甲醇厂生产装置介绍

甲醇厂生产装置介绍

甲醇生产装置概述一、主要装置概述二、主要工艺流程简介三、装置主要特点一主要装置概述

甲醇装置系150万吨/年焦炉配套工程，设计以焦炉气为主，并生产适量水煤气补碳达到增产目的，一系统生产装置气体净化可分为焦炉气、水煤气两条主线，最大产能达到24万吨/年；二系统气体净化为焦炉气路线，甲醇合成配入适量水煤气可达14万吨/年。甲醇生产过程主要包括原料气的制备（制取水煤气）、净化（除杂、脱硫、甲烷转化）、合成及精馏等工序。主要装置概况

序号装置或设备数量生产能力备注1空分装置1套处理空气量：42000Nm3/h产品氧气量：8000Nm3/h产品氮气：5000Nm3/h2造气炉12台最大产气量：36000Nm3/h按最多开10台计3水煤气气柜1个最大贮气量：1.8万m32万m3气柜4焦炉气气柜1个最大贮气量：2.8万m33万m3气柜5湿脱硫系统1套焦炉气处理量：32650Nm3/h水煤气最大量：33000Nm3/h6低压机5台单台打气量：18150m3/h焦炉气与水煤气各开两台，一台共用7精脱硫系统1套焦炉气处理量：32650Nm3/h8转化系统1套焦炉气处理量：32650Nm3/h20万吨/年甲醇装置

序号装置或设备数量生产能力备注9水煤气精脱硫1套水煤气最大量：33000Nm3/h10联合压缩机1台新鲜气量：82656Nm3/h循环气量：352778Nm3/h11合成系统1套最大产能：24万吨/年12氢回收1套最大产氢气量：6000Nm3/h13精馏系统1套年处理能力：40万吨/年14粗甲醇贮罐1个单台设计贮存甲醇量：1万m32013年由精甲醇改为粗甲醇贮罐15精甲醇贮罐3个单台设计贮存甲醇量：1万m3

序号装置或设备数量生产能力备注1空分装置1套处理空气量：34700Nm3/h产品氧气量：6000Nm3/h产品氮气：12000Nm3/h2焦炉气气柜1个最大贮气量：2.8万m3

设计3万m3气柜3湿脱硫系统1套焦炉气处理量：30000Nm3/h4低压机3台单台打气量：18150m3/h两开一备5精脱硫系统1套焦炉气处理量：30000Nm3/h6转化系统1套焦炉气处理量：30000Nm3/h7联合压缩机1台新鲜气量：54300Nm3/h循环气量：298920Nm3/h8合成系统1套最大产能：14万吨/年20万吨/年甲醇改扩建装置二甲醇生产主要工艺流程简介甲醇生产对氢碳比有一定的要求，最佳比例约2.05左右。而焦炉气转化后H/C比较高，作为合成甲醇的原料时，弛放气量大，氢气没有得到充分利用，造成原料气浪费；而以煤制气生产甲醇则刚好相反，H/C不足。为合理利用碳、氢资源，降低甲醇生产成本，所以甲醇项目采用焦炉气配水煤气的工艺路线，达到氢碳平衡的目的，减少吨甲醇的消耗。

甲醇生产工艺流程方框图弛放气去2#预热炉、焦化厂、火炬燃烧H2N2外送焦炉气来自焦化厂3万气柜焦炉气湿法脱硫焦炉气压缩焦炉气精脱硫转化造气炉2万气柜水煤气湿法脱硫水煤气压缩水煤气精脱硫空分O2合成气压缩甲醇合成甲醇精馏成品甲醇氢回收N2外送、O2装瓶二系统焦炉气来自焦化厂3万气柜焦炉气湿法脱硫焦炉气压缩焦炉气精脱硫二转化空分O22#合成气压缩二甲醇合成1、煤气中H2S的形成：在炼焦过程中，配合煤中的大部分的S以无机盐的形式随焦炭带走，少部分在高温下主要形成无机物的H2S和少量有机硫化物(CS2等)。有机硫化物在较高温度下继续发生反应，几乎全部转化为H2S，煤气中H2S所含硫约占煤气中总S量的90％以上。2、H2S的性质：在常温下是一种带刺激臭味的无色气体，其密度为1.54kg/m3，燃烧时生成SO2和H2O，有毒，在空气中含有0.1％时就能使人死亡。3、脱硫必要性：焦炉气制甲醇工艺中,焦炉气精制的首要工作是“除毒”。硫化物对转化催化剂、甲醇合成催化剂有害，可以使催化剂的失去活性，甲醇合成催化剂要求总硫≤0.1×10-6。工艺流程简介1、湿法脱硫

