久泰内蒙古公司甲醇生产工艺(通用)

内蒙古公司甲醇生产工艺生产管理部通用甲醇工艺•甲醇是一种重要的化工基础原料和清洁的液体燃料，具有非常广泛的用途。甲醇工业的发展已有近百年的历史。1923年，德国BASE公司在合成氨工业化的基础上，首先用锌铝催化剂在高温高压的操作条件下实现了由一氧化碳和氢合成甲醇的工业化生产，开创了工业化生产甲醇的先河。工业合成甲醇成本低，产量大，促进了甲醇工业的迅猛发展。•我们知道化工生产一般都需经过三个步骤方能得到产品，即造气→净化→合成三个阶段。我们的甲醇生产也不外乎如此，下面我们就逐一的进行论述。(1)CO+2H2CH3OH（g）+△Hθ298(2)CO2+3H2CH3OH（g）+H2O（g）+△Hθ298CuCatCuCat在合成甲醇前，必须首先制备合格的、配比合适的、没有其他杂质的合成气。项目简介•生产规模：生产100万吨/年甲醇、10万吨/年二甲醚•生产结构：空分装置气化装置净化装置硫回收装置甲醇合成精馏装置二甲醚装置及锅炉、热电站、供排水、污水处理•其生产工艺是：–原料煤经破碎、筛分后进入湿式磨机与水混合磨至含固量约60%的水煤浆，经加压后与空分装置来的≥99.6%的氧气共同进入工艺喷嘴，喷入气化炉内。水煤浆在高温下气化反应生成CO、CO2和H2及少量的CH4等。水煤气经洗涤除尘送入净化装置。–煤气进入耐硫变换炉，将部分CO气转化为CO2和H2。出变换系统的工艺气进入低温甲醇洗装置，脱除H2S及CO2等酸性气体后进入甲醇合成，经精馏工序生产甲醇。二甲醚以精甲醇为原料，催化脱水后生成产品。–酸性气送往硫回收系统，回收硫磺后外售。全厂生产工艺方块图输煤气化低温甲醇洗变换精馏合成硫回收热电空分冷冻脱盐水合成机组甲醚销售7项目方案选择主要工艺方案选择气化西北化工研究院多元料浆气化（德士古）变换炉卡萨利变换炉低温甲醇洗大连理工大学低温甲醇净化技术硫回收荷丰公司超级克劳斯工艺冷冻丙烯制冷甲醇合成瑞士卡萨利低压甲醇合成反应器甲醇精馏瑞士苏尔寿三塔精馏二甲醚液相复合酸脱水技术空分深冷法全低压工艺3×240t锅炉循环流化床锅炉主要技术指标项目名称数量单位甲醇产量100万吨/年甲醚产量10万吨/年吨精醇煤耗1.7吨/吨精醇吨精醇燃料煤消耗577Kg/吨精醇水耗5.6方/吨精醇水煤气消耗2080m3/t氧气单耗880m3/t工艺电耗300千瓦时/吨精醇精醇耗粗醇1.095吨/吨精醇吨醇耗蒸汽3.15吨/吨精醇甲醚耗粗醇1.38吨/吨粗醚甲醚电耗70千瓦时/吨精醇甲醚耗蒸汽1t/t第二部分工艺流程简述公用工程系统公用工程定义可以简单理解为：通用性，为各主装置服务11我们公司的公用工程系统•主要包含：•蒸汽系统•氮气系统•水系统•空气系统•燃料气、液化气，输煤系统、电等蒸汽系统•四大蒸汽管网•9.8MPa管网压力9.0-9.5MPa温度525-540℃•2.5MPa管网压力2.3-2.5MPa温度375-395℃•1.0MPa管网压力0.9-1.0MPa温度180-200℃•0.5MPa管网压力0.4-0.5MPa温度159℃氮气系统低压氮气管网空分精馏塔下塔抽取中压氮气管网低压氮经水浴系统或是氮气压缩机高压氮气管网气化氮压机水系统•循环水系统•脱盐水系统•污水处理及回用系统•生产水系统•生活水系统•消防水系统循环水岗位作用•降低各工段换热后回水的温度,同时加入适量的水质稳定剂,使其达到杀菌灭藻,缓蚀阻垢,和粘泥剥离作用,从而保证各项水质指标达标,提高换热效果,满足生产冷却用水循环使用从而达到节水目的。脱盐水系统•脱盐水站设计供水能力最大1020m3/h，正常930m3/h，年运行时间8000小时。供出脱盐水压力为0.5MPa（G）、1.2MPa（G）。•本工程采用的原水包括2部分，分别为净水站产水及蒸汽冷凝液。•本工程原水系统采用的设计方案为：多介质过滤+超滤+反渗透（RO）+混床。生产规模分别为：超滤4×160M3/h，反渗透•4×120M3/h。