20万吨甲醇装置工艺简介

1、中海石油天野化工股份有限公司中海石油天野化工股份有限公司2020万吨甲醇装置工艺简介万吨甲醇装置工艺简介 甲醇生産部甲醇生産部 王兴元王兴元22 233 3 装置建设的背景及历程装置建设的背景及历程 为了适应市场变化，改变原材料受限制的不利局面，增强企业抗风险能力，实施多元化的经营策略，天野化工做出了油改气联产甲醇的项目决策。 2003年5月22日油改气联产甲醇项目正式立项； 2004年3月28日在甲醇装置区进行了开工奠基仪式； 20052005年年1212月月1111日甲醇装置一次投料成功产出了合格的精甲日甲醇装置一次投料成功产出了合格的精甲 醇，标志着甲醇装置正式投产。醇，标志着甲醇装置正

2、式投产。 从项目奠基开工到试车投产仅用了一年半的时间。从项目奠基开工到试车投产仅用了一年半的时间。 44 4甲醇装置简介甲醇装置简介 中海油天野化工甲醇200kt/a装置于2005年12月11日正式建成投产。该项目于2004年3月24日伴随着“油改气联产甲醇”的实施而开工建设，其建成投产是天野化工产品多元化发展的标志，具有里程碑意义。主要装置包括转化、压缩、合成、精馏四个工段。在工艺上的转化工序采用一段炉蒸汽转化、压缩工序选用德国阿特拉斯制造的多轴离心式压缩机、透平是德国西门子公司生产、CO2回收是南化院的MEA溶液回收工艺包、精馏工序选取天津大学的三塔工艺流程、氢回收采用普里森膜渗透技术、甲

3、醇合成反应器选的是具有自主知识产权的杭州林达公司制造的低压均温型合成塔。55 5改进与提高改进与提高试车投产以来，甲醇装置通过不断创新改造，逐步解决装置设计不合理导致的无法连续运行及产量不能达产的制约因 素。特别是经过08年的大修，通过检修和技术改造，消除了影响和制约生产运行主要问题（E01211管线）。加上历年来工艺和设备管理经验的积累和管理水平的提升，甲醇装置的整体运行能力有了质的提升。66 6改进与提高改进与提高 20112011年以来，由于天然气供应不足停车两个月（年以来，由于天然气供应不足停车两个月（20102010年年1212月月3 3日日-2011-2011年年2 2月月9 9日

4、），利用此次机会更换了新的进口触媒，不断的对甲醇工艺进日），利用此次机会更换了新的进口触媒，不断的对甲醇工艺进行思考探索，装置整体消耗出现了大幅度的降低，尤其是行思考探索，装置整体消耗出现了大幅度的降低，尤其是20112011年年7 7月消耗月消耗创历史最低：创历史最低：1022NM1022NM3 3/T/T（车间计量（车间计量987NM3/T987NM3/T ）。节能减排相当有效每）。节能减排相当有效每月降低天然气用量月降低天然气用量3636万立方米；每月降低大烧用量万立方米；每月降低大烧用量79.279.2万立方米；每月万立方米；每月减少排碳量减少排碳量282.85282.85吨由于燃料气

5、量降低，鼓、引风机负荷也降低了，两吨由于燃料气量降低，鼓、引风机负荷也降低了，两台风机电流大约降低台风机电流大约降低3 3安培。每月节电：安培。每月节电：17958KWH17958KWH。（突破了以前不能多补碳的操作难点）而且工况相当稳定，为深入研究（突破了以前不能多补碳的操作难点）而且工况相当稳定，为深入研究工况提供了可能。工况提供了可能。77 7u 甲醇装置是以天然气（水蒸汽）为原料，天然气甲醇装置是以天然气（水蒸汽）为原料，天然气与蒸汽进行转化反应，生成以氢气、一氧化碳、二氧与蒸汽进行转化反应，生成以氢气、一氧化碳、二氧化碳为主要成份的转化气（合成气），转化气加压循化碳为主要成份的转化气