来自焦化厂的焦炉煤气，经过焦炉气气柜和干式电除尘器后进入罗茨鼓风机，加压后进入脱硫塔，气体在脱硫塔内与塔顶喷淋下来的脱硫液逆流接触，吸收气体中的H2S，经脱硫塔上部旋流板分离液体，再经干式电捕进一步除去液体和焦油后送至焦炉气压缩工序。2、精脱硫

来自压缩工段的焦炉气压力2.5MPa，温度40℃首先经过滤器除去焦油和尘，然后去转化工序预热到300-350℃。预热后的焦炉气依次经预铁钼、铁钼转化器将有机硫转化到≤12.5mg/Nm3，然后进入中温脱硫槽将H2S吸收后，经二级加氢将有机硫转化到1PPm以下，再经氧化锌脱硫槽将总硫脱到2PPm以下送至转化工序。一、一系统工艺流程简述焦炉气精脱硫装置

3、转化精脱硫后的焦炉气温度350℃，压力2.2MPa，与蒸汽混合后，经焦炉气预热器和预热炉加热到近650℃，进入转化炉。

来自空分装置的氧气温度100℃，压力2.5MPa，掺入一定量的蒸汽，经预热炉预热到300℃后进入转化炉，在转化炉顶部与焦炉气蒸汽混合部分燃烧反应提供热源，供转化炉催化剂床层进行转化反应，将原料气中的甲烷转化成合成甲醇的有效气体CO和H2。主要反应为：CH4+2O2=CO2+2H2O+Q(1)H2+1/2O2=H2O+Q(2)CH4+H2O=CO+3H2-Q(3)CH4+CO2=2CO+2H2-Q

(4)出转化炉转化气温度约960℃，甲烷含量小于1.1%，进入废热锅炉副产3.8MPa饱和蒸汽，转化气再进一步冷却，经中、常温氧化锌将总硫脱除到0.1PPm以下送入合成工序。工艺流程简介转化炉工艺流程简介

4、造气工艺流程

造气过程由吹风、上吹制气、下吹制气、二次上吹、蒸汽吹净、空气吹净六个阶段组成。粒度合格的原料白煤或粒焦，经皮带运至各造气炉料仓，由自动加焦装置将煤均匀地加入造气炉内，由鼓风机鼓入空气进行燃烧，提高炉温，积蓄热量，产生的吹风气经炉上部进入旋风除尘器除尘后去吹风气回收工段，在造气炉内吹风后便转入制气阶段，将过热蒸汽分别从炉底和炉上部通入炉内，与炽热的炭层发生化学反应：C+O2→COC+O2→CO2CO+H2O→H2+CO2

产生的煤气分别称为上行煤气和下行煤气，上、下行煤气进入造气废热锅炉回收热量后，进入煤气冷却器，洗涤冷却至常温送气柜。工艺流程简介5、水煤气脱硫

（1）水煤气湿法脱硫由造气工段送来的温度40℃，压力为400mm水柱的水煤气，经气柜缓冲后进入洗气塔进行洗涤除尘，再进入湿式电除尘器内进一步除尘，经罗茨鼓风机鼓风加压送入水煤气脱硫塔的底部，在塔内自下而上穿过填料与塔顶喷淋下的脱硫液逆流接触，使水煤气中的H2S≤20mg/Nm3，脱除硫化氢后的水煤气从脱硫塔的顶部出来，经干式电除尘器进一步除去灰尘和液体后送到压缩工段。

（2）水煤气精脱硫

经压缩后的水煤气有机硫≤400mg/Nm3，进入油分离器及除油器，除去微量油污、杂质后进入煤气预热器加热，使温度提高到130~200℃左右，进入预加氢槽和加氢槽将90%左右的有机硫加氢转化为H2S，经ADA脱硫塔使H2S脱至≤20mg/Nm3，再经1#粗脱硫槽、宽温水解槽，使有机硫水解至≤2PPm，进入2#粗脱硫槽、精脱硫槽使总硫脱至≤0.1PPm，满足甲醇生产要求送入合成工序联合压缩机入口。水煤气精脱硫装置工艺流程简介6、合成气压缩、甲醇合成焦炉气转化气与水煤气净化气混合后（1.9MPa）作为甲醇合成原料气，进入合成气压缩机组通过Ⅰ、Ⅱ段压缩与甲醇分离器来的循环气汇合后，一起经Ⅲ段压缩到6.0MPa，经气气换热升温至210℃，进入甲醇合成塔在催化剂的作用下进行反应，主要反应如下：CO+2H2=CH3OH+QCO2+3H2=CH3OH+H2O+Q

