亡。 急救處理 （ 1）口服中毒者，可用小蘇打水或肥皂水灌服催吐，反復幾次，洗胃，并給予 0． 5硫酸到 60 毫升。 （ 2）吸入中毒者，迅速撤離現(xiàn)場，移至空氣清新、通風良好的地方，保持呼吸道的暢通。必要給予氧氣。 （ 3）病癥急救。處于昏迷、休克者平躺、頭稍低并偏向一側(cè)，及時清除口腔異物，防止異物吸入呼吸道引起窒息。要避免眼睛受光線照射，可以給予病患者戴上有色眼鏡或眼罩， 或用布遮住眼。 甲醇生產(chǎn)中的防火和防爆 工藝介質(zhì)的易燃與易爆是相互關(guān)聯(lián)的，防爆的首要措施是防火，所以甲醇生產(chǎn)的安全，首要先從防火做起。根據(jù)甲醇生產(chǎn)的特點，應(yīng)采取下列防火措施： （ 1） 貯存輸送甲醇的貯罐、管線附近嚴禁火源，并有明顯的指示牌和標志。 （ 2） 廠房內(nèi)不存放易燃物質(zhì)，地溝保持通暢，防止可燃氣體、液體積聚，加強廠房里通風。 （ 3） 電氣設(shè)備須選用防防爆型，電纜、電源絕緣良好，防止產(chǎn)生電火花。接地牢靠， 年產(chǎn) 20 萬噸煤制甲醇生產(chǎn)工藝初步設(shè)計 第 37 頁 防止產(chǎn)生靜電。 （ 4） 備有必須的消防器材。 爆炸可分為化學爆炸與物理爆炸。甲醇生產(chǎn)發(fā)生這兩種爆炸的可能性同樣存 在，為防止爆炸應(yīng)該注意如下幾點： （ 1） 嚴格執(zhí)行受壓容器、受壓設(shè)備使用、管理有關(guān)規(guī)定，操作人員必須經(jīng)過嚴格訓練。 （ 2） 不準任意改變運行中的工藝參數(shù)，不得超溫、超壓及提高設(shè)備的使用等級。 （ 3） 受壓容器、管線的安全設(shè)施齊全，且證明確實靈敏可靠，如安全閥、壓力表、防爆板及各種連鎖信號、自動調(diào)節(jié)裝置等。 （ 4） 嚴格執(zhí)行防火規(guī)定及安全技術(shù)措施，嚴格控制可爆介質(zhì)不得達到爆炸范圍。 6 三廢處理 甲醇生