中控焦炉煤气制甲醇解决方案

1、大型焦炉煤气制甲醇大型焦炉煤气制甲醇 技术交流技术交流 总述总述 本本次介绍次介绍共分为以下几部分共分为以下几部分 一、产品方案一、产品方案 二、工程方案二、工程方案 三、典型控制分析三、典型控制分析 四、行业优势四、行业优势 产品方案产品方案 一、产品方案一、产品方案 产品方案产品方案 甲醇不仅是重要的有机化工原料，也是清洁代用燃料。甲醇深加工产品甲醇不仅是重要的有机化工原料，也是清洁代用燃料。甲醇深加工产品 已达已达120多种，我国以甲醇为原料一次加工产品已有近多种，我国以甲醇为原料一次加工产品已有近30种，发展前种，发展前 景十分广阔。当前，甲醇作为发动机燃料和用于汽油掺烧已逐步推广应景

2、十分广阔。当前，甲醇作为发动机燃料和用于汽油掺烧已逐步推广应 用，甲醇制乙烯、丙烯的工业化研究取得突破，甲醇脱水制合成汽油在用，甲醇制乙烯、丙烯的工业化研究取得突破，甲醇脱水制合成汽油在 国际上已实现工业化生产。因此，从我国石油接续资源考虑，发展甲醇国际上已实现工业化生产。因此，从我国石油接续资源考虑，发展甲醇 工业具有重要战略意义。工业具有重要战略意义。 在我国甲醇生产工艺的发展过程中，逐步形成以煤、天然气、焦炉气等在我国甲醇生产工艺的发展过程中，逐步形成以煤、天然气、焦炉气等 为主要原料的甲醇生产工艺路线。特别是最近几年来，焦炉气制甲醇工为主要原料的甲醇生产工艺路线。特别是最近几年来，焦炉

3、气制甲醇工 艺被越来越多的焦化厂采纳。一方面，作为焦化厂炼焦的副产品的焦炉艺被越来越多的焦化厂采纳。一方面，作为焦化厂炼焦的副产品的焦炉 煤气，得到了进一步的深加工，从根本上解决了焦炉煤气放空所造成的煤气，得到了进一步的深加工，从根本上解决了焦炉煤气放空所造成的 环境污染，达到治理环境变废为宝的目的，为焦化企业抵抗市场风险、环境污染，达到治理环境变废为宝的目的，为焦化企业抵抗市场风险、 提高营利能力提供了有效的产品开发途径。另一方面，甲醇生产紧靠焦提高营利能力提供了有效的产品开发途径。另一方面，甲醇生产紧靠焦 化厂，不存在运输方面的问题，大幅度降低了原料运输成本，甲醇生产化厂，不存在运输方面的

4、问题，大幅度降低了原料运输成本，甲醇生产 的综合效益得到了提高。的综合效益得到了提高。 产品方案产品方案 焦炉煤气制甲醇产品方案既符合国家的产业政策和环保政策，符合规模焦炉煤气制甲醇产品方案既符合国家的产业政策和环保政策，符合规模 化生产的要求，也符合企业发展的规划思路，因此近几年来得到了快速化生产的要求，也符合企业发展的规划思路，因此近几年来得到了快速 的发展和提高的发展和提高。 焦炉煤气制甲醇装置项目大多都是独立焦化企业的一个很好长远发展的焦炉煤气制甲醇装置项目大多都是独立焦化企业的一个很好长远发展的 选择。选择。 由于此工艺生产甲醇的原料是焦化生产的副产品，具有一定的特殊性，由于此工艺生

5、产甲醇的原料是焦化生产的副产品，具有一定的特殊性， 因此开始也就受限于焦化生产的规模，基本上在因此开始也就受限于焦化生产的规模，基本上在20万吨左右也就是目万吨左右也就是目 前焦炉煤气制甲醇装置的较大规模，大致可以按照前焦炉煤气制甲醇装置的较大规模，大致可以按照100万的焦炭规模产万的焦炭规模产 生的煤气可以生产生的煤气可以生产10万吨的甲醇来换算，万吨的甲醇来换算，20万吨的甲醇则需要配套万吨的甲醇则需要配套 200万的焦炉，一般独立的焦化企业如果想再扩大甲醇生产，也是比较万的焦炉，一般独立的焦化企业如果想再扩大甲醇生产，也是比较 困难的。困难的。 工程方案工程方案 二、工程方案二、工程方案

6、 工程方案工程方案 下面以下面以20万吨甲醇生产规模为例来进行说明。万吨甲醇生产规模为例来进行说明。 焦炉煤气制甲醇工艺过程包括甲醇生产装置、甲醇产品贮运设施、焦炉煤气制甲醇工艺过程包括甲醇生产装置、甲醇产品贮运设施、 必要的公用工程。必要的公用工程。 其中甲醇生产装置由焦炉气气柜、焦炉气预处理、焦炉气脱硫、其中甲醇生产装置由焦炉气气柜、焦炉气预处理、焦炉气脱硫、 焦炉气压缩、焦炉气纯氧转化、合成气联合压缩、甲醇合成、甲焦炉气压缩、焦炉气纯氧转化、合成气联合压缩、甲醇合成、甲 醇精馏、中间罐区、公用站、主控化验办公楼、界区供热及外管醇精馏、中间罐区、公用站、主控化验办公楼、界区供热及外管 道系