•蒸汽冷凝液采用活性炭过滤+前置阳床+精制混床工艺。该方案具有工艺先进，运行简单稳定，自动化程度高，实现DCS自动控制。污水系统•处理能力303m3/h•第一类废水（甲醇精馏废水）经外管架进入污水处理站后首先通过调节池收集和调整水质水量，再由泵提升至气浮系统处理，去除蜡等污染物后再自流至均质调节池。•第二类废水（包括气化、低温甲醇洗、污水回用废水）经外管架通常情况下直接进入均质调节池调节水质水量。在事故状态下或调试初期，气化废水直接进入事故池，然后再分批提升至均质调节池，逐批处理。•第三类废水（包括甲醇合成冲洗、二甲醚装置、生活及化验、初期雨水和污水处理站区废水）经埋地管道直接自流至处理站，首先通过格栅井处理，利用格栅拦截大颗粒物质，出水再自流至集水池，收集后提升至均质调节池。空气系统•压缩空气•仪表空气•增压机中抽仪表气单套3000Nm3/h三套套•螺杆压缩机单台3900Nm3/h三台•事故仪表空压机单台1200Nm3/h三台•输煤系统•燃料气、液化气、电目录一、概述1、空分的含义2、空气分离的方法3、空分深冷的发展二、空分装置的流程和特点1、流程简述2、按流程的顺序分别介绍各个系统空分系统1、空分的含义空分（空气分离）：简单说就是利用物理或者化学方法将空气混合物各组份进行分开，获得高纯氧气和高纯氮气以及一些稀有气体的过程。空气分离的方法：吸附法、膜分离法、深度冷冻法等方法提出氧气和氮气，同时提取氦气、氩气等稀有气体。2、空气的分离方法：空气的分离方法：①深冷法；②吸附法；③膜分离法；吸附法：利用固体吸附剂（分子筛、活性炭、硅胶、铝胶）对气体混合物中某些特定的组分吸附能力的差异进行的一种分离方法。特点：投资省、上马快、生产能力低、纯度低（93%左右）、切换周期短。原理：它是利用一些有机聚合膜的渗透选择性，当空气通过薄膜或中空纤维膜时，氧气穿透过薄膜的速度约为氮的4-5倍，从而实现氧、氮的分离。膜分离的富氧浓度只能达到28～35%O2。膜分离法原理：是根据空气中各组分的沸点不同，经加压、预冷、纯化、制冷、精馏；而获得所需要的氧气、氮气及其它稀有气体的过程。空气精馏所谓空气精馏，就是将空气液化，利用其中各组份中沸点的不同，进行多次的混合液体的部分蒸发和混合气体的部分冷凝，使低沸点组分（氮）不断地从液相蒸发到气相中去，同时使高沸点组分（氧）不断地从气相冷凝到液相中，最后实现两种组分的分离。它的优点：生产量大，产品纯度高，能耗低且可得到液态产品，故而应用广泛。膨胀液化（深冷）精馏低温法的核心低温法（深冷法）空分（深冷）的发展：世界上最早使用空气液化分离技术的国家是德国。德国Linde公司，早在1891年就开始在实验室进行空气液化研究工作；1903年制造出世界上第一套空分装置，生产能力为10m3/h氧气；空分工艺经过一百多年的不断发展，现在已步入大型全低压流程。到目前为止，世界上投产的空分设备最大制氧能力为12.25万m3（标）/h。3、空分的发展国内从1953年，在哈氧第一台制氧机以来，到目前用比较普遍的全低压制氧机，这期间也经历了几代变革：第一代：高低压循环，氮气透平膨胀，吸收法除杂质；第二代：石头蓄冷器，空气透平膨胀低压循环；第三代：可逆式换热器；第四代：分子筛纯化；第五代：规整填料，增压透平膨胀机的低压循环；第六代：内压缩流程，规整填料，全精馏无氢制氩。空分的发展内蒙古一期共有空分装置三套；其中单套空分装置生产能力40000Mm3/h，同时供应中低压氮气，全厂仪表空气等；副产液氧液氮。本装置生产的纯度为99.6%的氧气，主要供气化装置使用，作为气化炉的原料气参加使用；装置生产的高纯氮气供下游工艺生产使用，作为保护气和吹扫用气等；副产的工艺空气，仪表空气供应各界区生产装置使用，作为仪表气源和吹扫用气。装置的流程简述本装置采用的是分子筛净化空气、空气增压、增压透平膨胀机，膨胀空气进上塔、氧气内压缩流程，采用规整填料上塔、增效氩塔工艺。原料空气经自洁式空气过滤器，除去灰尘及其它机械杂质。