第44卷第3期化肥設(shè)計(jì)June 20062006年6月Chemical Fertilizer Design輕燈非催化轉(zhuǎn)化合成氣制最、甲醇的創(chuàng)新技術(shù)李瓊玖,趙沛華,廖宗富,杜世權(quán),黃吉榮2,王偉,龔京(1.成都益盛環(huán)境工程科技公司,四川成都610041;2.成都五環(huán)新銳化工公司,四川成都6100123.平頂山飛行化工(集團(tuán))公司,河南平頂山467001)摘要:分析了我國(guó)焦?fàn)t氣、煤層氣資源的生產(chǎn)利用狀況,提出了將回收利用的焦?fàn)t氣、煤層氣通過(guò)輕烴非催化轉(zhuǎn)化生產(chǎn)的合成氣用于制氨和甲醇的創(chuàng)新技術(shù)。對(duì)催化與非催化2種合威氣生產(chǎn)工藝技術(shù)進(jìn)行了比較;從設(shè)計(jì)條件、工藝流程、生產(chǎn)能力、主要設(shè)備等方面對(duì)常壓非催化轉(zhuǎn)化制甲醇工藝技術(shù)進(jìn)行了闡迷,并進(jìn)行了初步技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析。結(jié)果表明,烴類非催化轉(zhuǎn)化對(duì)原料毒物含量無(wú)要求,在高溫下直接轉(zhuǎn)化,得到的含CO較高的合成氣有利用于甲醇合成。關(guān)鍵詞:輕烴非催化轉(zhuǎn)化;合成氣;焦?fàn)t氣;煤層氣;氬;甲醇中圖分類號(hào):TQ517.44文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A文章編號(hào):1004-8901(200603-0003-09Newly-Created Technology for Making Ammonia and Methanol byLight Hydrocarbon Non-Catalysis Reformation Synthesis GasLI Qiong-jiu, ZHAO Pei-hua, LIAO Zhong-fu, DU Shi-quan, WANG Jun-chang, HUANG Ji-rong, WANG Wei, GONG Jing-li(I. Chengdu Yisheng Environment Engineering Science& Technology Company, Chengdu Sichuan 610041 China; 2. Chengdu Wuhuan Xinrui ChemicalEngineering Company, Chengdu Sichuan 610012 China: 3. Pingdingshan Feiring Chemical Engineering( Group)Company, Pingdingshan Henan 467001 ChinaAbstract: The production& usage situations for coke gas and coal layer gas resources are analyzed in China, Author has suggested a new-createdchnology, in which the synthesis gas produced through light hydrocarbon non-catalysis reformation from the recovered& utilized coke-oven gas and coalthefor making methanol by atmospherie non-catalysis reformation was described from aspects of design condition, process flow, production capacity and mainequipment etc., and the preliminary technicalalysis was also made. The result indicates that the poison content in raw material has no in-fluence on the non-catalysis reformation, which could be performed directly under high temperature, the obtained synthesis gas containing higher CO con-tent is beneficial to methanol synthesis.Key words: light hydrocarbon non-catalysis reformation synthesis gas; coke-oven gas; coal layer gas; ammonia; methanol1我國(guó)焦?fàn)t氣、煤層氣資源的生產(chǎn)利用醇,按每噸甲醇耗焦?fàn)t氣1600m3計(jì),可年產(chǎn)甲醇約4000萬(wàn)t?？梢哉J(rèn)為,采用焦?fàn)t氣非催化轉(zhuǎn)化制11焦?fàn)t氣利用簡(jiǎn)況甲醇將成為資源充分回收利用且保護(hù)環(huán)境的一場(chǎng)我國(guó)鋼年產(chǎn)量2004年為2.6億t,2005年已達(dá)科技革命,可取得重大的經(jīng)濟(jì)環(huán)境效益,具有十分到3億t,按每煉1t鐵消耗焦炭1.3t計(jì),焦炭年耗重要的意義量在3~4億t。按每1.33t干煤生產(chǎn)1t焦炭和每據(jù)不完全統(tǒng)計(jì),截止2003年底全國(guó)機(jī)焦產(chǎn)量1.3噸干煤煉焦產(chǎn)出320m3焦?fàn)t氣計(jì)算,最高可產(chǎn)焦?fàn)t億t(未包含土焦數(shù)量),焦?fàn)t氣總產(chǎn)量約55億氣量為:3億tax1.33×320m/t=1276.8億m3/a。由于我國(guó)鋼鐵聯(lián)合企業(yè)焦化廠大多數(shù)使用高m3/a。焦?fàn)t氣除回爐作燃料消耗其中的1/2,尚可爐煤氣加熱焦?fàn)t,幾乎全部焦?fàn)t氣都被置換出來(lái),而供使用的焦?fàn)t氣量為6384億m3/a。目前,國(guó)內(nèi)回獨(dú)立焦化廠約有50%的焦?fàn)t氣用于焦?fàn)t自身加熱,收利用的焦?fàn)t氣主要用于發(fā)電以及用作城市煤氣約有中國(guó)煤化工慮其他因素,預(yù)計(jì)和鍋爐燃料,不僅能量利用率不高而且煙氣排放全國(guó)CNMHG焦?fàn)t氣400億m。出的硫化物導(dǎo)致環(huán)境污染嚴(yán)重。