6、（合成气），转化气加压循环合成甲醇。本装置设计日产精甲醇环合成甲醇。本装置设计日产精甲醇667667吨（年产吨（年产2020万吨）。天然气用途有两种：原料天然气万吨）。天然气用途有两种：原料天然气19122Nm319122Nm3H H，燃料天然气，燃料天然气6232 Nm36232 Nm3H H，共计，共计25354Nm325354Nm3H H（1.8241.824亿方天然气年）。亿方天然气年）。88 8天天 然然 气气99 9 投产以来，所有出厂产品全部为优级品，其中乙醇含也控制在投产以来，所有出厂产品全部为优级品，其中乙醇含也控制在30PPm以内，达到美国联邦标准以内，达到美国联邦标准“A

7、”级。级。101010111111甲醇生产原理甲醇生产原理 天然气蒸汽转化天然气蒸汽转化121212甲醇生产原理甲醇生产原理 甲醇合成反应甲醇合成反应131313甲醇生产原理甲醇生产原理 转化工序脱硫原理转化工序脱硫原理141414甲醇生产原理甲醇生产原理 甲醇精馏工序甲醇精馏工序151515氢回氢回收收CO2CO2回收回收CO2CO2压缩压缩天然气天然气压缩压缩天然气天然气转化转化甲醇甲醇精馏精馏甲醇甲醇合成合成K K0130101301中间中间罐区罐区原料原料天然气天然气3.9MPa3.9MPa工艺蒸汽工艺蒸汽燃料燃料天然气天然气烟烟道道气气CO2CO2酸性气酸性气来自合成氨来自合成氨燃料

8、燃料膜分离尾气膜分离尾气氢回氢回收收H2H2驰驰放放气气循环气循环气粗醇粗醇粗醇粗醇粗粗醇醇精精醇醇精甲醇精甲醇去成品罐区去成品罐区去去聚聚甲甲醛醛161616171717氢回氢回收收CO2CO2回收回收CO2CO2压缩压缩天然气天然气压缩压缩天然气天然气转化转化甲醇甲醇精馏精馏甲醇甲醇合成合成K K0130101301中间中间罐区罐区原料原料天然气天然气3.9MPa3.9MPa工艺蒸汽工艺蒸汽燃料燃料天然气天然气烟烟道道气气CO2CO2酸性气酸性气来自合成氨来自合成氨燃料燃料膜分离尾气膜分离尾气氢回氢回收收H2H2驰驰放放气气循环气循环气粗醇粗醇粗醇粗醇粗粗醇醇精精醇醇精甲醇精甲醇去成品罐区

9、去成品罐区去去聚聚甲甲醛醛181818191919氢回氢回收收CO2CO2回收回收CO2CO2压缩压缩天然气天然气压缩压缩天然气天然气转化转化甲醇甲醇精馏精馏甲醇甲醇合成合成K K0130101301中间中间罐区罐区原料原料天然气天然气3.9MPa3.9MPa工艺蒸汽工艺蒸汽燃料燃料天然气天然气烟烟道道气气CO2CO2酸性气酸性气来自合成氨来自合成氨燃料燃料膜分离尾气膜分离尾气氢回氢回收收H2H2驰驰放放气气循环气循环气粗醇粗醇粗醇粗醇粗粗醇醇精精醇醇精甲醇精甲醇去成品罐区去成品罐区去去聚聚甲甲醛醛202020212121氢回氢回收收CO2CO2回收回收CO2CO2压缩压缩天然气天然气压缩压缩

