煤制甲醇工艺

煤制甲醇工艺 煤制甲醇工艺 气化 a)煤浆制备 由煤运系统送来的原料煤干基(<25mm)或焦送至煤贮斗，经称重给料机控制输送量 送入棒磨机，加入一定量的水，物料在棒磨机中进行湿法磨煤。为了控制煤浆粘度及保持煤 浆的稳定性加入添加剂，为了调整煤浆的 PH 值，加入碱液。出棒磨机的煤浆浓度约 65%， 排入磨煤机出口槽，经出口槽泵加压后送至气化工段煤浆槽。煤浆制备首先要将煤焦磨细， 再制备成约 65%的煤浆。磨煤采用湿法，可防止粉尘飞扬，环境好。用于煤浆气化的磨机 现在有两种，棒磨机与球磨机;棒磨机与球磨机相比，棒磨机磨出的煤浆粒度均匀，筛下物 少。 煤浆制备能力需和气化炉相匹配， 本项目拟选用三台棒磨机， 单台磨机处理干煤量 43, 53t/h，可满足 60 万 t/a 甲醇的需要。 为了降低煤浆粘度，使煤浆具有良好的流动性，需加入添加剂，初步选择木质磺酸类添 加剂。 煤浆气化需调整浆的 PH 值在 6,8，可用稀氨水或碱液，稀氨水易挥发出氨，氨气对人 体有害，污染空气，故本项目拟采用碱液调整煤浆的 PH 值，碱液初步采用 42,的浓度。 为了节约水源，净化排出的含少量甲醇的废水及甲醇精馏废水均可作为磨浆水。 b)气化 在本工段，煤浆与氧进行部分氧化反应制得粗合成气。 煤浆由煤浆槽经煤浆加压泵加压后连同空分送来的高压氧通过烧咀进入气化炉， 在气化 炉中煤浆与氧发生如下主要反应: CmHnSr+m/2O2—?mCO+(n/2-r)H2+rH2S CO+H2O—?H2+CO2 反应在 6.5MPa(G) 、1350,1400?下进行。 气化反应在气化炉反应段瞬间完成，生成 CO、H2、CO2、H2O 和少量 CH4、H2S 等 气体。 离开气化炉反应段的热气体和熔渣进入激冷室水浴， 被水淬冷后温度降低并被水蒸汽饱 和后出气化炉;气体经文丘里洗涤器、碳洗塔洗涤除尘冷却后送至变换工段。 气化炉反应中生成的熔渣进入激冷室水浴后被分离出来，排入锁斗，定时排入兀 扒渣机捞出后装车外运。 气化炉及碳洗塔等排出的洗涤水(称为黑水)送往灰水处理。 c)灰水处理 本工段将气化来的黑水进行渣水分离，处理后的水循环使用。 从气化炉和碳洗塔排出的高温黑水分别进入各自的高压闪蒸器， 经高压闪蒸浓缩后的黑 水混合，经低压、两级真空闪蒸被浓缩后进入澄清槽，水中加入絮凝剂使其加速沉淀。澄清 槽底部的细渣浆经泵抽出送往过滤机给料槽，经由过滤机给料泵加压后送至真空过滤机脱 水，渣饼由汽车拉出厂外。 闪蒸出的高压气体经过灰水加热器回收热量之后， 通过气液分离器分离掉冷凝液， 然后 进入变换工段汽提塔。 闪蒸出的低压气体直接送至洗涤塔给料槽， 澄清槽上部清水溢流至灰水槽， 由灰水泵分 别送至洗涤塔给料槽、气化锁斗、磨煤水槽，少量灰水作为废水排往废水处理。 洗涤塔给料槽的水经给料泵加压后与高压闪蒸器排出的高温气体换热后送碳洗塔循环 使用。 2)变换 在本工段将气体中的 CO 部分变换成 H2。 本工段的化学反应为变换反应，以下列方程式表示: CO+H2O—?H2+CO2 由气化碳洗塔来的粗水煤气经气液分离器分离掉气体夹带的水分后， 进入气体过滤器除 去杂质，然后分成两股，一部分(约为 54%)进入原料气预热器与变换气换热至 305?左右 进入变换炉， 与自身携带的水蒸汽在耐硫变换催化剂作用下进行变换反应， 出变换炉的高温 气体经蒸汽过热器与甲醇合成及变换副产的中压蒸汽换热、 过热中压蒸汽， 自身温度降低后 在原料气预热器与进变换的粗水煤气换热， 温度约 335?进入中压蒸汽发生器， 副产 4.0MPa 蒸汽，温度降至 270?之后，进入低压蒸汽发生器温度降至 180?