在山西等煤產(chǎn)區(qū)作者簡(jiǎn)介:李瓊玖(1930年-),男,廣東吳川人,1950年畢業(yè)于廣東規(guī)模不大的煉焦煤氣大多點(diǎn)天燈燒掉,既浪費(fèi)資省工業(yè)?？茖W(xué)校機(jī)械工程系,高級(jí)工程師,長(zhǎng)期從事化工工程的設(shè)源,又污染環(huán)境。如果焦?fàn)t氣經(jīng)非催化轉(zhuǎn)化制取甲計(jì)、開(kāi)發(fā)及研究工作化肥設(shè)計(jì)2006年第44卷1.1.1焦?fàn)t氣用作軋鋼燃料建設(shè)了3×2000kW燃用焦?fàn)t氣熱電聯(lián)產(chǎn)電站,主鋼鐵企業(yè)軋鋼用焦?fàn)t氣作燃料,對(duì)燃料氣的硫要配置有三系列QDR20燃?xì)廨啓C(jī)發(fā)電機(jī)組、無(wú)潤(rùn)滑含量要求達(dá)到每立方米幾毫克以下,通常只經(jīng)過(guò)焦油兩級(jí)活塞式煤氣壓縮機(jī)、翅片管式余熱回收鍋化廠煤氣凈化車間處理的焦?fàn)t氣很難達(dá)到要求需爐。設(shè)計(jì)指標(biāo)為電站每天消耗煤氣13萬(wàn)m3,每立再經(jīng)深度脫硫才能成為鋼鐵聯(lián)合企業(yè)軋鋼的最佳方米煤氣可發(fā)電1.11kW·h,并副產(chǎn)1MPa飽和蒸燃料。國(guó)內(nèi)寶鋼、鞍鋼等軋鋼廠均釆用經(jīng)深度脫硫汽4.33kg。后的焦?fàn)t氣作軋鋼燃料。由于鋼鐵聯(lián)合企業(yè)用高(3)內(nèi)燃機(jī)發(fā)電是用煤氣機(jī)帶動(dòng)發(fā)電機(jī)進(jìn)行熱值的焦?fàn)t氣可以滿足軋鋼廠加熱的要求,因此,發(fā)電。近幾年,山東、山西、寧夏、安徽、河北、新疆、鋼鐵聯(lián)合企業(yè)焦化廠的焦?fàn)t氣大多作為軋鋼廠的內(nèi)蒙古、云南、江蘇等地的焦化廠已陸續(xù)采用內(nèi)燃燃料,以致需要量大的軋鋼廠時(shí)常出現(xiàn)焦?fàn)t氣供應(yīng)機(jī)發(fā)電?？晒┻x擇的焦?fàn)t氣內(nèi)燃機(jī)發(fā)電機(jī)組有400緊張的情況。kW、500kW、1200kW和2000kW。但目前大多采近幾年來(lái),由于鋼鐵聯(lián)合企業(yè)回收和充分利用用500kW焦?fàn)t氣內(nèi)燃機(jī)發(fā)電機(jī)組。高爐煤氣、轉(zhuǎn)爐煤氣,尤其是成功地開(kāi)發(fā)了蓄熱式陜西焦化廠原采用燃?xì)廨啓C(jī)發(fā)電,后改為7臺(tái)加熱爐技術(shù),通過(guò)合理調(diào)配燃?xì)?完全可以代替焦500kW的內(nèi)燃機(jī)并聯(lián)發(fā)電,采用微機(jī)自動(dòng)調(diào)節(jié),供爐氣?，F(xiàn)在,生產(chǎn)管理嚴(yán)格的鋼鐵企業(yè)不僅焦?fàn)t氣電穩(wěn)定,現(xiàn)已使用3年多,運(yùn)行可靠。山西靈石中不短缺,而且還有剩余。而以生產(chǎn)焦炭為主的獨(dú)立煤九鑫焦化公司的年產(chǎn)100萬(wàn)t焦化工程擬配置40焦化廠生產(chǎn)的焦?fàn)t氣,除用于焦?fàn)t自身加熱等消耗臺(tái)500kW焦?fàn)t氣發(fā)電機(jī)組,總發(fā)電能力2萬(wàn)kW。掉50%~55%外,其余的向外輸出作城市煤氣又受按焦?fàn)t氣熱值(低熱值)16720kJ/m3計(jì)算,1m3焦到天然氣(液化氣)的嚴(yán)重挑戰(zhàn),于是這些焦化廠的爐氣可發(fā)電1.3kW·h,按每生產(chǎn)1t焦炭可用于發(fā)焦?fàn)t氣亟待回收利用。電的焦?fàn)t氣為160m3計(jì)算,則生產(chǎn)1t焦炭副產(chǎn)的1.1.2焦?fàn)t氣用作城市煤氣焦?fàn)t氣用于發(fā)電的凈收益為50元。若焦?fàn)t氣用于20世紀(jì)80年代開(kāi)始普及城市居民用氣時(shí),因生產(chǎn)甲醇,每生產(chǎn)1t焦炭的焦?fàn)t氣可產(chǎn)甲醇100當(dāng)時(shí)天然氣和液化石油氣極度缺乏,而我國(guó)煤炭資kg,產(chǎn)值達(dá)250元,且沒(méi)有排放煙氣對(duì)環(huán)境的污染。源富裕,因此建設(shè)了一蚩批用焦?fàn)t制氣的煤氣廠,如1.2煤田煤層氣資源狀況北京、上海浦東、天津第二煤氣廠、長(zhǎng)春東郊煤氣我國(guó)煤炭資源量為數(shù)萬(wàn)億噸,可采儲(chǔ)量按1萬(wàn)廠、昆明焦化制氣廠等等。當(dāng)時(shí)經(jīng)過(guò)凈化達(dá)到國(guó)家億t計(jì),相當(dāng)于石油0.5萬(wàn)億t?，F(xiàn)煤炭年開(kāi)采量達(dá)標(biāo)準(zhǔn)的焦?fàn)t氣是最佳的城市燃?xì)狻＝陙?lái),由于天20億t,絕大多數(shù)煤田瓦斯尚未回收利用。煤田煤然氣和液化石油氣的快速普及,以焦?fàn)t制氣供城市層氣探測(cè)儲(chǔ)量為30萬(wàn)億m,在內(nèi)蒙古神木系鄂爾民用煤氣廠則很少建設(shè)。盡管如此,2002年全國(guó)以多斯地區(qū)煤田初步探明煤層氣資源量為11.3萬(wàn)億焦?fàn)t氣為主的人工煤氣供應(yīng)量仍為199億m3,使用m3,占全國(guó)煤層氣資源量的1/3。年產(chǎn)20億t煤炭人口約4541萬(wàn)。鑒于國(guó)內(nèi)天然氣供應(yīng)情況和基礎(chǔ)的煤層氣回收利用可制取甲醇達(dá)千萬(wàn)噸。在富含設(shè)施建設(shè)情況,全部用天然氣代替焦?fàn)t氣尚需時(shí)日。瓦斯的煤礦采煤,不強(qiáng)化排瓦斯裝置容易發(fā)生爆炸1.13焦?fàn)t氣用于發(fā)電事故,既浪廢寶貴資源,又難以保證安全生產(chǎn)。煤焦?fàn)t氣用于發(fā)電有3種方式:蒸汽發(fā)電、燃?xì)獾V瓦斯爆炸事故歷年都有發(fā)生,僅2004年煤礦瓦斯輪機(jī)發(fā)電和內(nèi)燃機(jī)發(fā)電。爆炸事故就奪走了數(shù)百名礦工的生命。雖然國(guó)家(1)蒸汽發(fā)電裝置由鍋爐—凝汽式汽輪機(jī)—規(guī)劃投人50多億元資金用于防范煤礦瓦斯爆炸事發(fā)電機(jī)組成。以焦?fàn)t氣加熱鍋爐產(chǎn)生的高壓蒸汽故,但這仍屬于治標(biāo)之計(jì),必需投人巨資進(jìn)行標(biāo)本用以帶動(dòng)汽輪機(jī)、發(fā)電機(jī)而發(fā)電,系統(tǒng)復(fù)雜、占地兼治,才能保障礦工生命安全。煤礦生產(chǎn)應(yīng)強(qiáng)化和多、啟動(dòng)時(shí)間長(zhǎng)。