國標(biāo)-》以焦?fàn)t氣為原料生產(chǎn)20萬噸_年甲醇馳放氣聯(lián)產(chǎn)8萬噸_年合成氨設(shè)計方案.doc

以焦?fàn)t氣為原料生產(chǎn)20萬噸年甲醇 馳放氣聯(lián)產(chǎn)8萬噸年合成氨設(shè)計方案馮學(xué)明(中昊宣4b4t=r-有限公司河北省宣化075105)我國目前以焦?fàn)t氣為原料氣生產(chǎn)甲醇的廠 氣體成份家很少。生產(chǎn)能力在10萬噸，年左右已投產(chǎn)的 1焦?fàn)t氣產(chǎn)量 僅有兩家：云南曲靖，70萬噸，年焦炭焦?fàn)t氣生產(chǎn)以生產(chǎn)一噸焦炭付產(chǎn)380立方米焦?fàn)t氣計10萬噸，年甲醇(單醇)；山西焦化有限公司150算 萬噸，年冶金焦焦?fàn)t氣生產(chǎn)12萬噸，年甲醇瞅150380=57000萬立方米，年=72000立方 醇)。國內(nèi)焦化廠大多數(shù)廠家只焦不化，所付產(chǎn)焦米，時 爐氣沒有得到充分利用。規(guī)模較大的焦化廠焦2焦?fàn)t氣氣體成份()爐氣做為燃料氣或城市煤氣燒掉；規(guī)模小的、散H2CO C02CH4 N202其它的焦化廠。焦?fàn)t氣直接點了“天燈”或直接排人天4560 59 2035 2228 23 011O 153O空。焦?fàn)t氣中硫化物含量高達(dá)7克，立方米，這些總硫l-7克，立方米 硫化物排人大氣，既浪費資源更加嚴(yán)重的是環(huán)3噸甲醇耗焦?fàn)t氣按2400立方米計。年產(chǎn)20萬 境污染。我國是世界上焦炭生產(chǎn)大國、消費大國 噸甲醇需焦?fàn)t氣和出口大國，有關(guān)資料表明：2004年我國焦炭產(chǎn)240020-48000萬立方米，年=60000立方 量為2087億噸，年，僅山西省焦炭產(chǎn)量就達(dá)約米，時72000立方米，時6000萬噸年，據(jù)預(yù)測每生產(chǎn)1噸焦炭，可付產(chǎn) 二 焦?fàn)t氣生產(chǎn)20萬噸甲醇，年設(shè)計方 焦?fàn)t氣380立方米。山西省每年生產(chǎn)焦炭付產(chǎn)焦 案 爐氣已超過220億立方米，比“西氣東送”工程的1焦?fàn)t氣生產(chǎn)甲醇的工藝路線 總量還多，綜合利用率不到10，相當(dāng)于每年損提煉后的焦?fàn)t氣經(jīng)濕法初脫硫后，增壓至 失3600萬噸原料煤。如果能充分利用這些焦?fàn)t 21兆巴，經(jīng)干法脫硫后，進(jìn)行純氧轉(zhuǎn)化，轉(zhuǎn)化氣 氣，山西省每年可生產(chǎn)甲醇700800萬噸，年。 回收熱量后，進(jìn)行精脫硫，使總硫降至01PPm以煤炭是我國的主要能源，“缺油、少氣、富煤”下，然后增壓至53兆巴。進(jìn)行低壓合成。粗甲醇 是我國的基本國情，能源問題是困擾我國經(jīng)濟(jì)發(fā)三塔精餾后得精甲醇。 展的瓶頸。發(fā)展現(xiàn)代煤化工煤的轉(zhuǎn)化和清潔方塊流程示意圖如下： 利用，可以減輕我國對石油進(jìn)口的依存度，減少環(huán)境污染，保障我國的能源安全和經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā) 展具有“國家戰(zhàn)略”意義。煤基醇醚燃料已成為我焦?fàn)t 國能源正策的主攻方向開發(fā)利用焦?fàn)t氣生產(chǎn)甲 醇來幫助解決我國的能源需求問題具有非常重 精甲 要的意義。筆者以生產(chǎn)150萬噸，年焦炭付產(chǎn)的馳放氣焦?fàn)t氣為原料建設(shè)一套20萬噸，年甲醇生產(chǎn)裝置，馳放氣聯(lián)產(chǎn)8萬噸，年合成氨裝置為例，談一 2生產(chǎn)甲醇工藝技術(shù) 下初步工藝設(shè)計方案。供大家參考。1)焦?fàn)t氣硫含量高。最高達(dá)7克，立方米， 一150萬噸，年焦炭付產(chǎn)焦?fàn)t氣產(chǎn)量及有機(jī)硫比其它原料氣高。有機(jī)硫?qū)︺~基催化劑的毒害遠(yuǎn)比硫化氫大得多，對焦?fàn)t氣進(jìn)行濕法初脫經(jīng)”向合成塔；內(nèi)蒙天野化工有限責(zé)任公司新建 硫時，選擇脫硫劑很重要。 聯(lián)產(chǎn)20萬噸，年甲醇裝置選用的是杭州林達(dá)化 下面是適合硫含量范圍的幾種脫硫方法：工技術(shù)共程有限公司研制的“均溫”式合成塔。方法 原料氣中硫化氫含量(gm3)5)甲醇精餾 ADA法4一5甲醇精餾可選用浙寧波遠(yuǎn)東化工科技有限 拷膠法 253公司新開發(fā)的金屬絲網(wǎng)波紋規(guī)整填料和配套的PDS法O2分布器為核心三塔精餾工藝。