7、统等组成；道系统等组成； 产品甲醇贮运设施由甲醇库区、汽车装车台、火车装车台、泡沫产品甲醇贮运设施由甲醇库区、汽车装车台、火车装车台、泡沫 消防站等组成；消防站等组成； 公用工程由变配电、消防水泵站、循环水站、脱盐水站、锅炉房、公用工程由变配电、消防水泵站、循环水站、脱盐水站、锅炉房、 空分及氮氧压、仪表空气站等工序组成。空分及氮氧压、仪表空气站等工序组成。 工程方案工程方案 工程方案工程方案 甲醇生产是一个连续化工生产过程，甲醇生产是一个连续化工生产过程， 生产环境为易燃易爆场所，生产生产环境为易燃易爆场所，生产 装置又大部分为露天装置。为了提高生产能力及产品质量，确保生产装置又大部分为露天

8、装置。为了提高生产能力及产品质量，确保生产 安全，减轻工人劳动强度，提高生产过程的自动化水平和工厂的管理安全，减轻工人劳动强度，提高生产过程的自动化水平和工厂的管理 水平是必要的。因此在整个生产装置内水平是必要的。因此在整个生产装置内一一般会设置四个分控制室，即般会设置四个分控制室，即 空分自控室（空分自控室（ 含空压、空分、氮氧压、仪表空气站）、压缩自控室、含空压、空分、氮氧压、仪表空气站）、压缩自控室、 锅炉房控制室及工艺主控室，并采用锅炉房控制室及工艺主控室，并采用DCS 系统对生产过程的主要工艺系统对生产过程的主要工艺 参数进行集中检测及监控。参数进行集中检测及监控。除此之外，还会设置

9、一个中央控制室（也除此之外，还会设置一个中央控制室（也 可以与工艺主控室合并）来实现对于整个生产过程的数据管理。可以与工艺主控室合并）来实现对于整个生产过程的数据管理。 如下图就是甲醇生产控制布置框图。如下图就是甲醇生产控制布置框图。 工程方案工程方案 典型控制分析典型控制分析 三、典型控制分析三、典型控制分析 典型控制分析典型控制分析 甲醇工程中的控制主要包括了常规控制、复杂控甲醇工程中的控制主要包括了常规控制、复杂控 制制(串级、比值、三冲量等串级、比值、三冲量等)、联锁控制等，由于、联锁控制等，由于 生产工段较长，生产设备较多，因此为了安全运生产工段较长，生产设备较多，因此为了安全运 行

10、，设备联锁、工艺联锁等也是比较多的，下面行，设备联锁、工艺联锁等也是比较多的，下面 对联锁及复杂控制进行介绍。对联锁及复杂控制进行介绍。 典型控制分析典型控制分析 1、焦炉气压缩机本体联锁、焦炉气压缩机本体联锁 压缩机的安全运行是整个生产的关键，因此对于压缩机等重要设备均压缩机的安全运行是整个生产的关键，因此对于压缩机等重要设备均 需要设置相关的保护措施，在生产的过程中时刻保护生产设备。对于需要设置相关的保护措施，在生产的过程中时刻保护生产设备。对于 20万吨的甲醇生产线来说一般有四台压缩机并列，开备互用，每台压万吨的甲醇生产线来说一般有四台压缩机并列，开备互用，每台压 缩机均有独立的联锁保护

11、。缩机均有独立的联锁保护。 下面以一台压缩机为例进行说明，如下图包括对于压缩机本体参数的下面以一台压缩机为例进行说明，如下图包括对于压缩机本体参数的 检查与判断，对于每一个条件建议均要设置一联锁开关，以防止仪表检查与判断，对于每一个条件建议均要设置一联锁开关，以防止仪表 故障时可以随进切除，同时设置总联锁开关一个，在特殊情况下使用。故障时可以随进切除，同时设置总联锁开关一个，在特殊情况下使用。 对于以上的模拟量联锁，需与用户或设计院来确认具体的联锁设定值，对于以上的模拟量联锁，需与用户或设计院来确认具体的联锁设定值， 程序设计时需注意是否设置仪表故障检查，是否需要设置滤波等。程序设计时需注意是

12、否设置仪表故障检查，是否需要设置滤波等。 典型控制分析典型控制分析 典型控制分析典型控制分析 2、甲醇合成塔汽包液位三冲量控制、甲醇合成塔汽包液位三冲量控制(管壳式合成塔管壳式合成塔) 在甲醇转化和合成的过程中，均有废热锅炉对热量进一步的回收利用，在甲醇转化和合成的过程中，均有废热锅炉对热量进一步的回收利用， 同进产生蒸汽回送各个工段进行使用，对于锅炉来说，汽包的水位的同进产生蒸汽回送各个工段进行使用，对于锅炉来说，汽包的水位的 控制也是十分重要的，它不仅是表征其生产过程的主要工艺指标，同控制也是十分重要的，它不仅是表征其生产过程的主要工艺指标，同 时也是保证合成塔与汽泡等设备安全运行的主要条