雖然蒸汽發(fā)電方式曾在我國(guó)焦化完善瓦斯抽放,并回收利用瓦斯進(jìn)行非催化轉(zhuǎn)化制行業(yè)應(yīng)用較為廣泛,但其終將被新的高效益利用方甲醇生產(chǎn)消耗萬(wàn)新(瓦斯含CH450%式所取代按中國(guó)煤化工斯可產(chǎn)甲醇量為:(2)燃?xì)廨啓C(jī)發(fā)電設(shè)備緊湊、占地少啟動(dòng)迅30CNMHG(t)。煤炭開(kāi)采按速、效率高、效益好,但燃?xì)廨啓C(jī)運(yùn)行一段時(shí)間后必100年計(jì),每年可產(chǎn)甲醇0.85億t。投資煤田抽排需回制造廠檢修,因此需要較多的備品。鐵嶺焦化瓦斯并回收利用制甲醇,既可避害為利,又可做到資廠1990年就應(yīng)用該法發(fā)電。2003年石家莊焦化廠源回收利用,具有經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益雙重意義。第3期李瓊玖等輕烴非催化轉(zhuǎn)化合成氣制氨、甲醇的創(chuàng)新技術(shù)2輕烴轉(zhuǎn)化制合成氣工藝技術(shù)的應(yīng)用歷程本溪、邯鋼化肥廠噸氨年平均耗焦?fàn)t氣分別為25055mt和2124.37m3/t,其氨產(chǎn)量?jī)H為設(shè)計(jì)21輕烴轉(zhuǎn)化制合成氣工藝值的80%。除實(shí)際焦?fàn)t氣消耗高于設(shè)計(jì)值導(dǎo)致生輕烴主要成分為甲烷(CH4),其轉(zhuǎn)化成CO+產(chǎn)能力降低以外,還有焦?fàn)t氣供給量不足,工藝流H2合成氣的化學(xué)反應(yīng)方程式如下。程的缺陷和生產(chǎn)管理不善導(dǎo)致的開(kāi)停車頻繁,影響蒸汽轉(zhuǎn)化法了生產(chǎn)能力的發(fā)揮。于是,各企業(yè)進(jìn)行了增產(chǎn)節(jié)能CH4+H2O—C0+3H2-Q(催化轉(zhuǎn)化)(1)技術(shù)改造,如采用富氧非催化部分氧化將每噸氨部分氧化法耗焦?fàn)t氣從原設(shè)計(jì)值的1700~2000m3降為1600CH4+0.502C0+2H2+Q(催化或非催m,以增加氨產(chǎn)量,與實(shí)際生產(chǎn)的最高噸氨焦?fàn)t氣(2)消耗2500m3相比,可增產(chǎn)56%,并可充分發(fā)揮現(xiàn)(1)催化轉(zhuǎn)化法天然氣催化轉(zhuǎn)化制氨所用有氨合成和氨加工生產(chǎn)裝置的生產(chǎn)能力,提高企業(yè)合成氣大多數(shù)采用(1)和(2)兩段轉(zhuǎn)化,在二段加入的經(jīng)濟(jì)效益?？諝?。制甲醇所用合成氣大多數(shù)采用(1)蒸汽轉(zhuǎn)化表1不同工藝流程對(duì)焦?fàn)t氣的需求量對(duì)比法,最近發(fā)展為(1)和(2)兩段轉(zhuǎn)化法,在二段加入生產(chǎn)規(guī)模焦?fàn)t氣需求量純氧。工藝流程/t·a-1/t,h“1耗焦?fàn)t氣每噸NH3耗焦(2)非催化轉(zhuǎn)化法僅采用(2)部分氧化法需加純氧或富氧(僅制氨用合成氣)。非催化轉(zhuǎn)化部分氧化法600007.513000-135001700~1800法可使用重?zé)N、渣油、石油焦等原料,在20世紀(jì)已兩段轉(zhuǎn)化法600007.5廣泛應(yīng)用于制氨、甲醇和羰基合成氣,達(dá)到了對(duì)原表2實(shí)際生產(chǎn)中噸氨耗焦?fàn)t氣量對(duì)比料毒物含量無(wú)要求,并可滿足在高溫高壓下進(jìn)行直接轉(zhuǎn)化,特別有利于甲醇合成對(duì)要求高的CO含量產(chǎn)廠山西江西黑龍江本溪邯鋼化工廠化肥廠化肥廠和低的CO2含量的氣體成分。近代深冷空分制氧噸氨耗焦?fàn)t1986年1832.23170125224262564工藝技術(shù)大型化能耗的降低,以及采用液氧泵提供m111987年190.3716882732017216高壓氧氣,避免了氧氣壓縮存在的安全隱患,為含有雜質(zhì)毒物的輕烴創(chuàng)造直接非催化轉(zhuǎn)化的條件,特焦?fàn)t氣主要成分含有52%的H2和28%~30%別適宜于焦?fàn)t氣煤礦煤層氣采用直接轉(zhuǎn)化,比催的烷烴和少量烯烴,且?jiàn)A帶有焦油和硫化物等雜化轉(zhuǎn)化更具優(yōu)越性。該非催化轉(zhuǎn)化工藝已成功應(yīng)質(zhì)。工業(yè)生產(chǎn)有采用泰汽轉(zhuǎn)化兩段法(不用空分)用于河南平頂山氨廠焦?fàn)t氣制取合成氣的工業(yè)生大多數(shù)采用常壓或加壓催化部分氧化法。由于催產(chǎn)中。該非催化合成氣技術(shù)適宜于我國(guó)煉焦工業(yè)化劑易受毒物中毒失活,對(duì)原料的凈化度要求達(dá)到副產(chǎn)的巨量焦?fàn)t氣以及采煤工業(yè)巨額的煤層氣的0.6×10°級(jí)因此轉(zhuǎn)化前對(duì)原料氣精制的流程長(zhǎng)、資源回收利用,在我國(guó)具有廣闊的推廣應(yīng)用前景。設(shè)備多、投資大,生產(chǎn)費(fèi)用高。非催化轉(zhuǎn)化法通過(guò)22我國(guó)輕烴轉(zhuǎn)化制合成氣的應(yīng)用高溫裂解和轉(zhuǎn)化生成合成氣,然后將H2S用化學(xué)溶2215個(gè)焦?fàn)t氣中型氨廠的生產(chǎn)與改造狀況劑吸收脫除,并再生回收成硫磺,顯示出其獨(dú)特的20世紀(jì)80年代前后我國(guó)建設(shè)了5個(gè)焦?fàn)t氣優(yōu)點(diǎn)。隨著生產(chǎn)工藝技術(shù)的發(fā)展非催化轉(zhuǎn)化法將中型制氨廠,其中3個(gè)采用兩段催化轉(zhuǎn)化法(蒸汽會(huì)成為焦?fàn)t氣轉(zhuǎn)化制取合成氣主要方法。轉(zhuǎn)化二段部分氧化加空氣),其中本溪化肥廠已關(guān)催化與非催化2種生產(chǎn)工藝技術(shù)比較如下。閉,黑龍江化工廠和邯鄲化肥廠仍在不斷進(jìn)行技術(shù)(1)催化部分氧化法工藝流程見(jiàn)圖1。改造。采用一段部分氧化法的有山西焦化廠和江西二化肥廠。以上5廠采用不同工藝流程對(duì)焦?fàn)t那加熱爐加出轉(zhuǎn)化一Zn0氣的需求量和噸氨實(shí)際生產(chǎn)消耗焦?fàn)t氣量的對(duì)比見(jiàn)表1和表2。中國(guó)煤化工化氣母鋼以上5個(gè)廠噸氨實(shí)際消耗焦?fàn)t氣指標(biāo)遠(yuǎn)比設(shè)CNMHG流程計(jì)值高。采用催化部分氧化法的山西和江西二化該流程工藝單元都有工業(yè)生產(chǎn)裝置可供組合。廠噸氨年平均耗焦?fàn)t氣分別為174423m3/t和由于合成氣凈化和脫硫所涉及的工藝和設(shè)備較多,1784.29m3/t。采用蒸汽兩段轉(zhuǎn)化法的黑龍江和造成流程長(zhǎng),設(shè)備多,需要昂貴的催化劑,投資較化肥設(shè)計(jì)2006年第44卷高,影響經(jīng)濟(jì)效益。