1、前前 言言 本工藝為利用焦爐生產的剩余焦爐氣生產公稱能力為20萬噸/年的甲醇裝置。其內容包括：空分、脫硫、轉化、壓縮、甲醇合成、甲醇精餾、甲醇罐區及相應的公用工程。本工藝采用NHD脫硫技術和干法脫硫脫除焦爐氣中的無機硫和大部分有機硫組份，將總硫脫至0.1ppm以下，轉化則采用催化部分氧化法，在轉化催化劑的作用下制得合格轉化氣，轉化氣經加壓后進入甲醇合成。甲醇合成采用先進的低壓甲醇合成技術，合成塔采用絕熱等溫甲醇合成反應器，選用兩臺合成塔。甲醇精餾采用節能型三塔精餾流程， 本工藝任務為：將焦爐氣（CO：6.20，CO2：2.20，H2：58.48，CH4：26.49，N2：4.00，ArO2：0

2、.60，H2S：250mg/m3(標)，COS：250mg/m3(標)，CmHn：2.00）通過氣體脫硫除去無機硫和有機硫，使其能夠作為轉化的原料氣，在轉化爐內脫硫氣與空分來99.99氧氣燃燒2H2+O2=2H2O放出熱供給CH4 + H2O =CO + 3H2甲烷蒸汽轉化反應得到組成 CO： 13.83， CO2 ：9.57 ，H2 ：73.17， CH4： 0.4， N2Ar： 2.64 ，H2S+COS 1ppm 的新鮮合成氣 ，在合成塔中發生CO2HCH3OH與 CO2+3H2=CH3OH+H2O反應，經冷卻分離得到粗甲 醇。 粗甲醇中含有水及其他有機雜質，需經過精餾分離得 到99.9

3、5的合格精甲醇產品。空分氣柜脫硫壓縮合成精餾罐區轉化煤氣柜焦爐氣氧氣轉化氣粗甲醇精甲醇甲醇工藝流程簡圖甲醇工藝流程簡圖 空分工段空分工段空分裝置采用高效的全低壓分子篩吸附前端處理技術和目前國際上先進可靠的液氧泵內壓縮流程，空氣壓縮機和空氣增壓機組成單系列空氣壓縮增壓機組，裝置的操作負荷調節范圍可在70%110%內變化。流程先進、技術成熟、運行安全可靠、操作方便、能耗低。空氣壓縮機和增壓機采用汽輪機驅動，根據全廠蒸汽平衡，采用全凝式汽輪機。空壓機組空冷塔純化器增壓透平機組主換熱器下塔過濾器過冷器主冷上塔泵污氮放空空氣常壓氮氣氧氣去水冷塔中壓氮氣工藝流程簡述工藝流程簡述壓縮、預冷和純化系統從入口空

4、氣過濾器出來的空氣被去除了塵埃和其他機械雜質后，經過空氣壓縮機壓縮至約0.65MPa(A)進入空氣預冷系統中的空冷塔，在其中被水冷卻和洗滌。出空氣預冷系統的工藝空氣進入用來吸附除去水份、二氧化碳、碳氫化合物的空氣純化系統，純化系統中的吸附器由兩臺臥式容器組成。 分餾塔系統出空氣純化系統的潔凈工藝空氣，部分進入冷箱內的主換熱器，被返流出來的氣體冷卻后進入下塔底部，另一部分進入增壓機增壓后，一部分進入增壓透平膨脹機增壓端增壓冷卻后，進入主換熱器，冷卻到一定溫度進入膨脹機，膨脹制冷后進入下塔底部，參與精餾；其余空氣經增壓壓縮機壓縮冷卻后進入主換熱器，回收液氧冷量液化，經節流進入下塔下部參與精餾。在精

5、餾塔中，上升氣體與下流液體充分接觸，傳熱傳質后，上升氣體中氮的濃度逐漸增加。純氮進入下塔頂部的主冷凝蒸發器被冷凝，在氣氮冷凝的同時，主冷凝蒸發器中的液氧得到氣化。一部分液氮作為下塔的回流液下流，其余液氮經過冷后，送入上塔。在下塔中產生的液空及污液氮也經過冷器過冷，節流后進入上塔參與精餾，在上塔內，經過再次精餾，得到產品常壓氮氣、污氮、產品液氧。液氧從冷凝蒸發器底部抽出，大部分進入液氧泵，升壓后進入主換熱器，經復熱進入用戶管網，另一部分送出冷箱作為液氧產品。 脫硫工段脫硫工段脫硫的主要任務是脫除焦爐氣（CO：6.20，CO2：2.20，H2：58.48，CH4：26.49，N2：4.00，ArO