10、天然气天然气转化转化甲醇甲醇精馏精馏甲醇甲醇合成合成K K0130101301中间中间罐区罐区原料原料天然气天然气3.9MPa3.9MPa工艺蒸汽工艺蒸汽燃料燃料天然气天然气烟烟道道气气CO2CO2酸性气酸性气来自合成氨来自合成氨燃料燃料膜分离尾气膜分离尾气氢回氢回收收H2H2驰驰放放气气循环气循环气粗醇粗醇粗醇粗醇粗粗醇醇精精醇醇精甲醇精甲醇去成品罐区去成品罐区去去聚聚甲甲醛醛222222来自压缩工序的合成气，进入甲醇合成塔来自压缩工序的合成气，进入甲醇合成塔R01401进行合成反应。出塔气体温度进行合成反应。出塔气体温度259，压力，压力7.58MPa经过一系列的换热和最终分离，生产出的粗

11、甲醇（经过一系列的换热和最终分离，生产出的粗甲醇（35.35T/H）被送往甲醇精馏工序，非正常状态还可）被送往甲醇精馏工序，非正常状态还可以送往中间罐临时贮存。以送往中间罐临时贮存。合成反应过程中合成反应过程中COCOCOCO2 2的单程转化率只有的单程转化率只有25254040，因此合成塔出口的合成气大部分气体，经分离，因此合成塔出口的合成气大部分气体，经分离出粗甲醇后循环气，经过压缩机加压返回合成塔继出粗甲醇后循环气，经过压缩机加压返回合成塔继续生产甲醇。续生产甲醇。 232323氢回氢回收收CO2CO2回收回收CO2CO2压缩压缩天然气天然气压缩压缩天然气天然气转化转化甲醇甲醇精馏精馏甲

12、醇甲醇合成合成K K0130101301中间中间罐区罐区原料原料天然气天然气3.9MPa3.9MPa工艺蒸汽工艺蒸汽燃料燃料天然气天然气烟烟道道气气CO2CO2酸性气酸性气来自合成氨来自合成氨燃料燃料膜分离尾气膜分离尾气氢回氢回收收H2H2驰驰放放气气循环气循环气粗醇粗醇粗醇粗醇粗粗醇醇精精醇醇精甲醇精甲醇去成品罐区去成品罐区去去聚聚甲甲醛醛242424 甲醇分离器后分离出的循环气一部分去甲醇分离器后分离出的循环气一部分去K01301K01301循循环段循环使用。环段循环使用。另一部分弛放气去氢回收，回收的氢气去合成气另一部分弛放气去氢回收，回收的氢气去合成气压缩机一级，压缩后参加合成反应压缩

13、机一级，压缩后参加合成反应, ,尾气去转化炉作尾气去转化炉作燃料。燃料。 甲烷、氮气等气体在合成反应中属于惰性组份，甲烷、氮气等气体在合成反应中属于惰性组份，需要将其分离出去，因此设置了氢回收装置。需要将其分离出去，因此设置了氢回收装置。252525氢回氢回收收CO2CO2回收回收CO2CO2压缩压缩天然气天然气压缩压缩天然气天然气转化转化甲醇甲醇精馏精馏甲醇甲醇合成合成K K0130101301中间中间罐区罐区原料原料天然气天然气3.9MPa3.9MPa工艺蒸汽工艺蒸汽燃料燃料天然气天然气烟烟道道气气CO2CO2酸性气酸性气来自合成氨来自合成氨燃料燃料膜分离尾气膜分离尾气氢回氢回收收H2H2

14、驰驰放放气气循环气循环气粗醇粗醇粗醇粗醇粗粗醇醇精精醇醇精甲醇精甲醇去成品罐区去成品罐区去去聚聚甲甲醛醛262626 来自合成的粗甲醇，经过预精馏塔脱除轻组分来自合成的粗甲醇，经过预精馏塔脱除轻组分、加压精馏塔和常压精馏塔脱除重组分（乙醇、杂、加压精馏塔和常压精馏塔脱除重组分（乙醇、杂醇、水）后，在加压塔回流槽取出醇、水）后，在加压塔回流槽取出13.22 t/h13.22 t/h精甲醇精甲醇，塔底液送往常压塔。常压塔回流槽取出，塔底液送往常压塔。常压塔回流槽取出14.29 t/h14.29 t/h精甲醇，两股精甲醇汇合后，送到甲醇中间罐区精精甲醇，两股精甲醇汇合后，送到甲醇中间罐区精醇罐，准备

