年产6万吨甲醇可行性分析

年产6万吨甲醇技术方案 一、项目建设的必要性甲醇是一种用途广泛的基本有机化工原料，是碳一化学的支柱产品。全世界每年需求量达成近3000万吨，年均增加3%。我国近几年甲醇需求量更是达成10%增加率，特别是醋酸需求的增加和甲醇汽油的快速推广应用，。现在我国有甲醇生产公司150多家，但超出3万吨规模的公司仅有二十多家，大部分是合成氨联产甲醇，普遍存在规模小、技术装备落后、能耗高、质量差，竞争力低。近几年以石油和天然气为原料、高压法制取甲醇的生产厂因原料价格上涨工艺落后，被迫限产或停产。我国有丰富的煤炭资源，分布广泛且价格低廉。近几年高压合成甲醇工艺正由以煤为原料、低压合成甲醇工艺取代，该法技术成熟、综合能耗低。现在国内已有十多套10万吨左右规模的低压甲醇生产装置。因此采用以煤为原料、低压合成甲醇技术是实现甲醇规模化和节省化的抱负途径。河北新朝阳化工股份有限公司是一家实力雄厚的当代化大型精细化工公司，年产2万吨碳酸二甲酯、3万吨碳酸丙烯酯、1.6万吨1，2丙二醇、0.5万吨碳酸乙烯酯，另有许多在建和开发项目。公司现有两套以煤为原料的合成氨生产装置，总氨能力8万吨，联产甲醇3万吨。河北新朝阳化工股份有限公司位于河北省张家口，地理位置优越，紧邻110、207国道和京包铁路线，距离北京180公里。原煤和燃料煤供应丰富，距蔚县煤矿200公里，大同煤矿200公里，内蒙煤田潜力巨大。京津唐电网覆盖全市，拥有110千伏输电主干线路2条，35千伏输电主干线路3条，电力供应有保障。河北新朝阳化工股份有限公司欲运用本地煤、电、交通和京津唐经济优势，在宣化分公司新上一套年产6万吨生产能力的低压法甲醇装置，并依靠合成氨生产进一步减少消耗，达成优势互补。二、工艺技术初步方案 1、φ2610煤气发生炉常压固定层间歇法造气2、湿式氧化法水煤气脱硫、变换气脱硫3、全低变工艺、活性炭精脱硫串转化吸4、分子筛变压吸附脱碳工艺5、低压合成甲醇工艺6、三塔甲醇精馏7、流化混燃炉造气吹风气回收造气气柜脱硫全低温变换变换脱硫脱碳精脱硫压缩合成1、造气现在可供选用的工艺有德士古水煤浆加压富氧持续气化、鲁奇加压富氧持续气化、壳牌粉煤气化和常压固定层间歇气化法（UGI）。本方案采用常压固定层间歇气化法，该技术成熟可靠、投资较低。特别是采用了微机液压控制系统、机械化自动加煤和余热回收等新技术后，减少了能耗。本项目选用φ2610造气炉6台，配套自动化操作系统。2、气柜运用现5000m3气柜作为甲醇原料气水煤气气柜，现闲置的1000m3气柜改为氨合成半水煤气气柜。3、脱硫现在国内有改良ADA法、栲胶法和888法等粗脱硫工艺。改良ADA法脱硫效率高，副反映少，但硫堵现象较严重；栲胶法含有改良ADA法的优点，运行经济，但脱除有机硫能力差；888法副反映少，脱除有机硫能力强，无硫堵现象，对环境无污染，且运行经济，适于大气量脱硫。本方案选用888法脱硫，进一步减少后工段精脱硫负荷。4、变换单醇生产规定变换气中CO含量较高，变换过程中气汽比很小，变换工艺只需一段变换，并且变换过程中过量蒸汽极少，运用饱和热水塔回收气体潜热的意义不大。本方案拟采用湖北省化学研究院的耐硫全低温变换技术，操作温度180—280℃，解决气量25000Nm3/h，出口CO为20%左右，采用蒸汽和副线调节CO。5、变换气脱硫为确保脱碳装置正常运行，需增设一套变换气脱硫装置。和水煤气脱硫同样，均采用东北师范大学的888法脱硫工艺，将总硫脱除至10mg/m3下列。运用变换余热，在150——200℃条件下，增设有机硫中温水解炉，将COS、CS2等有机硫大部分吸取转化。6、变换气脱碳现在用于生产的脱碳办法有化学吸取法和物理吸取法。化学吸取法有改良热钾碱法和改良MDEA法等，化学吸取法净化度高，但运行费用也高；物理吸取法重要有碳酸丙烯酯法（PC）、NHD法和变压吸附（PSA）法，物理吸取法过程相对简朴，甲醇用的脱碳气CO2控制达成3%左右，可进一步减少综合能耗。碳酸丙烯酯法（PC）和NHD法为湿法脱碳，既消耗溶剂，运行电耗也高，NHD还消耗冷量。PSA为干法脱碳，吸附剂为分子筛、活性炭和硅胶等，一次装填，使用十年，无需预解决和再生，自动化程度高，操作简朴，不腐蚀设备，对环境无污染，出口CO2可自由调节，在脱除CO2的同时，还能脱除H2S、水和甲烷等杂质。但该法放空再生时有效气损失较多。本方案采用物理吸取法变压吸附脱碳工艺。操作压力0.7Mpa，出口CO20.2—3%。7、精脱硫脱碳气经精脱硫后，将送往甲醇合成的原料气中残存的多个硫化物脱除至<0.1×10-6。采用湖北省化学研究院的有机硫水解催化串特种活性炭法，确保脱硫精度达成0.05×10-6下列。