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1、摘要甲醇是一种极重要有机化工原料，也是一种燃料，是碳化学基本产品，在国民经 济中占有十分重要地位。近年来，随着甲醇下属产品开发，特别是甲醇燃料推广应用， 甲醇需求大幅度上升。为了满足经济发展对甲醇需求，开展了此 20 万 t/a 甲醇项目。设计重要内容是进行工艺论证，物料衡算和热量衡算等。本设计本着符合国情、技术 先进和易得、经济、环保原则，采用煤炭为原料；运用GSP 气化工艺造气；NHD 净化工艺净化合成气体；低压下运用列管均温合成塔合成甲醇；三塔精馏工艺精制甲醇；此 外严格控制三废排放，充分运用废热，减少能耗，保证人员安全与卫生。核心词：甲醇合成；气体精馏；工艺流程ABSTRACTMeth
2、anol is a kind of very important organic chemical raw materials ，is also a kind offuel，is a chemical carbon based products，in the national economy occupies very importantposition. In recent years，with the development of methanol subordinate products，especiallythe popularization and application of th
3、e methanol fuel，methanol demand increases. In order to meet the needs of economic development ，methanol，carried out the 00 t/a of methanol project. The design of the main content is process demonstration ，and the material balance calculations and heat balance calculations，etc. This design with the s
4、ituation of China，withadvanced technology and are easy，economy，environment protection principle，the coal forraw materials；Use of GSP gasification process the gasification ；NHD purification process synthesis gas purification；Low voltage of mean temperature tube synthesis tower methanol synthesis；Thre
5、e tower distillation process refined methanol ；In addition to strictly controlthe three wastes emissions ，make full use of waste heat ，reduce the energy consumptionand ensure safety and health personnel.Keywords：methanol synthesis；gas distillation；process flow目录1 概论61.1 概述61.2 设计目和意义71.3 设计根据71.4 设计
6、指引思想81.5 原料煤规格82 工艺论证92.1 煤气化路线选取92.2 净化工艺方案选取112.3 合成甲醇工艺选取122.4 甲醇精馏143 工艺流程183.1 GSP 气化工艺流程183.2 净化装置工艺流程193.3 甲醇合成工艺流程253.4 甲醇精馏工艺流程263.5 氨吸取制冷流程274 工艺计算294.1 物料衡算294.2 能量衡算355 重要设备工艺计算及选型415.1 甲醇合成塔设计415.2 水冷器工艺设计435.3 循环压缩机选型465.4 甲醇合成厂重要设备一览表466 三废解决476.1 甲醇生产对环境污染476.2 解决办法47设计成果评价48参照文献49道谢