6、2：0.60，H2S：250mg/m3(標)，COS：250mg/m3(標)，CmHn：2.00）中硫（主要包括無機硫和有機硫），使其能夠作為轉化的原料氣，脫硫工段由濕法脫硫和干法脫硫兩部分組成。濕法脫硫選用NHD（聚乙二醇二甲醚）溶液。NHD脫硫是一種物理吸收。主要原理是NHD在常溫下可選擇性吸收H2S氣體，并能吸收其中的大部分有機硫，以減輕干法脫硫的壓力。 NHD脫硫主要設備有脫硫塔、再生塔。兩塔全部采用填料塔。干法脫硫是先進行鐵鉬加氫轉化，將有機硫轉化為無機硫，再先后利用錳礦脫硫劑和氧化鋅脫硫，使焦爐氣中總硫含量小于0.1ppm，達到轉化和甲醇合成的要求。干法脫硫的設備很少，主要有鐵鉬轉

7、化器、錳礦脫硫槽和氧化鋅脫硫槽。 脫硫塔分離器鐵鉬預轉化器鐵鉬預轉化器鐵鉬轉化器氧化鋅槽氧化鋅槽氧化錳槽氧化錳槽氧化錳槽焦爐氣去轉化來自轉化去轉化原料氣流程原料氣流程從壓縮工段來的40、2.65MPa（A）的焦爐氣，與NHD溶液在脫硫塔內充分接觸，焦爐氣中的無機硫（H2S）和大部分有機硫溶解于NHD溶液中從脫硫塔頂部出來，此時焦爐氣總硫含量為95 mg/Nm3，其中無機硫為0.1514 mg/Nm3，其余為有機硫。經過氣液分離器分離出焦爐氣夾帶的液體后送往轉化工段，在加熱爐中進行預熱，溫度達到350，返回脫硫工段進行干法脫硫，焦爐氣首先通過裝有鐵鉬加氫轉化催化劑的鐵鉬加氫轉化器，在轉化器中有機

8、硫在催化劑的作用下與其中的氫氣反應轉化成無機硫H2S，而后焦爐氣進入裝有錳礦脫硫劑的錳礦脫硫槽，焦爐氣在通過錳礦脫硫槽時與錳礦充分接觸，焦爐氣中的大部分H2S與錳礦中的MnO反應，出口焦爐氣中的總硫含量可以達到35 mg/Nm3，焦爐氣進入裝有氧化鋅脫硫劑的氧化鋅脫硫槽 與氧化鋅脫硫劑充分接觸，焦爐氣中的各種形態的硫與氧化鋅反應生成ZnS，其出口的總硫含量小于0.1ppm，經過干法脫硫的350、2.40MPa（G）焦爐氣送往轉化工段進行轉化。脫硫塔閃蒸槽換熱器富液分離槽水冷器換熱器貧液泵II貧液泵I再生塔煮沸器去焦爐氣去硫回收溶液流程溶液流程從脫硫塔底部出來的NHD富液（2.6MPa，29.4

9、）經過出口的調節閥減壓至0.8MPa(G)，進入閃蒸槽，閃蒸出溶解的CO、H2、CH4、CO2。閃蒸氣送往壓縮工段，經原料氣壓縮機加壓后與原料氣混合送至脫硫塔入口。閃蒸后的NHD富液（0.8MPa，30）進入貧富液換熱器I，與貧液換熱后溫度為80，進入富液分離槽分離出其中的氣相，閃蒸氣進入再生塔，經過分離的NHD富液進入貧富液換熱器II與出再生塔的貧液進行換熱，富液被加熱到130進入再生塔，進行減壓加熱再生。再生后為NHD貧液為147、0.09MPa（G）進入貧富液換熱器II與富液換熱，出換熱器100的貧液進入貧液泵I加壓至0.5MPa(G)，加壓后的貧液進入貧富液換熱器I，出換熱器的貧液被冷

10、卻到50，貧液進入貧液水冷器被新鮮水冷卻到25。貧液進入貧液泵II加壓，進入脫硫塔上部。NHD富液在再生塔中解析出各種溶解的氣體，再生氣（0.08MPa(G)、110.7）從再生塔頂出來入再生氣冷卻器被循環水冷卻到40，氣體中的水蒸汽大部分被冷凝下來，進入再生氣冷卻器下部的分離器，從分離器出來的酸性氣體送往硫回收裝置。因其中含有大量的可燃氣體可以用作硫回收裝置的燃料。轉化工段轉化工段本工段的任務是將原料氣中的甲烷轉化成合成甲醇所用的有效氣體CO和H2。本裝置采用加壓催化部分氧化法。焦爐氣催化部分氧化法，是將焦爐氣中的氧烴類（甲烷、乙烷等）進行部分氧化和蒸汽轉化反應，在轉化爐中首先發生H2、CH

11、4與O2的部分氧化燃燒反應，然后氣體進入催化劑層進行甲烷、乙烷等與蒸汽的轉化反應。所以這個方法也稱為自熱轉化法。生產原理可以簡單解釋為甲烷、蒸汽、氧混合物的復雜的相互作用： 第一階段為部分氧化反應，主要是氫氣與氧接觸發生燃燒氧化反應生成H2O。第二階段為水蒸汽和二氧化碳氧化性氣體在催化劑的作用下，CH4進行蒸汽轉化反應 。轉化反應在有鎳催化劑作用下，反應速度加快，反應溫度降低，反應平衡溫距減小到15，在960殘余CH40.4%。 飽和塔三分加熱爐轉化爐低廢加熱器III加熱器I水冷器二分高廢加熱器一分脫硫氣氧氣去合成壓縮高壓蒸汽低壓蒸汽工藝流程簡述工藝流程簡述自脫硫工段來的焦爐氣（350、2.4