该法投资省，、操作简朴，运行费用低，效果明显。8、压缩选用低压甲醇专用电机驱动往复式压缩机，为四级压缩，出口压力5—6Mpa。上海压缩机厂、沈阳气体压缩机厂、华西通用机器公司都可制造。本方案选用单机输气量为155m3/分的压缩机3台，型号为M—155/55，电机功率1800kW，6000V高压供电。本方案不考虑备用机。9、甲醇合成分为高压、中压和低压法合成甲醇。大型甲醇生产装置和合成氨联产甲醇普遍采用高中压生产工艺。现在新建的甲醇厂主动采用能耗较低的低压法合成甲醇工艺。低压法和中压联醇同样采用铜基催化剂。铜基催化剂的选择性好，产品中副反映少，原料气和粗甲醇中的杂质都比较少。相对于高压法，低压法动力消耗低，付反映少，但设备较复杂，投资较大。现在国内有三种低压法甲醇合成工艺：（1）多层绝热床原料气直接冷激型，其特点是设备构造简朴，投资小。但催化剂层温度不好调节，合成转化率较低，不能回收高位能的反映热，循环比较大，操作费用高，且开工需设立加热炉，并且设备投资大。（2）管壳式反映器附带反映热回收的等温型甲醇联氨合成塔。其特点是以水进汽出的办法控制反映器床层温度，比较平稳，合成转化率较高，循环比、设备尺寸均较小且能够副产中压蒸汽，操作费用和能耗均较低。开工设备仅为蒸汽喷射器无需设立开工加热炉，但设备构造较为复杂，对材质的规定高，费用较高，重要设备合成塔换热管材料需进口，加工周期较长，投资大。（3）林达均温低压甲醇合成器，冷气首先进入到多层U形冷管来控制合成塔触煤的温度，轴向温差<10℃，平面温差<5℃，CO总转化率可达成94.17%，原料气耗量低。但设备构造复杂，制造成本高于冷激型合成工艺。现在林达均温低压甲醇合成塔采用U形管内走水来控制合成塔触煤的温度，能够将副产蒸汽压力提高到2.5~4.0Mpa。本方案初步选用林达均温低压甲醇合成工艺，采用铜基催化剂，合成压力5.4MPa，操作温度230—290℃，每生产一吨甲醇可副产3.9MPa蒸汽约1.00吨合成驰放气中的重要成分为CO、H2和N2，能够把这些气体送到合成氨系统，作为合成氨原料气。10、造气吹风气回收单醇生产若采用上述工艺技术，重要存在的问题是：甲醇合成系统的驰放气回到氨合成系统后，造气吹风气余热锅炉已无点火气。山东临沂正大热能研究所研究的吹风气流化混燃炉，将造气生产过程随着产生的吹风气、造气炉渣、除尘器细灰，掺入部分高硫煤或煤矸石在炉内达成气、固流化燃烧，产生的3.82MPa、450℃蒸汽50t/h（最大能力可达55t/h）送管网。在不上锅炉及发电的状况下，造气吹风气回收采用吹风气流化混燃炉技术是比较有优势的。11、精馏采用三塔流程。两个主精馏塔，一种加压操作，一种常压操作。把加压精馏塔塔顶蒸汽的冷凝热作为常压精馏塔塔底再器的热源，以减少蒸汽和冷凝水的消耗。三塔流程较两塔流程能耗低，产品质量好，但投资费用较高。本方案拟运用现有1.5万吨双塔甲醇精馏装置进行三塔改造，使总生产能力达成6—8万吨规模。12、甲醇贮槽制作两台各500m3的粗甲醇储槽和三台各500m3的精甲醇储槽，以满足生产和销售的需要。三、重要工艺指标1、水煤气成分（%，体积分数） H2 50,CO40 ,CO26 O2 0.2,CH4 0.8,(N2+Ar) 42、脱硫水煤气进脱硫塔压力0.05MPa水煤气出脱硫塔硫含量≤0.068g／Nm33、压缩一段进口气体压力0.04MPa三段出口气体压力2.2MPa四段出口气体压力5.4MPa4、变换变换气CO含量26-27%5、脱碳脱碳气CO2含量≤3.0%6、精脱硫精脱硫出口气总硫含量≤0.1×10－67、合成反映压力5.2MPa反映温度240-260℃8、精馏预精馏塔底温度82℃预精馏塔顶温度55℃预精馏塔底压力0.08MPa预精馏塔顶压力0.06MPa加压精馏塔底温度125℃加压精馏塔底压力0.6MPa常压精馏塔底温度105℃常压精馏塔压力 0.08MPa四、重要生产消耗（以一吨甲醇计） 序号项目规格单位数量一原材料1白煤C=70%t1.72烟煤3脱硫剂栲胶kg0.094变换催化剂B113kg0.45DDS脱硫剂kg6水解催化剂T504kg0.158活性炭脱硫剂RS—4kg0.289合成催化剂NC306kg0.210PSA吸附剂二动力1一次水m3152造气循环水△t=20℃m3603甲醇循环水△t=8℃m33304脱盐水m33.05电6000V、380Vkwh7506蒸汽0.6MPat1.5三其它五、投资估算（重要为工程费用）1、造气：800万元2、造气节能900万元3、脱硫：600万元 （涉及变换气脱硫）4、压缩：1000万元5、变换、精脱硫：60