7、501 总论1.1 概述1.1.1 甲醇性质甲醇俗称木醇、木精，英文名为methanol，分子式CH OH。是一种无色、透明、易3燃、有毒、易挥发液体，略带酒精味；分子量 32.04，相对密度 0.7914(d 20)，蒸气相4对密度 1.11(空气=1)，熔点-97.8，沸点 64.7，闪点（开杯）16，自燃点 473， 折射率(20)1.3287，表面张力（25）45.05mN/m，蒸气压（20）12.265kPa，粘度（20）0.5945mPas。能与水、乙醇、乙醚、苯、酮类和大多数其她有机溶剂混溶。蒸气与空气形成爆炸性混合物，爆炸极限 6.036.5（体积比）。化学性质较活泼，能发生氧
8、化、酯化、羰基化等化学反映。1.1.2 甲醇用途甲醇是重要有机化工原料和优质燃料，广泛应用于精细化工，塑料，医药，林产 品加工等领域。甲醇重要用于生产甲醛，消耗量要占到甲醇总产量一半，甲醛则是生 产各种合成树脂不可少原料。用甲醇作甲基化试剂可生产丙烯酸甲酯、对苯二甲酸二 甲酯、甲胺、甲基苯胺、甲烷氯化物等；甲醇羰基化可生产醋酸、醋酐、甲酸甲酯等 重要有机合成中间体，它们是制造各种染料、药物、农药、炸药、香料、喷漆原料， 当前用甲醇合成乙二醇、乙醛、乙醇也日益受到注重。甲醇也是一种重要有机溶剂， 其溶解性能优于乙醇，可用于调制油漆。作为一种良好萃取剂，甲醇在分析化学中可 用于某些物质分离。甲醇还
9、是一种很有前景清洁能源，甲醇燃料以其安全、便宜、燃 烧充分，运用率高、环保众多长处，代替汽油已经成为车用燃料发展方向之一；此外 燃料级甲醇用于供热和发电，也可达到环保规定。甲醇还可经生物发酵生成甲醇蛋白， 富含维生素和蛋白质，具备营养价值高而成本低长处，用作饲料添加剂，有着辽阔应 用前景。1.1.3 甲醇生产工艺发展甲醇是醇类中最简朴一元醇。1661 年英国化学家 R.波义耳一方面在木材干馏后液体产物中发现甲醇，故甲醇俗称木精、木醇。在自然界只有某些树叶或果实中具有少量游离态甲醇，绝大多数以酯或醚形式存在。1857 年法国 M贝特洛在实验室用一氯甲烷在碱性溶液中水解也制得了甲醇。国内甲醇生产始
10、于 1957 年，50 年代在吉林、兰州和太原等地建成了以煤或焦炭为原料来生产甲醇装置。60 年代建成了一批中小型装置，并在合成氨工业基本上开发了联产法生产甲醇工艺。70 年代四川维尼纶厂引进了一套以乙炔尾气为原料 95kt/a 低压法装置，采用英国 ICI 技术。1995 年 12 月，由化工部第八设计院和上海化工设计院联合设计 200kt/a 甲醇生产装置在上海太平洋化工公司顺利投产，标志着国内甲醇生产技术向大型化和国产化迈出了新一步。，杭州林达公司开发了拥有完全自主知识产权 JW 低压均温甲醇合成塔技术，打破长期来被 ICI、Lurgi 等国外少数公司所垄断拥局面， 并在获得国家技术创造
11、二等奖。，该技术成功应用于国内首家焦炉气制甲醇装置上。1.1.4 甲醇生产原料合成甲醇工业生产是以固体（如煤、焦炭）、液体（如原油、重油、轻油）或气 体（如天然气及其他可燃性气体）为原料，经造气、净化（脱硫）变换，除二氧化碳， 配制成一定配比合成气。在不同催化剂存在下，选用不同工艺条件可单产甲醇（分高、中、低压法），或与合成氨联产甲醇（联醇法），将合成后粗甲醇经预精馏脱除甲醚， 再精馏而得成品甲醇。1.2 设计目和意义由于国内石油资源短缺，能源安全已经成为不可回避现实问题，谋求代替能源已 成为国内经济发展核心。甲醇作为石油补充已成为现实，发展甲醇工业对国内经济发 展具备重要战略意义。煤在世界化
12、石能源储量中占有很大比重（国内状况更是如此）， 并且煤制甲醇合成技术很成熟。随着石油和天然气价格迅速上涨，煤制甲醇更加具备 优势。本设计遵循“工艺先进、技术可靠、配备科学、安全环保”原则；结合甲醇性 质特性设计一座年产 20 万吨煤制甲醇生产车间。通过设计可以巩固、深化和扩大所学基本知识，培养分析解决问题能力；还可以 培养创新精神，树立良好学术思想和工作作风。通过完毕设计，可以懂得甲醇用途； 基本掌握煤制甲醇生产工艺；理解国内外甲醇工业发呈现状；以及甲醇工业发展趋势。1.3 设计根据1.3.1 湖南工学院材料与化学工程系毕业设计选题年产 20 万吨煤制甲醇生产工艺毕业设计任务书1.3.2 设计
13、基本资料（1） 工艺流程资料参阅某化学工程公司甲醇合成厂工艺流程资料和参照由房鼎业主编甲醇工学。（2） 合成工段工艺参数参阅某化学工程公司甲醇合成厂工艺参数资料。详细数据为入塔压力 5.14MPa，出塔压力 4.9 MPa，副产蒸汽压力 3.9 MPa，入塔温度 225，出塔温度 255。1.4 设计指引思想以设计任务书为基本，适应国内甲醇工业发展需要。加强理论联系实际，扩大知识面；培养独立思考、独立工作能力。整个设计应贯彻节约基建投资，充分注重技术进步，减少工程造价，节能环保等思想，设计生产高质量甲醇产品。1.5 原料煤规格原料煤元素分析为：C 67.5%；H 4.0% ；O 10.2%；N