15、外送。醇罐，准备外送。 甲醇中间罐区共设有四个贮槽，作为粗甲醇和甲醇中间罐区共设有四个贮槽，作为粗甲醇和精甲醇的临时储存。精甲醇的临时储存。272727氢回氢回收收CO2CO2回收回收CO2CO2压缩压缩天然气天然气压缩压缩天然气天然气转化转化甲醇甲醇精馏精馏甲醇甲醇合成合成K K0130101301中间中间罐区罐区原料原料天然气天然气3.9MPa3.9MPa工艺蒸汽工艺蒸汽燃料燃料天然气天然气烟烟道道气气CO2CO2酸性气酸性气来自合成氨来自合成氨燃料燃料膜分离尾气膜分离尾气氢回氢回收收H2H2驰驰放放气气循环气循环气粗醇粗醇粗醇粗醇粗粗醇醇精精醇醇精甲醇精甲醇去成品罐区去成品罐区去去聚聚甲

16、甲醛醛282828 从甲烷转化反应和甲醇合成反应的反应方程式可以看出，甲醇生产中氢从甲烷转化反应和甲醇合成反应的反应方程式可以看出，甲醇生产中氢 气是富余的，生产中采用补碳的方法来解决这一问题。本装置中设计了二氧气是富余的，生产中采用补碳的方法来解决这一问题。本装置中设计了二氧化碳回收工序。化碳回收工序。 本装置利用来自转化的烟道气，以及合成氨本装置利用来自转化的烟道气，以及合成氨DA402DA402的气提气，回收再利的气提气，回收再利 用其中的用其中的CO2CO2。采用。采用MEAMEA溶液在吸收塔内吸收溶液在吸收塔内吸收CO2CO2气体，然后在再生塔内解吸气体，然后在再生塔内解吸CO2CO

17、2： 一部分：一部分：2242 Nm3/h2242 Nm3/h的的CO2CO2气体送往尿素装置。气体送往尿素装置。 一部分：一部分：4535Nm3/h4535Nm3/h的的CO2CO2气体混同合成氨气体混同合成氨DA203DA203的酸性气的酸性气6162Nm3/h6162Nm3/h， 送往送往CO2CO2压缩机压缩机K01901K01901进行压缩，温度进行压缩，温度114114，压力，压力2.9MPa2.9MPa被送往转化被送往转化 工段参加转化反应。工段参加转化反应。 292929氢回氢回收收CO2CO2回收回收CO2CO2压缩压缩天然气天然气压缩压缩天然气天然气转化转化甲醇甲醇精馏精馏

18、甲醇甲醇合成合成K K0130101301中间中间罐区罐区原料原料天然气天然气3.9MPa3.9MPa工艺蒸汽工艺蒸汽燃料燃料天然气天然气烟烟道道气气CO2CO2酸性气酸性气来自合成氨来自合成氨燃料燃料膜分离尾气膜分离尾气氢回氢回收收H2H2驰驰放放气气循环气循环气粗醇粗醇粗醇粗醇粗粗醇醇精精醇醇精甲醇精甲醇去成品罐区去成品罐区去去聚聚甲甲醛醛303030 转化炉的燃料气共有两部分，一部分是来自配气转化炉的燃料气共有两部分，一部分是来自配气站的燃料天然气（小烧）站的燃料天然气（小烧）6232Nm36232Nm3H H，另一部分是来，另一部分是来自氢回收工序的膜分离尾气（大烧）自氢回收工序的膜分离尾气（大烧）7183 Nm37183 N