℃出轉(zhuǎn)化爐進(jìn)入廢鍋。出廢鍋時(shí)約350℃,分兩路(2)非催化部分氧化法工藝流程見(jiàn)圖2入焦?fàn)t氣和富氧空氣預(yù)熱器,出來(lái)約160℃人鍋爐氧升壓分空氣給水預(yù)熱器,出來(lái)120℃人水冷器(也可用水洗滌粗焦?fàn)t氣部分氧紀(jì)一廢一熱同收一冷卻塔式冷卻),冷卻到40℃經(jīng)水分離器分離出冷凝液排放轉(zhuǎn)化氣送往脫硫裝置圖2非催化部分氧化工藝流程廢熱鍋爐給水由水處理裝置送來(lái)經(jīng)脫氧的該流程工藝單元都有工業(yè)生產(chǎn)裝置。長(zhǎng)春煤>1.0MPa的壓力水經(jīng)鍋爐給水預(yù)熱器人廢鍋,根氣廠天然氣空氣轉(zhuǎn)化,銀川天然氣30萬(wàn)t合成氨據(jù)廢鍋液位來(lái)調(diào)節(jié)給水量。冷卻水由冷卻塔循環(huán)8.5MPa、1400℃純氧非催化部分氧化均已有多年水泵管網(wǎng)送來(lái),出水再壓送回冷卻塔循環(huán)使用。生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)。平頂山焦?fàn)t氣非催化轉(zhuǎn)化5萬(wàn)t氨用合生產(chǎn)調(diào)節(jié)控制系統(tǒng)沒(méi)有設(shè)置水氣比調(diào)節(jié)閥、氧成氣已成功投人生產(chǎn)。由于非催化部分氧化法制氣比調(diào)節(jié)閥和廢鍋液體調(diào)節(jié)閥,在蒸汽系統(tǒng)發(fā)生事取合成氣對(duì)原料的條件要求較寬,適應(yīng)任何原料,故時(shí)應(yīng)立即切斷焦?fàn)t氣閥和富氧空氣閥。焦?fàn)t氣并允許原料中硫含量大的氣體或液體轉(zhuǎn)化反應(yīng)器閥或富氧空氣閥任一個(gè)出現(xiàn)事故時(shí)2個(gè)閥都需關(guān)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,操作容易,于是可做到流程短,設(shè)備少,閉。此時(shí)慢慢加入蒸汽,降低爐內(nèi)溫度,以避免高投資低,效益好,特別適宜在焦?fàn)t氣含硫化物多,并溫幅射把燒嘴燒壞。開(kāi)停車、升溫、降溫及正常生含有高烯烴和芳烴組分復(fù)雜氣體的凈化和轉(zhuǎn)化。產(chǎn)操作時(shí),都應(yīng)嚴(yán)格按照操作規(guī)程進(jìn)行常壓轉(zhuǎn)化不使用昂貴且安全要求高的氧壓機(jī)。雖汽輸入及輸加壓轉(zhuǎn)化可節(jié)省合成氣壓縮功,但焦?fàn)t氣為常壓,常壓轉(zhuǎn)化后體積增大不多,在1.5倍~1.7倍,扣除氧的加壓,實(shí)際壓縮功增加不多。在規(guī)模較大時(shí)加壓非催化轉(zhuǎn)化采用液氧泵空分為宜,用作制取甲醇中r去脫硫合成氣時(shí),可以做到等壓合成甲醇。(3)2種工藝流程方案比較。每個(gè)工藝單元都具有工業(yè)生產(chǎn)使用經(jīng)驗(yàn),兩者都具可靠性:①投資比較,前者比后者高;②消耗圖3焦?fàn)t氣非催化轉(zhuǎn)化制取合成氣工藝指標(biāo)若做到優(yōu)化組合,兩者相差無(wú)幾。由于后者不1-轉(zhuǎn)化爐:2-廢鍋:一氧預(yù)熱器:4一焦?fàn)t氣預(yù)熱器;5—鍋爐給水使用催化劑,免去開(kāi)停車、升溫還原費(fèi)用,生產(chǎn)周期預(yù)熱器;6—水冷卻器;7-水分離器短,設(shè)備便于檢修維護(hù)等,故后者優(yōu)于前者。能力2222生產(chǎn)能22.2平頂山氨廠焦?fàn)t氣非催化轉(zhuǎn)化創(chuàng)新設(shè)計(jì)平頂山焦?fàn)t氣非催化轉(zhuǎn)化設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力(年操222,1工藝流程作日按8000h):原料焦?fàn)t氣量10000m3/h,轉(zhuǎn)化工藝流程見(jiàn)圖3。焦?fàn)t氣采用常壓富氧非催化氣量17168m3/h(CO+H2)79.19%有效氣體量部分氧化法制取氨用轉(zhuǎn)化氣。為降低氧耗提高轉(zhuǎn)13595m3/h。按噸氨耗2200m3/h設(shè)計(jì)焦?fàn)t氣產(chǎn)化率焦?fàn)t氣采用預(yù)熱后經(jīng)燒嘴混合噴出在轉(zhuǎn)化爐氨6.18U/h,每噸氨耗原料焦?fàn)t氣1618m3/h。內(nèi)轉(zhuǎn)化。由于焦?fàn)t氣含氫量較高,而氫的燃燒擴(kuò)散按焦?fàn)t氣有效成分H252%,CO8.6%,CH4速度較甲烷快,氧先與H2燃燒反應(yīng),氫燃燒生成28.2%,每立方米焦?fàn)t氣轉(zhuǎn)化后有效CO+H2氣量水,以提高轉(zhuǎn)化爐溫度。含有水蒸氣的混合氣在缺:(0.52+0.086+0.282×3)×1618=23氧的條件下同甲烷進(jìn)行部分氧化和水蒸氣轉(zhuǎn)化,最(m3)>2100(m3)(H2+CO理論耗量)終達(dá)到CO與水蒸汽變換平衡的轉(zhuǎn)化氣。在常壓下10000m3/h焦?fàn)t氣經(jīng)轉(zhuǎn)化后年產(chǎn)合成氨4.94進(jìn)行非催化轉(zhuǎn)化,雖轉(zhuǎn)化反應(yīng)速度較催化轉(zhuǎn)化低,萬(wàn)t,投產(chǎn)初期只能供應(yīng)0.6萬(wàn)m3h焦?fàn)t氣,年產(chǎn)在一定的設(shè)計(jì)容積強(qiáng)度下,可取得較低的殘留甲烷合成氨297萬(wàn)to的轉(zhuǎn)化氣,但CH4平衡溫度比催化轉(zhuǎn)化高得多,其2.22中國(guó)煤化工轉(zhuǎn)化溫度一般在1400℃左右。CNMHG生產(chǎn)操作流程:焦?fàn)t氣和富氧先同轉(zhuǎn)化后經(jīng)廢采用非催化轉(zhuǎn)化工藝技術(shù)時(shí),燒嘴技術(shù)是裝置鍋回收高溫?zé)崮芨碑a(chǎn)蒸汽后的轉(zhuǎn)化氣分別預(yù)熱,送設(shè)計(jì)的核心。寧夏化工廠渣油改天然氣原料8.5入燒嘴噴出在爐內(nèi)空間混合燃燒與轉(zhuǎn)化,約1350MPa純氧非催化部分氧化技術(shù)改造,1臺(tái)15萬(wàn)t合第3期李瓊玖等輕烴非催化轉(zhuǎn)化合成氣制氨、甲醇的創(chuàng)新技術(shù)成氨渣油轉(zhuǎn)化爐,只換1個(gè)燒嘴,采用德土古專利端為管板筒體上設(shè)有汽包,兩管板間是d38mmx技術(shù)整個(gè)改造費(fèi)5000萬(wàn)元(增加1臺(tái)天然氣升壓3.5mm的無(wú)縫鋼管,管長(zhǎng)4m。高溫轉(zhuǎn)化氣通過(guò)管機(jī))。