12、MPa(A)），進入轉化工段飽和塔內,與塔頂下來的循環熱水接觸，使焦爐氣被水蒸汽飽和，使出塔氣H2O/干氣比達到0.591:1。飽和塔內循環的熱水為本工段回收的工藝冷凝液。出飽和塔的混合氣經蒸汽混合器。 再進入加熱爐的一段預熱器,溫升至500，進入轉化爐頂部噴嘴。空分送來的壓力3.0MPa(A)的純氧氣及6.4MPa(G)次高壓過熱蒸汽（480）按比例進入混合罐中，由混合罐出來的H2O/O2比為1：1比例混合，富氧氣進入轉化爐頂部噴嘴外層夾套，焦爐氣蒸汽混合氣與 富氧氣經噴嘴噴出，H2和O2立即發生氧化反應，在爐膛頂部燃燒，火焰中心溫度達10501150，高溫氣體隨即向下進入轉化催化劑床，發生

13、轉化反應： CH4 + H2O =CO + 3H2 Q此反應為吸熱反應。轉化爐出口溫度約為950，壓力2.26MPa(A),再依次進入高壓廢鍋、低壓廢鍋和鍋爐給水加熱器，轉化氣溫度降為190，進入分離器分離出工藝冷凝液，再經脫鹽水加熱器、水冷器，轉化氣溫度降至40進入分離器、分離除去冷凝水后，送合成氣壓縮機升壓去甲醇合成。甲醇合成甲醇合成本裝置采用國際上先進的低壓甲醇合成技術，合成塔采用絕熱等溫甲醇合成反應器。選用兩臺合成塔。甲醇合成塔為列管式等溫反應器，管內裝有銅基甲醇合成催化劑，管外為沸騰鍋爐水。 產出粗甲醇主要組成為 CH3OH:84.8% H2O:14.4%工藝流程簡述工藝流程簡述 來

14、自甲醇合成氣壓縮機的合成氣（5.3MPa(A)），經過入塔氣預熱器加熱到220，進入甲醇合成塔內，甲醇合成氣在催化劑作用下發生如下反應： CO+2H2=CH3OH+Q CO2+3H2=CH3OH+H2O+Q反應放出大量的熱，通過列管管壁傳給鍋爐水，產生大量中壓蒸汽（2.5MPa飽和蒸汽），減壓后送至蒸汽管網。副產蒸汽確保了甲醇合成塔內反應趨于恒定，且反應溫度也可通過副產蒸汽的壓力來調節。甲醇合成塔出來的合成氣，經入塔氣預熱器，甲醇水冷器，進入甲醇分離器，粗甲醇在此被分離。分離出的粗甲醇進入甲醇膨脹槽閃蒸，被減壓至0.4MPa后送至粗甲醇罐，然后泵送至精餾裝置。甲醇分離器分離出的混合氣去合成氣壓

15、縮機。從甲醇分離器出來的循環氣在進入壓縮段前排放一部分弛放氣，以保持整個循環回路惰性氣體恒定。弛放氣與甲醇膨脹槽頂部排出的膨脹氣都去轉化系統作為燃料被消耗。緩沖罐合成塔A水冷器A汽包膨脹槽水洗塔入塔氣預熱器A分離器合成氣蒸汽去壓縮去精餾去轉化合成裝置B鍋爐水甲醇精餾甲醇精餾本裝置采用節能型三塔精餾流程，與雙塔流程相比較，其主要區別在于三塔流程采用兩個主精餾塔，一個加壓操作（0.60.7MPa），一個常壓操作，用加壓塔塔頂蒸汽冷凝熱作常壓塔塔底再沸器熱源，從而可減少蒸汽消耗和冷卻水消耗，能耗比雙塔流程低1020。三塔流程的特點是：能生產高純度無水甲醇（甲醇含量可達到99.95以上）；同時不增加甲醇的損失量，甲醇回收率可達99以上；在不增加甲醇損失量的基礎上，從甲醇產品中分出有機雜質，特別是乙醇；能合理利用熱能。預塔加壓塔常壓塔回流槽回流槽回流槽泵泵泵泵煮沸器煮沸器煮沸器煮沸器換熱器冷凝器冷凝器冷凝冷凝預熱器冷凝去槽區粗甲醇工藝流程簡述工藝流程簡述來自甲醇合成裝置的粗甲醇（40，0.4MPa），通過預塔進料泵，經粗甲醇預熱器加熱至70，進入預精餾塔，預塔再沸器用0.4MPa(A)的低壓蒸汽加熱，低沸點的雜質如二甲醚等從塔頂排出，冷卻分離出水后作為燃料氣；回收的甲醇液通過預塔回流泵作為該塔回流液。預精餾塔底部粗甲醇液經加壓塔進料泵進入加壓精餾塔，加壓塔再沸器以1.3MPa(A)