其核心設(shè)備主、預(yù)“888”法 l一10塔都選用新型填料型精餾塔，塔內(nèi)采用高效的、對焦?fàn)t氣進(jìn)行濕法初脫硫時，可選用長春東 經(jīng)特殊工藝處理的不繡鋼絲網(wǎng)波紋填料和配套 螄科貿(mào)實業(yè)有限公司生產(chǎn)的“888”型脫硫劑。既 的的新型氣液分布器。它與板式塔相比有以下特 可脫除無機(jī)硫又可有機(jī)硫，脫有機(jī)硫效率達(dá)50 點：。80。為后部精脫硫減輕負(fù)荷。干法脫硫一精脫硫(b)塔體阻力小，傳質(zhì)熱效率高。精脫硫是將經(jīng)初脫硫后的原料氣中的總硫 (c)操作彈性大。硫化氫、二硫化碳、硫氧化碳)脫至01Ppm以(d)安裝檢修方便。 下?？蛇x用湖北省化學(xué)研究所研制的常溫精脫溜(e)主、預(yù)塔塔高降低三分之一。技術(shù)。填料型三塔精餾工藝是新建甲醇裝置首選式中：V麓、V麓為弛放氣、新鮮氣的體積NmC0+120：C02一Q2_(2I jr,I琥為弛孜氣、新鮮氣中惰洼氣唪含量CI-h+1202=CO+2H2-Q廠舀2、甲醇新鮮氣、成份(Oo)CH4+H,O=CO+3H才Q。一C0+H20=COHQr一(I、2)、3)反應(yīng)在催化劑層以上進(jìn)行，反應(yīng)在催化劑層中進(jìn)行。氣體到達(dá)催化劑床層時氧氣幾乎耗盡“純氧轉(zhuǎn)化”進(jìn)行的是自甲醇生產(chǎn)一般要求：H2-COJC0+C0：205熱反應(yīng)，無需外界供給熱量，根據(jù)合成甲醇?xì)?21左右，以焦?fàn)t氣為原料氣生產(chǎn)甲醇聯(lián)產(chǎn)合成體成份要求(H丁-COJCO+C02)及催化劑床層溫 氨，一般控制H2-COJCO+CO：=24左右。(4)甲醇合成3、新鮮氣、馳放氣流量Nm柏選用銅基催化劑。低壓合成工藝。根據(jù)CO+2H2=CH30H-Q，每生產(chǎn)1噸精生產(chǎn)甲醇的關(guān)鍵設(shè)備合成塔(20萬噸，年)， 甲醇需耗CO+H2為2 100Nm3t 我國已在“八五”、“九五”期間成功地研制出了每生產(chǎn)一噸精甲醇、馳放氣排放量約 “管殼。及“均溫”型合成反應(yīng)器，基本上與世界先l 1001200 Nm3，其有效氣體CO和H2占80以 進(jìn)水平相當(dāng)已實現(xiàn)國產(chǎn)化、大型化。例上?！叭?上。聯(lián)供”20萬噸，年甲醇裝置選用的是南化機(jī)制造Q馳放氣量V馳取1150 Nm3t 1150的“管殼”式合成塔；遷安18萬噸甲醇，年裝置選25-28750 Nm柏用的是南京國昌化工科技有限公司研制的“軸 新鮮氣量V新=V馳I馳，I新=1150 X(1017+18+061)X(267+163)-3364 Nm3t 后進(jìn)入低變爐進(jìn)行CO變換，然后進(jìn)行脫碳，脫3364 x 25=84110 Nm弧 碳?xì)夂形⒘康腃O：、C0加壓至llMpa進(jìn)行甲4、生產(chǎn)合成氨工藝流程 烷化。加壓至15Mpa進(jìn)行低壓合成，馳放氣去氫 甲醇馳放氣和空分裝置生產(chǎn)的N：充分混合 回收。方塊流程示意圖如下：稀氨水 產(chǎn)品液氨5、合成氨系統(tǒng)物料衡算215725330=17087ffa充氮氣量 付產(chǎn)碳酸氫氨：55847944=10026th根據(jù)甲醇馳放氣氣體成份及3H2+N2=2NH3， 1002625 x 330=82716ta計算補(bǔ)充氮氣量約為碳酸氫氨按8萬噸，年設(shè)計28750O7754+003093 X 01017)3 (6)如果用碳丙液脫除，可聯(lián)產(chǎn)工業(yè)級或食=5090Nm3h 品級二氧化碳。補(bǔ)氮后合成氨系統(tǒng)原料氣量 產(chǎn)量：558475-40000ta28750+5090=33840 Nm3h 四 結(jié)論氨產(chǎn)量 l、以生產(chǎn)150萬噸焦碳年付產(chǎn)的焦?fàn)t氣為原 噸氨耗原料氣按3300 Nm3t計 料生產(chǎn)20萬噸，年甲醇，其甲醇工序馳放氣可連 氨產(chǎn)量：338403300=1025t11 產(chǎn)8萬噸，年合成氨，4萬噸年二氧化碳或6萬 年產(chǎn)量：102524330=81200t。按8萬噸 噸，年合成氨和8萬噸，年碳酸氫銨產(chǎn)品。年設(shè)計。2、可以根據(jù)焦?fàn)t氣量大小及甲醇系統(tǒng)、合成系統(tǒng)甲醇馳放氣補(bǔ)氮氣后氣體成份 狀況調(diào)節(jié)醇氨比。系數(shù)=2875033840=085 3、生產(chǎn)裝置可完全國產(chǎn)化。H2 C02CO N2CH其它659 l 5772632364153052參考文獻(xiàn))化學(xué)工業(yè)出版杜91Il 時，通常采用稀氨水吸收法脫除二氧化碳