大慶6萬(wàn)t油田氣蒸汽轉(zhuǎn)化制甲醇裝置改為內(nèi)與管間的熱軟水進(jìn)行熱交換,以降低轉(zhuǎn)化氣體溫段轉(zhuǎn)化,增設(shè)二段催化部分氧化爐,購(gòu)買(mǎi)卡利度。經(jīng)吸收熱量后的高溫水迅速蒸發(fā),產(chǎn)生0.4技術(shù)的燒嘴1個(gè)40萬(wàn)美元。為了節(jié)省專利技術(shù)費(fèi),MPa飽和蒸汽,經(jīng)汽包分離出所夾帶的水沫后供轉(zhuǎn)對(duì)燒嘴結(jié)構(gòu)等進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì),燒嘴采用套筒同心圓化爐作為轉(zhuǎn)化所用蒸汽,多余蒸汽輸入生產(chǎn)管網(wǎng)。多孔式結(jié)構(gòu),物料分布從里到外分別為富氧空氣+開(kāi)工時(shí)采用由管網(wǎng)送來(lái)的蒸汽。蒸汽(混合氣)、焦?fàn)t氣,套筒中心設(shè)開(kāi)工點(diǎn)火燒嘴廢鍋筒體和汽包上裝有壓力表、液位計(jì)安全閥安裝在立式圓筒轉(zhuǎn)化爐上,氣流從燒嘴往立式轉(zhuǎn)化等附設(shè)裝備,在筒體下面設(shè)有2個(gè)排液管。鍋爐給爐向下流動(dòng)。為避免由于焦?fàn)t氣中氫含量較高容水是軟水預(yù)熱器來(lái)的已預(yù)熱至90-100℃的化學(xué)易發(fā)生回火將燒嘴燒壞,設(shè)計(jì)燒嘴出口富氧空氣的軟水。為防止鍋爐管間和筒體上結(jié)垢影響傳熱效流速大于焦?fàn)t氣的流速,焦?fàn)t氣噴出后在距燒嘴果,生產(chǎn)中應(yīng)定期排污。定距離時(shí)才燃燒,使接近燒嘴口附近的溫度不成為(4)列管式換熱器高溫區(qū),以保護(hù)燒嘴的壽命。焦?fàn)t氣及富氧空氣預(yù)熱器各1臺(tái),鍋爐給水預(yù)同心圓多孔式燒嘴以物流剪切混合形成漩渦,熱器1臺(tái),水冷卻器1臺(tái),均采用列管式換熱器。由依靠速度差霧化混合的原理,從而使燒嘴結(jié)構(gòu)趨于于常壓下氣體傳熱系數(shù)低,為提高換熱效率采用簡(jiǎn)單。這種結(jié)構(gòu)形式有利于降低氧/氣比和汽氣/清華大學(xué)開(kāi)發(fā)的繞花絲專有技術(shù)來(lái)提高傳熱系數(shù),比,提高CO+H2有效氣體成分,減少CO2的生成以縮小設(shè)備體積及降低鋼材重量量。該燒嘴已取得非催化部分氧化生產(chǎn)的實(shí)踐經(jīng)(5)在水分離器、離心式設(shè)備出口上端安裝聚驗(yàn)。由于燒嘴設(shè)在常壓轉(zhuǎn)化爐上,常壓高溫連接法結(jié)分離網(wǎng)。蘭密封問(wèn)題易于解決。圓筒噴嘴采用一般耐高溫3輕烴非催化制合成氣技術(shù)設(shè)計(jì)推廣應(yīng)用鋼材,噴頭部分采用Cr25-N20合金。(2)轉(zhuǎn)化爐3.120(40)萬(wàn)t/a煉焦焦?fàn)t氣回收生產(chǎn)甲醇轉(zhuǎn)化爐系一個(gè)常壓鋼外殼內(nèi)襯保溫層和耐火利用20(40)萬(wàn)ta煉焦焦?fàn)t氣,采用非催化轉(zhuǎn)層(耐熱混凝土襯里或耐火磚)的立式圓筒型爐,爐化制取1.5(3.0)萬(wàn)ta甲醇液體,投資2500頂部安裝燒嘴爐內(nèi)作為焦?fàn)t氣和富氧空氣加蒸汽5000萬(wàn)元,產(chǎn)值3900(7800萬(wàn)元利稅2130混合進(jìn)行燃燒轉(zhuǎn)化的空間。按單位容積熱強(qiáng)度設(shè)(4262)萬(wàn)元,1年內(nèi)可建成投產(chǎn)。計(jì)出空間體積焦?fàn)t氣在此空間進(jìn)行燃燒和非催化311設(shè)計(jì)條件轉(zhuǎn)化,把焦?fàn)t氣中的CH4轉(zhuǎn)化成為氨用合成氣。爐20(40)萬(wàn)t/a煉焦焦?fàn)t氣每天可供氣9~10下部氣體出口與廢鍋相接,爐壁上中下設(shè)置3個(gè)測(cè)(18-20)萬(wàn)m3。焦?fàn)t氣主要成分見(jiàn)表表3焦?fàn)t氣主要成分溫點(diǎn),還設(shè)置了安全防爆板。轉(zhuǎn)化爐耐熱襯里施工質(zhì)量直接影響到生產(chǎn),應(yīng)組分H2CH4CH。CoCO2N2+ArO2體積分54~235.7予以足夠重視,應(yīng)由有經(jīng)驗(yàn)的專業(yè)筑爐單位按質(zhì)量數(shù)/%59282.3.7要求進(jìn)行施工和檢驗(yàn)。礬土水泥筑成的襯里,特別在出口與廢鍋連接的爐拱和爐頂耐火襯里,應(yīng)嚴(yán)格312工藝技術(shù)按照要求施工和嚴(yán)格控制工藝條件,以避免蒸汽冷焦?fàn)t氣轉(zhuǎn)化制甲醇工藝,采用常壓純氧高溫非凝水入爐。施工結(jié)束后,應(yīng)進(jìn)行烘爐。烘爐、升溫催化轉(zhuǎn)化低溫低壓合成甲醇生產(chǎn)工藝,弛放氣返和停車檢修的降溫都應(yīng)嚴(yán)格控制升降溫速度,不可回焦?fàn)t燃料基本上做到安全充分利用,變廢為寶猛升猛降,以免引起內(nèi)襯裂縫而竄氣,導(dǎo)致?tīng)t壁燒取得好的經(jīng)濟(jì)效益。工藝流程見(jiàn)圖4圖5。紅事故的發(fā)生。為縮短烘爐時(shí)間,也可采用標(biāo)準(zhǔn)耐火磚作圓筒體部分的襯里,頂部和拱異型部分用耐TH中國(guó)煤化工廣樣醬熱混凝土襯里。CNMHGH-壓一魯(3)廢鍋廢鍋用以回收轉(zhuǎn)化氣的顯熱,副產(chǎn)低壓蒸汽精甲醇一精餾采用臥式火管鍋爐,爐體是由鋼板卷焊的圓筒,兩圖4方塊流程化肥設(shè)計(jì)2006年第44卷采用深冷空分氧純度99.6%,但投資較高,采用FSA變壓吸附制氧純度為95%,但含N2較多。在工程設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)根據(jù)技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較或具體情況確定。3)在分析測(cè)定焦?fàn)t氣中硫化物毒物雜質(zhì)含廢鍋量后,氣體凈化采用濕法串干法脫硫。常壓濕法脫硫可選DDS法,干法采用常溫精脫硫劑。經(jīng)壓縮后粗甲醇去精餾合成氣進(jìn)行常溫精脫硫,以保證氣體中含S體積分圖5焦?fàn)t氣非催化轉(zhuǎn)化低壓合成甲醇工藝流程數(shù)達(dá)到006×106。焦?fàn)t氣由氣柜用鼓風(fēng)機(jī)增壓換熱后入燒嘴,同(4)甲醇合成采用低溫低壓林達(dá)均溫型合成空分(用深冷空分或PSA空分)制得的氧經(jīng)換熱后塔工藝,其甲醇合成的弛放氣返回焦?fàn)t作燃料。