14、 0.65% ；S（可燃）1.73%；S（不可燃）0.34%；Cl/（mg/kg）229；F/（mg/kg）104；Na/（mg/kg）2180；K/（mg/kg） 292。2 工艺流程设计一方面是采用 GSP 气化工艺将原料煤气化为合成气；然后通过变换和 NHD 脱硫脱碳工艺将合成气转化为满足甲醇合成条件原料气；第三步就是甲醇合成，将原料气加压到 5.14Mpa，加温到225后输入列管式等温反映器，在XNC-98 型催化剂作用下合成甲醇，生成粗甲醇送入精馏塔精馏，得到精甲醇。然后运用三塔精馏工艺将粗甲醇精制得到精甲醇。2.1 煤气化技术路线选取煤气化技术按气化反映器形式，气化工艺可分为移动床
15、（固定床）、流化床、气流床三种。2.1.1 移动床气化采用一定粒度范畴碎煤（5mm 50mm）为原料，与气化剂逆流接触，炉内温度分布曲线浮现最高点，反映残渣从炉底排出，生成气中具有可观量挥发气。典型气化炉为鲁奇（Lurgi）炉。移动床气化，是当前世界上用于生产合成气重要办法之一。在大型煤制甲醇装置中，固定床长处是投资低，可是它有诸多局限性：（1）对原料煤黏结性有一定规定：（2）气化强度低：（3）环境污染负荷大，治较麻理烦。2.1.1流化床气化采用一定粒度分布细粒煤（10mm）为原料，吹入炉内气化剂使煤粒呈持续随机 运动流化状态，床层中混合和传热都不久。因此气体构成和温度均匀，解决了固定床气化需
16、用煤限制。生成煤气基本不含焦油，但飞灰量很大。发展较早且比较成熟是常压温克（Winkler）炉。它缺陷是：（1）在常压或接近于常压下生产，生产强度低、能耗高、碳转化率只有 88%90%。（2）对煤气化活性规定高，仅适合于气化褐煤和高活性烟煤。（3）缺少大型使用经验；要在大型甲醇装置中推广，受一定限制。2.1.3 气流床气化气流床采用粉煤为原料， 反映温度高， 灰分是熔融状态。 典型代表为GSP,Shell,Texaco气流床气化工艺。气流床气化长处诸多，它是针对流化床局限性开发。气流床气化具备如下特点：（1） 采用0.2mm 粉煤。（2） 气化温度达 14001600，对环保很有利，没有酚、焦
17、油，有机硫很少，且硫形态单一。（3） 气化压力可达 3.56.5MPa，可大大节约合成气压缩功。（4） 碳转化率高，均不不大于 90%，能耗低。（5） 气化强度大。（6） 但投资相对较高，特别是 Shell 粉煤气化。从技术先进性、能耗、环保等方面考虑，对于大型甲醇煤气化应选用气流床气化为宜。从流程分，可分为冷激式流程和废热锅炉流程。前者在煤气离开气化炉后用激冷水直接冷却，它适合于制造氨气或氢气。由于这种流程易于和变换反映器配套，激冷中产生蒸汽可满足变换反映需要。后者热煤气是经辐射锅炉，再送往对流锅炉，产生高压蒸汽可用于发电或作热源。当前，惯用、技术较成熟气流床重要有干粉和水煤浆两种。干粉气流
18、床：该技术特点是碳转化率高，气化反映中，所产煤气中 CO 含量高， H2 含量较低，这种煤气热值较高。此外，这种气化炉均采用水冷壁而不是耐火砖，炉衬使用寿命长。水煤浆气流床：水煤浆气化技术特点是煤浆带 35%40%水入炉，因而氧耗比干粉煤气化约高 20%；炉衬是耐火砖，冲刷严重，每年要更换一次;生成 CO2 量大，碳转化率低，有效气体成分(CO+H2)低；对煤有一定规定，如规定灰分13%，灰熔点1300，含水量8%等，虽然具备气流床煤气化共同长处，仍是美中局限性。通过比较可懂得大型甲醇煤气化应当优先考虑干粉煤气化。设计采用是GSP 冷激气化工艺，其兼有 shell 和 Texaco 技术长处。
19、代表着将来气流床加压气化技术发展方向。2.1.4 GSP 工艺技术简介GSP 工艺技术是 20 世纪 70 年代末由 GDR(原民主德国)开发并投入商业化运营大中型煤气化技术。与其她同类气化技术相比，该技术因采用了气化炉顶干粉加料与反映室周边水冷壁构造，因而在气化炉构造以及工艺流程上有其先进之处。GSP 气化技术重要特点如下：（1） 采用干粉煤(水份含量2%)作为气化原料，依照后续化工产品规定，煤粉可用氮气或一氧化碳输送，故操作十分安全。由于气化温度高，故对煤种适应性更为广泛，从较差褐煤、次烟煤、烟煤到石油焦均可使用，也可以两种煤掺混使用。对煤灰熔点合用范畴比其她气化工艺更宽，虽然是高水份、高