，然后进入脱盐水加热器、 水冷却器最终冷却到 40?进入低温甲醇洗 1#吸收系统。 另一部分未变换的粗水煤气，进入低压蒸汽发生器使温度降至 180?，副产 0.7MPa 的 低压蒸汽，然后进入脱盐水加热器回收热量，最后在水冷却器用水冷却至 40?，送入低温 甲醇洗 2#吸收系统。 气液分离器分离出来的高温工艺冷凝液送气化工段碳洗塔。 气液分离器分离出来的低温冷凝液经汽提塔用高压闪蒸气和中压蒸汽汽提出溶解在水 中的 CO2、H2S、NH3 后送洗涤塔给料罐回收利用;汽提产生的酸性气体送往火炬。 3)低温甲醇洗 本工段采用低温甲醇洗工艺脱除变换气中 CO2、全部硫化物、其它杂质和 H2O。 a)吸收系统 本装置拟采用两套吸收系统， 分别处理变换气和未变换气， 经过甲醇吸收净化后的变换 气和未变换气混合，作为甲醇合成的新鲜气。 由变换来的变换气进入原料气一级冷却器、氨冷器、进入分离器，出分离器的变换气与 循环高压闪蒸气混合后，喷入少量甲醇，以防止变换气中水蒸气冷却后结冰，然后进入原料 气二级冷却器冷却至,20?， 进入变换气甲醇吸收塔， 依次脱除 H2S+COS、 CO2 后在,49? 出吸收塔，然后经二级原料气冷却器，一级原料气冷却器复热后去甲醇合成单元。净化气中 CO2 含量约 3.4%，H2S+COS<0.1PPm。 来自甲醇再生塔经冷却的甲醇,49?从甲醇吸收塔顶进入， 吸收塔上段为 CO2 吸收段， 甲醇液自上而下与气体逆流接触，脱除气体中 CO2，CO2 的指标由甲醇循环量来控制。中 间二次引出甲醇液用氨冷器冷却以降低由于溶解热造成的温升。 在吸收塔下段， 引出的甲醇 液大部分进入高压闪蒸器;另一部分溶液经氨冷器冷却后回流进入 H2S 吸收段以吸收变换 气中的 H2S 和 COS，自塔底出来的含硫富液进入 H2S 浓缩塔。为减少 H2 和 CO 损失，从 高压闪蒸槽闪蒸出的气体加压后送至变换气二级冷却器前与变换气混合， 以回收 H2 和 CO。 未变换气的吸收流程同变换气的吸收流程。 b)溶液再生系统 未变换气和变换气溶液再生系统共用一套装置。 从高压闪蒸器上部和底部分别产生的无硫甲醇富液和含硫甲醇富液进入 H2S 浓缩塔， 进行闪蒸汽提。甲醇富液采用低压氮气汽提。高压闪蒸器上部的无硫甲醇富液不含 H2S 从 塔上部进入，在塔顶部降压膨胀。高压闪蒸器下部的含硫甲醇富液从塔中部进入，塔底加入 的氮气将 CO2 汽提出塔顶，然后经气提氮气冷却器回收冷量后，作为尾气高点放空。 富 H2S 甲醇液自 H2S 浓缩塔底出来后进热再生塔给料泵加压，甲醇贫液冷却器换热升 温进甲醇再生塔顶部。 甲醇中残存的 CO2 以及溶解的 H2S 由再沸器提供的热量进行热再生， 混和气出塔顶经多级冷却分离，甲醇一级冷凝液回流，二级冷凝液经换热进入 H2S 浓缩塔 底部。分离出的酸性气体去硫回收装置。 从原料气分离器和甲醇再生塔底出来的甲醇水溶液经泵加压后甲醇水分离器， 通过蒸馏 分离甲醇和水。甲醇水分离器由再沸器提供。塔顶出来的气体送到甲醇再生塔中部。塔底出 来的甲醇含量小于 100PPm 的废水送水煤浆制备工序或去全厂污水处理系统。 c)氨压缩制冷 从净化各制冷点蒸发后的-33?气氨气体进入氨液分离器，将气体中的液粒分离出来后进 入离心式制冷压缩机一段进口压缩至冷凝温度对应的冷凝压力， 然后进入氨冷凝器。 气氨通 过对冷却水放热冷凝成液体后，靠重力排入液氨贮槽。液氨通过分配器送往各制冷设备。 4)甲醇合成及精馏 a)甲醇合成 经甲醇洗脱硫脱碳净化后的产生合成气压力约为 5.6MPa，与甲醇合成循环气混合，经 甲醇合成循环气压缩机增压