并加入蒸汽,在燒嘴內(nèi)混合噴至轉(zhuǎn)化爐內(nèi)進(jìn)行非(5)甲醇精餾采用二塔精餾的1.5(3.0)萬(wàn)ta催化轉(zhuǎn)化將焦?fàn)t氣中的CH4轉(zhuǎn)化成CO+H2轉(zhuǎn)化甲醇精餾裝置。氣。經(jīng)廢鍋回收高溫?zé)崃扛碑a(chǎn)的蒸汽,一部分用于(6)甲醇貯罐罐區(qū)設(shè)備。轉(zhuǎn)化;一部分用于凈化和甲醇精餾。轉(zhuǎn)化氣再經(jīng)冷3,5水、電汽消耗卻送凈化系統(tǒng)。(1)冷卻水按循環(huán)水200m3/t,每小時(shí)產(chǎn)甲脫硫采用濕法串干法根據(jù)H2S含量高低而醇2(4)t計(jì),40(800)m3的循環(huán)水蒸發(fā)損失35定。凈化后合成氣人壓縮機(jī)加壓至5NPa同循環(huán)為14(28)m3/h,蒸汽鍋爐用脫鹽水3vt計(jì)為氣匯合入甲醇合成塔合成甲醇。出塔合成氣經(jīng)換6(12)m3/h,合計(jì)20(40)m/h。冷卻水由焦化廠熱冷卻甲醇分離而得粗甲醇,再經(jīng)精餾制得精甲醇填平補(bǔ)齊供給,不單獨(dú)設(shè)置循環(huán)水及脫鹽水裝置。產(chǎn)品。分離出甲醇的合成氣由于惰性氣體積聚增(2)電每噸甲醇?jí)嚎s用電按400kW·h計(jì),需加,須弛放一部分,以維持甲醇合成氣中惰性氣體80(1600kW,空分用電每立方米O2耗電為06量。弛放氣返回用作焦?fàn)t燃料。kW·h/m3×1200(2400)m2/h=720(1440)kW,兩者313生產(chǎn)能力合計(jì)為1520(3040)kW,再加上儀表空氣、照明等其他(1)按焦?fàn)t氣9(18)萬(wàn)m3/d計(jì)用電80kW·h,總用電量約1600(3200kW·h9(18)萬(wàn)m3×24-1×2000-×8000(3)蒸汽除開(kāi)工用蒸汽由焦化廠鍋爐供應(yīng)=1875t(3.57t)/h×8000h外,其甲醇副產(chǎn)蒸汽基本可自給平衡。1.5(3.0)萬(wàn)t/a31.6初步技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析(2)按焦?fàn)t氣10(20)萬(wàn)m3d計(jì)每噸甲醇消耗指標(biāo)見(jiàn)表4,甲醇單耗及成本測(cè)10(20)萬(wàn)m3×24-1×2000×8000算見(jiàn)表5。=2.083t(4.166t)/hx8000h表4每噸甲醇消耗指標(biāo)=1.67(3.33)萬(wàn)ta。項(xiàng)目焦?fàn)t氣/m3(含CH428%)電/kW·h新鮮水/m3(3)生產(chǎn)能力按年產(chǎn)1.5(3.0)萬(wàn)t設(shè)計(jì),甲醇消耗200010合成和精餾工程設(shè)計(jì)可參照1.5(3.0)萬(wàn)ta甲醇生產(chǎn)廠為基礎(chǔ)進(jìn)行。甲醇售價(jià)按2600元/t計(jì),年利稅=1.5(3.0)314主要設(shè)備萬(wàn)×(2600-1423.3)=1765.05(3530.1)萬(wàn)元(1)常壓焦?fàn)t氣非催化轉(zhuǎn)化裝置處理焦?fàn)t投資費(fèi)用為25005000萬(wàn)元投產(chǎn)后2~3年可回氣量3750~4170(7500~8340)m/h,可采用為收全部投資。平頂山設(shè)計(jì)的5000-10000m/h焦?fàn)t氣非催化轉(zhuǎn)3.2100(200萬(wàn)ta煉焦焦?fàn)t氣回收生產(chǎn)甲醇化裝置設(shè)備,焦?fàn)t氣中含CH428.2%,轉(zhuǎn)化氣量負(fù)利用100(200)萬(wàn)ta煉焦焦?fàn)t氣,采用非催化荷相近,轉(zhuǎn)化爐、廢鍋及換熱冷卻設(shè)備進(jìn)行核算后轉(zhuǎn)化制取10(20)萬(wàn)t/a甲醇液體,投資約2(3.2)億改動(dòng),但轉(zhuǎn)化爐燒嘴需重新進(jìn)行設(shè)計(jì)計(jì)算。兀中國(guó)煤化工69(3384)億(2)空分制氧設(shè)備按照甲烷部分氧化反應(yīng):元,2CNMHGCH4+0.502一→CO+2H2,理論耗氧量為CH4量32.,乙投小的1/2。按耗氧為CH480%計(jì),需要空分制氧量為焦?fàn)t氣轉(zhuǎn)化制甲醇工藝,采用6MPa純氧高溫500010000)×0.3×0.8=1200(2400)m3h。非催化轉(zhuǎn)化,低溫低壓(5MPa)合成甲醇生產(chǎn)工藝。第3期李瓊玖等輕烴非催化轉(zhuǎn)化合成氣制氨、甲醇的創(chuàng)新技術(shù)9弛放氣作低熱值燃料送回焦?fàn)t。工藝流程見(jiàn)圖6。改為多孔混合式,空分用液氧泵供氧,熱法氣體凈表5甲醇單耗及成本測(cè)算化置于轉(zhuǎn)化工序之后,甲醇合成塔采用齊魯廠和上序號(hào)項(xiàng)目單價(jià)/元單耗單位成本海焦化廠的魯奇副產(chǎn)蒸汽塔,循環(huán)機(jī)采用齊魯10/元·t1原料焦?fàn)t0.402000800未扣除弛放氣萬(wàn)t渣油等壓合成甲醇裝置的循環(huán)機(jī)(20萬(wàn)t循環(huán)返回焦?fàn)t用量機(jī)),露天配置在合成塔框架上。該工藝流程短,設(shè)2電AkW·h0.580400包括空分及備布置緊湊,裝置布置及甲醇貯罐區(qū)布置基本相同循環(huán)水用電3.23主要設(shè)備3蒸汽/1自給平衡4新鮮水/t1.5(1)6MPa焦?fàn)t氣非催化轉(zhuǎn)化裝置按寧夏化5循環(huán)冷卻200包括在工廠8.5MPa天然氣非催化轉(zhuǎn)化工藝和天然氣非電耗內(nèi)催化轉(zhuǎn)化裝置設(shè)備設(shè)計(jì),焦?fàn)t氣中含CH428.2%6觸媒及化學(xué)品轉(zhuǎn)化氣量負(fù)荷不同,轉(zhuǎn)化爐、燒嘴按焦?fàn)t氣條件設(shè)資及0定員50人計(jì),并增設(shè)廢鍋和換熱冷卻設(shè)備福利(2)空分制氧設(shè)備按照甲烷部分氧化反應(yīng):8折舊費(fèi)(2500)5000方元128.3X77%/1.5(3)萬(wàn)tCH4+0.502—C0+2H2,理論耗氧量為CH4量9大修費(fèi)(2500)5000萬(wàn)元50.0的1/2,按耗氧為CH460%計(jì)需空分制氧量:20003%/1.5(3)萬(wàn)t(40000×0.3×0.6=3600(7200)m3/h,采用深10車間經(jīng)費(fèi)冷空分氧純度99.6%液氧泵供氧。合計(jì)1423.3(3)氣體凈化釆用濕法串干法脫硫,濕法脫硫焦?fàn)t氣循環(huán)機(jī)可選MDEA、DDS法等,干法采用常溫脫硫劑,以保柜一[風(fēng)非催化證凈化后合成氣中含S體積分?jǐn)?shù)達(dá)0.06×106。