13、件之一。液位过高，时也是保证合成塔与汽泡等设备安全运行的主要条件之一。液位过高， 使蒸汽产生带液现象，降低了蒸汽的产量和质量；当液位过低时，轻使蒸汽产生带液现象，降低了蒸汽的产量和质量；当液位过低时，轻 则影响水汽平衡，重则烧干，严重时会导致爆炸等事故，所以水位是则影响水汽平衡，重则烧干，严重时会导致爆炸等事故，所以水位是 一个极为重要的被控变量。一般锅炉汽包水位控制采用三冲量控制。一个极为重要的被控变量。一般锅炉汽包水位控制采用三冲量控制。 在液位控制中，主要冲量是水位。辅助冲量是蒸汽负荷和给水流量，在液位控制中，主要冲量是水位。辅助冲量是蒸汽负荷和给水流量， 它们是为提高控制品质而引入，如

14、下图。它们是为提高控制品质而引入，如下图。 典型控制分析典型控制分析 典型控制分析典型控制分析 3、比值控制比值控制 燃料气与空气燃料气与空气 焦炉气与入焦炉气蒸汽焦炉气与入焦炉气蒸汽 氧气与入氧气蒸汽氧气与入氧气蒸汽 以上三组是甲醇生产中常用的一些比值控制，其中参考量为燃料气、以上三组是甲醇生产中常用的一些比值控制，其中参考量为燃料气、 焦炉气、氧气只有测量值没有调节，被调量为空气和蒸汽为调节回路。焦炉气、氧气只有测量值没有调节，被调量为空气和蒸汽为调节回路。 参考量与比值系数进行运算，得出相应的被调量的回路给定值，回路参考量与比值系数进行运算，得出相应的被调量的回路给定值，回路 以此来进行

15、被调量的调节，从而可以保持两种气体流量之比为以此来进行被调量的调节，从而可以保持两种气体流量之比为K（K为为 比值系数）。比值系数）。 对以上的比值控制，在程序设计时一般都会设定一个比值投入按钮，对以上的比值控制，在程序设计时一般都会设定一个比值投入按钮， 当按钮投入时，进行比值调节，当未投入时，单回路控制。当按钮投入时，进行比值调节，当未投入时，单回路控制。 例：燃料气与空气的比值控制例：燃料气与空气的比值控制 典型控制分析典型控制分析 行业优势行业优势 四、行业优势四、行业优势 中控优势中控优势 浙江浙江中控技术股份有限公司作为国内最著名的中控技术股份有限公司作为国内最著名的DCS系统供应

16、商之一，系统供应商之一， 在煤焦化行业做了大量的深入研究工作，系统也涉及到了这个行业的各在煤焦化行业做了大量的深入研究工作，系统也涉及到了这个行业的各 个工段，同时也是比较早接触并完成焦炉煤气甲醇工程，在目前国内焦个工段，同时也是比较早接触并完成焦炉煤气甲醇工程，在目前国内焦 炉煤气制甲醇项目也有着较好的业绩，规模也包括了炉煤气制甲醇项目也有着较好的业绩，规模也包括了5万吨、万吨、10万吨、万吨、 15万吨、万吨、20万吨等，具体有以下几点：万吨等，具体有以下几点： 1、有着良好的工程业绩，并且对于焦炉煤气制甲醇项目有着较好的解、有着良好的工程业绩，并且对于焦炉煤气制甲醇项目有着较好的解 决方

17、案。决方案。 从焦炭生产工段开始，公司的系统广泛的应用到了焦炭生产、煤气从焦炭生产工段开始，公司的系统广泛的应用到了焦炭生产、煤气 净化、焦炉煤气制甲醇、甲醇制二甲醚等，同时对于辅助工段如空分、净化、焦炉煤气制甲醇、甲醇制二甲醚等，同时对于辅助工段如空分、 动力、锅炉、环保等工段也有着较好的业绩，对于焦炉煤气制甲醇项目，动力、锅炉、环保等工段也有着较好的业绩，对于焦炉煤气制甲醇项目， 也包括了化二院、四川天一等主流设计院的设计项目，与相关的设计单也包括了化二院、四川天一等主流设计院的设计项目，与相关的设计单 位、主设备提供单位有着良好的接触，从而总结出了焦炉煤气制甲醇的位、主设备提供单位有着良好的接触，从而总结出了焦炉煤气制甲醇的 解决方案。解决方案。 中控优势中控优势 2、控制系统无论是ECS-100还是JX-300XP系统均有良好的异构特 性，支持目前业界常见的各种通讯方式，同时公司的PIMS管理系 统也很方便的实现与