过滤后的空气进入离心式空压机，经原料空气压缩机压缩后进入空气冷却塔冷却。空气自下而上穿过空气冷却塔，在冷却的同时，又得到清洗。经空冷塔冷却后的空气，进入切换使用的分子筛纯化器，空气中的二氧化碳、碳氢化合物和水分被吸附。分子筛纯化器为两只切换使用，其中一只工作时，另一只再生。纯化器的切换周期约为480分钟，定时自动切换。净化后的空气分为四股：一股进入低压板式换热器，与返流的气体换热后，出换热器底部后进入下塔；一股去空气增压机；另一股经过膨胀机膨胀后进上塔。进入增压机的空气分为两股：一股经增压机第一段增压冷却后，进入仪表气管网；一股经增压机六级三段增压冷却后，与高压液氧及返流污氮气在高换内换热，这部分高压空气从换热器底部抽出经节流进入下塔。空气经下塔初步精馏后，获得液空和污液氮，经过冷器过冷后节流进入上塔。经上塔进一步精馏后，在上塔底部获得液氧，经液氧泵压缩后进入高压板式换热器，复热后出冷箱，进入氧气管网供后系统使用。还可以抽取一部分富裕液氧送入液氧贮存系统。在下塔顶部获得纯液氮，富裕部分可送入液氮贮存系统。装置的流程简述空分各系统工作原理为此，空分装置中相对应的建立了以下几个系统：1、空气过滤器（自洁式空气过滤器）；2、压缩机组（一拖二大型机组）；3、预冷系统；4、纯化系统（分子筛系统）；5、制冷系统（膨胀机系统）；6、高低压主换热器；7、空气的精馏系统（分馏塔系统）；8、主冷凝蒸发器；1、空气过滤系统在内蒙古的空气含尘量一般为3-8mg/m3。灰尘粒度为0.5-20μm，以单套装置生产能力计算，每天随加工空气带到空分装置的灰尘就有40kg之多。空压机如果直接吸入这样脏的空气，很快就会损坏，因此，在进入空压机之前需设置空气过滤器，清除空气中的固体杂质。1、自洁式过滤器作用：根据工艺流程的要求，把装置所需的空气压缩到所需的压力，空气在这个阶段获得的压力，也就是空分装置产品分离的源动力。原理：空气通过高速转动的叶轮后，速度迅速提高。在叶轮出口设置了扩压器，当进入扩压器后，气体流速降低，压力升高，流动能变为压力能，从而使得压力提高。（离心式压缩机的工作原理）2、空压机及增压机系统3、预冷系统空气冷却塔作用：将空压机出来的高温气体（105℃）进行冷却（12℃）；结构：填料塔使用方式：空气从空冷塔下部进入，在填料表面，与自上而下流过的冷却水和常温水进行热质交换，使空气冷却，并清洗掉空气中的一些有害杂质，冷却水来自水冷塔。4、纯化系统分子筛纯化系统结构：卧式圆筒体，内设支承栅架。作用：吸附空气中水分、乙炔、CO2及一些碳氢化合物。水分乙炔CO2使用方式：由于分子筛的吸附特性将空气中的水份、乙炔、CO2等吸附，后被高温气体反向再生。分子筛吸附器成对交替使用，一只工作时，另一只被再生，切换周期大约为480小时。4、纯化系统空气是多组分组成，除氧气、氮气等气体组分外，还有水蒸汽、二氧化碳、乙炔及少量的灰尘等固体杂质。这些杂质随空气进入空压机与空气分离装置中会到来较大危害，固体杂质会磨损空压机运转部件，堵塞冷却器，降低冷却效果；水蒸气和二氧化碳在空气冷却过程中会冻结析出，将堵塞设备和管道，致使空分装置无法正常生产；乙炔进入空分装置，在液氧中积聚，易产生爆炸事故，所以为了保证制氧机的安全运行，清除这些杂质是非常有必要的。4、分子筛的吸附顺序。CH4C2H6C3H8N2OC2H4CO2C2H2C3H6nC4H10iC4H10C6H6C3H6OO3NOH2O甲烷CH4乙烷C2H6丙烷C3H8一氧化二氮N2O乙烯C2H4二氧化碳CO2乙炔C2H2丙烯C3H6正丁烷nC4H10异丁烷iC4H10苯C6H6丙酮C3H6O臭氧O3一氧化氮NO水H2O设计吸附率CO2含量为0.1ppm时的吸附率0%0%65%65%85%100%100%100%100%100%100%100%100%100%100%0%0%50%50%70%100%100%100%100%100%100%100%100%100%100%4、纯化系统--有害物质超标的危害•在正