从合成塔出来的气体经冷却、甲醇分离后气体大部分作为循环气去合成气压缩机组循环利用，另一部分气体去氢回收装置回收氢气合成甲醇；从甲醇分离器底部出来的粗甲醇经闪蒸槽减压后送往粗甲醇贮罐进行精馏，闪蒸槽上部膨胀气作为燃料送出。甲醇合成塔合成压缩厂房：原料气压缩机联合压缩机工艺流程简介甲醇精馏塔7、甲醇精馏及成品罐区甲醇精馏采用三塔加一塔流程。即先在预塔与工艺冷凝液换热后进行轻组份的分离，然后在加压塔与转化气、蒸汽换热后、在常压塔与蒸汽冷凝液换热后进行水及重组份的分离，由加压塔回流泵出口及常压塔回流泵出口采出精甲醇，经精甲醇计量槽合格后送入成品罐区；常压塔底残液再通过回收塔回收残余醇后，送到成品罐区杂醇油槽内，含醇水送至造气循环水系统。

成品罐区工艺流程简介8、氢回收

本装置采用变压吸附（PSA）气体分离流程，处理甲醇驰放气量12856Nm3/h，产品H2含量≥98%，流量为6000Nm3/h的氢气送入联合压缩机，利于甲醇合成。9、空分装置空分装置为甲醇、原化肥装置的配套设施。其主要任务是为甲烷转化提供纯度99.6%、8000Nm3/h的氧气，还为全公司提供纯度为99.99%、5000Nm3/h的氮气。具体工艺流程：空气经过滤、加压、预冷后进入分子筛吸附，除去水份、二氧化碳、烃类等物质的空气经主换热器进一步冷却、膨胀机节流等熵膨胀产生冷量送入分馏塔下部，净化后的空气在分馏塔内进行精馏，顶部产出合格氮气，中上部产出合格氧气。工艺流程简介工艺流程简介二、二系统工艺流程（主流程与一系统同）1、湿法脱硫

来自焦化厂的焦炉煤气，经过焦炉气气柜和干式电除尘器后进入罗茨鼓风机，加压后进入脱硫塔，气体在脱硫塔内与塔顶喷淋下来的脱硫液逆流接触，吸收气体中的H2S，经脱硫塔上部旋流板分离液体，再经气液分离器除去液体和杂质后送至焦炉气压缩工序。2、精脱硫

来自压缩工段的焦炉气压力2.5MPa，温度40℃首先经过滤器除去焦油和尘，然后去转化工序预热到300-350℃。预热后的焦炉气依次经预铁钼、铁钼转化器将有机硫转化到≤12.5mg/Nm3，然后进入中温脱硫槽将H2S吸收后，经二级加氢将有机硫转化到1PPm以下，再经氧化锌脱硫槽将总硫脱到0.1PPm以下送至转化工序。工艺流程简介3、转化精脱硫后的焦炉气温度350℃，压力2.2MPa，与蒸汽混合后，经焦炉气预热器和预热炉加热到近650℃，进入转化炉。

来自二系统空分的氧气（温度100℃，压力2.5MPa），掺入预热炉加热后的一定量蒸汽进入转化炉烧嘴，在转化炉顶部与焦炉气蒸汽混合，焦炉气部分燃烧反应提供热源，供转化炉催化剂床层进行甲烷转化反应，将原料气中的甲烷转化成合成甲醇的有效气体CO和H2。反应与一系统相同，出转化炉的转化气温度约960℃，甲烷含量小于0.8%，进入废热锅炉副产饱和蒸汽，转化气通过气气换热器冷却后，再经中温氧化锌将总硫脱除到0.1PPm以下，再进一步冷却分离水后，送入合成工序。工艺流程简介4、合成气压缩、甲醇合成转化气配入适量水煤气净化气（由一系统送出）混合后（1.9MPa）作为甲醇合成原料气，进入合成气压缩机组通过Ⅰ、Ⅱ段压缩与甲醇分离器来的循环气汇合后，一起经Ⅲ段压缩到6.0MPa，经气气换热升温至210℃，进入甲醇合成塔在催化剂的作用下进行反应，主要反应同一系统，从合成塔出来的气体经冷却、甲醇分离后气体大部分作为循环气去合成气压缩机组循环利用，另一部分气体去净化预热炉、甲醇厂火炬燃烧；从甲醇分离器底部出来的粗甲醇