氣分使網(wǎng)(4)甲醇合成采用低溫低壓(5MPa)魯奇合成5MPa塔工藝,其甲醇合成的弛放氣返回焦?fàn)t氣作燃料。精甲形一精餾(5)甲醇精餾采用二塔精餾。圖6焦?fàn)t氣非催化轉(zhuǎn)化等壓合成甲醇工藝流程(6)甲醇貯罐罐區(qū)設(shè)備。焦?fàn)t氣由氣柜用壓縮機(jī)(6MPa)換熱后送人燒324水、電汽消耗嘴,同空分(用深冷空分液氧泵制氧)制得的氧經(jīng)換(1)冷卻水按照循環(huán)水200m3/,每小時(shí)產(chǎn)熱后一并加入蒸汽,在燒嘴內(nèi)混合噴出,在轉(zhuǎn)化爐甲醇125(25)t計(jì),2500(500)m3的循環(huán)水蒸發(fā)內(nèi)進(jìn)行非催化轉(zhuǎn)化將焦?fàn)t氣中CH4轉(zhuǎn)化成CO+損失3%為75(150)m3/h,蒸汽鍋爐用脫鹽水2tH2轉(zhuǎn)化氣。經(jīng)廢鍋回收高溫?zé)崃扛碑a(chǎn)蒸汽,一部分計(jì)為25(50)m3/h,合計(jì)為100(200)m3/h。冷卻用于轉(zhuǎn)化;一部分用于凈化和甲醇精餾。轉(zhuǎn)化氣再水由焦化廠填平補(bǔ)齊供給,不單獨(dú)設(shè)置循環(huán)水及脫經(jīng)冷卻送凈化。脫硫采用濕法串干法,根據(jù)H2S含鹽水裝置量高低而定。凈化后合成氣等壓下(5MPa)同循環(huán)(2)電甲醇循環(huán)機(jī)用電600(1200kW·h氣匯合進(jìn)入甲醇合成塔合成甲醇。出塔合成氣經(jīng)計(jì),空分用電每立方米O2耗電為06kW·h/m3換熱冷卻甲醇分離而得到粗甲醇,再經(jīng)精餾制得精36007200m3/h=2160(4320)kW,兩者合計(jì)為甲醇產(chǎn)品。分離出甲醇的合成氣由于惰性氣體積2760(5520)kW,再加上儀表空氣、照明等其他用聚增加,須弛放一部分,以維持甲醇合成氣中惰性電240kW·h,總用電量約30006000kW,h氣體量。弛放氣返回焦?fàn)t氣用作燃料。(3)蒸汽除開(kāi)工用蒸汽由焦化廠供應(yīng)外,其322生產(chǎn)能力副產(chǎn)蒸汽基本可自給平衡按煉焦每噸副產(chǎn)焦?fàn)t氣160m2生產(chǎn)100kg甲32.5初步技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析醇計(jì)操作日8000h,需年產(chǎn)焦炭量為:支術(shù)經(jīng)濟(jì)分析按總投資2(32)億元計(jì)算,每10(20)萬(wàn)×(8760/8000)×(1000/100)噸甲中國(guó)煤化工成本測(cè)算見(jiàn)表7。=109.5(219)萬(wàn)taCNMH(G指標(biāo)生產(chǎn)能力按年產(chǎn)公稱能力10(20)萬(wàn)t設(shè)計(jì),工項(xiàng)目焦?fàn)t氣/m(含CH128%)電W,h新鮮水m程設(shè)計(jì)高壓轉(zhuǎn)化以寧夏化工廠30萬(wàn)t合成氣的8.5MPa天然氣非催化轉(zhuǎn)化為基礎(chǔ),燒嘴由套筒混合式化肥設(shè)計(jì)年第44卷表7甲醇單耗及成本測(cè)算本將大為增加,如采用瓦斯通過(guò)灼熱的焦炭,C+O2單位成本字號(hào)項(xiàng)目單價(jià)/元單耗/元·t1備注一→CO2,熱能消耗損失較多;二是含氮高,轉(zhuǎn)化成1原料焦?fàn)t0.40合成氣中惰性氣體含量亦很高,使合成轉(zhuǎn)化率和有氣/m3效氣體利用率大為降低。在高硫煤礦中瓦斯含硫2電八W,h0.512060包括空分及雜質(zhì)較多,不利于催化轉(zhuǎn)化。為此瓦斯轉(zhuǎn)化制甲醇工藝,采用常壓純氧高溫非催化轉(zhuǎn)化,低溫高惰性3蒸汽/t自給平衡4新鮮水/1.58氣合成甲醇生產(chǎn)工藝。弛放氣再回收H2或送作低5循環(huán)冷卻包括在熱值民用燃料,基本上做到安全充分利用,變廢為水/t電耗內(nèi)寶,取得較好的經(jīng)濟(jì)效益。工藝流程見(jiàn)圖7。6觸媒及化學(xué)品循環(huán)機(jī)(1凹收員50人福利轉(zhuǎn)化凈億一圓8折舊費(fèi)20000(32000)萬(wàn)元154(123.2)一分[風(fēng)x7.7%÷10(20)萬(wàn)t9大修費(fèi)2000032000萬(wàn)元60(48)精甲醇亠精餾3%÷10(20)圖7煤礦瓦斯非催化轉(zhuǎn)化低壓合成甲醇工藝流程10車間經(jīng)費(fèi)合計(jì)951(908.2)瓦斯由現(xiàn)有氣柜用鼓風(fēng)機(jī)增壓換熱后入燒嘴,同空分(用深冷空分或PSA空分經(jīng)濟(jì)比較后確定)甲醇售價(jià)按2600元/t計(jì),年利稅為:10(20)萬(wàn)制得的氧經(jīng)換熱后一并加入蒸氣在燒嘴內(nèi)混合噴[2600-951(9082)]=1.69(3,3836)億元。入轉(zhuǎn)化爐進(jìn)行非催化轉(zhuǎn)化,將CH轉(zhuǎn)化成CO+H2投資2(32)億元投產(chǎn)后2-3年可回收全部投轉(zhuǎn)化氣。經(jīng)廢鍋回收的高溫?zé)崃扛碑a(chǎn)蒸汽,一部分資。若焦?fàn)t氣不計(jì)入成本,還可增加利潤(rùn)480(9用于轉(zhuǎn)化;一部分用于凈化和甲醇精餾。轉(zhuǎn)化氣再00)萬(wàn)元/a經(jīng)冷卻送凈化系統(tǒng)。脫硫采用濕法或干法,可根據(jù)338萬(wàn)m/d煤礦瓦斯回收制1.5萬(wàn)Ua甲醇設(shè)計(jì)H2s含量高低而定。凈化后合成氣人離心式壓縮機(jī)我國(guó)煤礦大多數(shù)為富含瓦斯煤礦(亦稱煤層加壓至5MPa同循環(huán)氣匯合入甲醇合成塔合成甲氣),其儲(chǔ)量據(jù)探測(cè)約有30萬(wàn)億m3,相當(dāng)于我國(guó)的醇,出塔合成氣經(jīng)換熱冷卻甲醇分離而得粗甲醇,天然氣儲(chǔ)量。由于國(guó)民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展對(duì)煤炭需量求再經(jīng)精餾制得精甲醇產(chǎn)品。分離出甲醇的合成氣日益增加,2004年煤炭產(chǎn)量達(dá)20億t。利用鶴崗南由于惰性氣體積聚增加,須要弛放一部分弛放氣山年產(chǎn)300萬(wàn)t煤礦,每天抽取瓦斯8萬(wàn)m3(平均以維持甲醇合成氣中惰性氣體量。弛放氣可設(shè)FSA甲烷含量為50%)采用非催化轉(zhuǎn)化制取15萬(wàn)va或中空纖維回收H2或送往民用燃料氣柜作低熱值甲醇液體,1年內(nèi)可建成投產(chǎn)燃料回收。經(jīng)弛放一部分弛放氣后的合成氣再經(jīng)331設(shè)計(jì)條件循環(huán)機(jī)加壓送回甲醇合成塔進(jìn)行甲醇合成。南山煤礦瓦斯總儲(chǔ)量14.6億m3,目前每天抽3.33生產(chǎn)能力放量8萬(wàn)m3(CH4含量50%),還正在擴(kuò)大抽放。按CH450%計(jì):8萬(wàn)×24-1×0.5×8801=瓦斯的主要成分見(jiàn)表8。生產(chǎn)用電價(jià)為0.44元/kW·h(礦區(qū)有現(xiàn)成電網(wǎng)供電),水價(jià)1.5元/m1.89×8000=1.52萬(wàn)(ta)(南山礦井水每天約1萬(wàn)m3)?，F(xiàn)有可利用的貯氣按CH470%計(jì):8萬(wàn)×70%×24-×880-=柜1萬(wàn)m3和2萬(wàn)m3各1臺(tái)。2.65×8000=2.12萬(wàn)(t/a表8瓦斯主要成分生產(chǎn)按年產(chǎn)2.0萬(wàn)t設(shè)計(jì),當(dāng)CH4%含量高于威分cH..0.N25%時(shí)產(chǎn)量大于1.5萬(wàn),在CH70%時(shí)可產(chǎn)2萬(wàn)好的組分,q/%72.120.16.2721.5t/a。工程設(shè)計(jì)可參照彭州廠的1.5萬(wàn)Ua甲醇生一般組分,q/%500162746產(chǎn)裝凵中國(guó)煤化工氣蒸汽轉(zhuǎn)化改為空分CNMHG體凈化放在轉(zhuǎn)化之332工藝技術(shù)后,中酵合成璿改用磯州杯達(dá)高惰性氣合成塔技煤礦瓦斯特性:一是氧含量高轉(zhuǎn)化過(guò)程中極術(shù)。裝置布置及甲醇貯罐區(qū)布置基本相同,壓縮機(jī)易發(fā)生爆炸性危險(xiǎn),若先進(jìn)行脫氧處理,投資和成由多臺(tái)往復(fù)式壓縮機(jī)改為單臺(tái)離心壓縮機(jī)3期李瓊玖等輕烴非催化轉(zhuǎn)化合成氣制氨甲醇的創(chuàng)新技術(shù)113.34主要設(shè)備這些大廠供給,不再單獨(dú)設(shè)置循環(huán)水裝置和脫鹽水(1)常壓瓦斯非催化轉(zhuǎn)化裝置處理瓦斯量裝置。為3500~5000m3/h,可采用平頂山5000~10000(2)電每噸甲醇按壓縮用電400kW·h計(jì)m3/h的焦?fàn)t氣非催化轉(zhuǎn)化裝置設(shè)備,焦?fàn)t氣中含需80kW·h,空分用電每立方米O2耗電量為0.6CH428.2%,而瓦斯含CH450%~70%,轉(zhuǎn)化甲烷w·h/m3×1500m3/h=900kW,兩者合計(jì)為量負(fù)荷相近,轉(zhuǎn)化爐、廢鍋及換熱冷卻設(shè)備進(jìn)行核1700kW,再加上儀表空氣,照明等其他用電100算后改動(dòng),但轉(zhuǎn)化爐燒嘴需重新設(shè)計(jì)計(jì)算kW·h,總用電量約1800kW.h(2)空分制氧設(shè)備按甲烷部分氧化反應(yīng):(3)蒸汽除開(kāi)工用蒸汽由開(kāi)工鍋爐或靠近CH4+0.502→CO+2H2,理論耗氧量為CH4量電廠供應(yīng)外,其副產(chǎn)蒸汽基本可自給平衡。的1/2,按耗氧為CH460%計(jì)需要空分制氧量為:335初步技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析5000×0.5×0.6=1500m3/h。采用深冷空分裝每噸甲醇消耗指標(biāo)見(jiàn)表9,甲醇單耗及成本測(cè)置,氧純度達(dá)96%,但投資較高;采用PSA變壓吸算見(jiàn)表10。附制氧純度95%,含N2較多。由于瓦斯本身含N2表9每噸甲醇消耗指標(biāo)已很高,再加上氧中帶入的N2,增加了合成甲醇弛項(xiàng)目瓦斯/m3(含CH50%)電/kW·h新鮮水/m3放氣量,在工程設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)通過(guò)技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較后單耗l760確定。(3)氣體凈化在分析測(cè)定瓦斯中硫化物毒表10甲醇單耗及成本測(cè)算物雜質(zhì)含量后,通過(guò)比較選定采用濕法或干法脫序號(hào)項(xiàng)目單價(jià)/元單耗單位成本備注硫。常壓濕法脫硫可選PDS、DDS、拷膠法等,干法原料焦?fàn)t可用簡(jiǎn)單的鐵礦或活性炭脫硫劑。凈化后合成氣經(jīng)壓縮壓后還需設(shè)置常溫精脫硫,以保證氣體中含2電/kW·h包括空分及循環(huán)水用電S的體積分?jǐn)?shù)達(dá)0.06×10°。自給平衡(4)甲醇合成采用高惰性氣低溫低壓林達(dá)4新鮮水/5均溫合成塔工藝。該工藝已在依蘭甲醇廠生產(chǎn)使5循環(huán)冷卻包括在用,其甲醇合成的大量弛放氣返回煤氣系統(tǒng)作城市電耗內(nèi)煤氣。鶴崗?fù)咚挂延米鞒鞘忻簹?其甲醇弛放氣送6觸媒及化學(xué)品入城市煤氣系統(tǒng)作燃料,也可設(shè)PSA或中空纖維回工資及15.0定員60人收氫返回甲醇合成,分離出的高N2尾氣放空。福利(5)甲醇精餾釆用二塔精餾,移植彭州擴(kuò)建折舊費(fèi)200萬(wàn)元×77%/15萬(wàn)t128.3的1.5萬(wàn)ta甲醇精餾裝置。大修費(fèi)2500萬(wàn)元x3%/1.5萬(wàn)t50.0(6)甲醇貯罐采用彭州廠生產(chǎn)的罐區(qū)設(shè)備。335水、電、汽消耗1499.3(1)冷卻水按循環(huán)水200m3/t,每小時(shí)產(chǎn)甲注:*0.44元kW·h為煤礦提供電價(jià)。醇2t計(jì),400m3循環(huán)水蒸發(fā)損失35%為14m3/h甲醇售價(jià)按2600元/t計(jì),年利稅為:1.5萬(wàn)蒸汽鍋爐用脫鹽水3tt計(jì)為6m3/h,合計(jì)為20(2600-14993)=1651.05萬(wàn)元。m3/h。若甲醇廠靠近發(fā)電廠或焦化廠,冷卻水可由收稿日期:2005-12-01《化肥設(shè)計(jì)》合訂本消息2003年《化肥設(shè)計(jì)》合訂本每?jī)?cè)定價(jià)70元(含郵掛費(fèi)中國(guó)煤什下武漢市洪山區(qū)卓刀泉路271號(hào)《化肥設(shè)計(jì)》編輯部,郵編:430079。請(qǐng)?jiān)趨R款廚數(shù)。另外,尚有少量1996年(50元)、1997年(50元)、1998年(50元)、1999CNMHG、2001年(50元)及2002~2005年(60元)合訂本,如需購(gòu)買(mǎi),請(qǐng)直接匯款到本刊郵購(gòu)。地址:武漢市洪山區(qū)卓刀泉路271號(hào)《化肥設(shè)計(jì)》編輯部收郵編:430070電話/傳真:027-8750144