20、灰分、高硫含量和高灰熔点煤种也能使用。（2） 气化温度高，普通在 14501600，煤气中甲烷体积分数不大于 0.1%，(CO+H2)体积分数高达 90%以上。（3） 氧耗较低，与水煤浆加压气化工艺相比，氧耗低约 15%20%，可减少配套空分装置投资和运营费用。（4） 气化炉采用水冷壁构造，无耐火材料衬里。水冷壁设计寿命按 25 年考虑。正常使用时维护量很少，运营周期长。（5） 只有一种联合喷嘴(开工喷嘴与生产喷嘴合二为一)，喷嘴使用寿命长，为气化装置长周期运营提供了可靠保障。（6） 碳转化率高达 99%以上，冷煤气效率高达 80%以上。（7） 对环境影响小，气化过程无废气排放。（8） 投资省
21、，粗煤气成本较低。2.2 净化工艺方案选取净化工艺涉及；变换、脱硫脱碳、硫回收三个某些。2.2.1 变换工序变换工艺重要有：鲁奇低压甲醇生产中变换工艺，Topse 法甲醇生产中变换工艺，以及国内以重油为原料全气量某些变换工艺。设计中变换工艺是一种全新设计，该工艺采用是某些气变换。该工艺简朴流程为：气化工段来水煤气一方面进入预变换炉， 出炉后分为两某些：一某些进入另一变换炉，变换后通过多次换热和气液分离后去了脱硫系统；另一某些先进入有机硫水解槽脱硫，出来后气体又分为两某些，某些去调节变换炉出口 CO 含量，某些去发电系统发电。(1)工艺条件拟定：温度设计中变换炉（R）内装两段耐硫变换触媒，两段间
22、配有煤气激冷管线，采 用持续换热式来减少温度，控制温度在 393左右。预变换炉温度控制在 240左右。压力设计中是将气体压缩到 3.8Mpa 后送入变换炉。压力对反映化学平衡没有影响，但对反映速率影响明显，在 0.10.3Mpa 范畴内反映速率大概与压力 0.5 次方而成正比，故加压操作可提高设备生产能力。当代甲醇装置采用加压变换可以节约压缩合成气能量，并可充分运用变换气中过剩蒸汽能量。最后变换率最后变换率由合成甲醇原料气中氢碳比及一氧化碳和二氧化碳比例决定。当全气量通过变换工序时，此时规定最后变换率不太高，必要保证足量 CO 作为合成甲醇原料；设计中采用是某些气量变换，别的气量不通过变换而直
23、接去合成， 这某些气体可以调节变换后甲醇合成原料气中 CO 含量，因此通过气体变换率达 90% 以上。催化剂粒度 为了提高催化剂粒内有效因子，可以减少催化剂粒度，但相应地气体通过催化剂床阻力就将增长，变换催化剂适当直径为 610mm，工业上普通压制成圆柱状，粒度55 或99mm。设计中采用催化剂粒度为99mm。2.2.2 NHD 脱硫脱碳(1) NHD 溶剂物理性质和应用性能NHD 溶剂重要组分是聚乙二醇二甲醚同系物，分子式为 CH O(C H O) CH ,32 4n3式中 n=28，平均分子量为 250280。物理性质(25)：密度1.027kg/m3蒸汽压0.093Pa表面张力0.034
24、N/m粘度4.3mPa.s比热2100J/(kg/K)导热系数0.18W/(m/K)冰点-22-29闪点151燃点157应用性能：表 1各种气体在NHD 溶剂中相对溶解度组分HCOCHCOCOSH SCH SHCSH O23223422相对溶解度1.32.86.71002338922270240073300(2) NHD 溶剂吸取机理甲醇生产规定净化气含硫量低，NHD 溶剂脱硫(涉及无机硫和有机硫)溶解度大， 对二氧化碳选取性好，并且，NHD 脱硫后串联 NHD 脱碳，仍是脱硫过程延续。NHD 脱硫脱碳甲醇装置生产数据表白，经NHD 法净化后，净化气总硫体积分数不大于0.1x10-6，再设立精
25、脱硫装置，总硫体积分数可不大于 0.0510-6，满足甲醇生产规定。综上所述，NHD 法脱硫脱碳净化工艺是一种高效节能物理吸取办法。且在国内某些装置上己成功应用，有一定生产和管理经验，本着节约投资、采用国内先进成熟净化技术这一原则，设计采用了 NHD 脱硫脱碳净化工艺。2.3 合成甲醇工艺选取甲醇合成典型工艺重要是：低压工艺（ICI 低压工艺、Lurgi 低压工艺）、中压工艺、高压工艺。甲醇合成工艺中最重要工序是甲醇合成，其核心技术是合成甲醇催化剂和反映器，设计采用用是低压合成工艺。2.3.1 甲醇合成塔选取当前，国内外大型甲醇合成塔塔型较多，归纳起来可分为五种：冷激式合成塔：这是最早低压甲醇
26、合成塔，是用进塔冷气冷激来带走反映热。该塔构造简朴，也适于大型化。但碳转化率低，出塔甲醇浓度低，循环量大，能耗高， 又不能副产蒸汽，现已经基本被裁减。冷管式合成塔：这种合成塔源于氨合成塔，在催化剂内设立足够换热面积冷气管， 用进塔冷管来移走反映热。冷管构造有逆流式、并流式和 U 型管式。由于逆流式与合成反映放热不相适应，即床层出口处温差最大，但这时反映放热最小，而在床层上部 反映最快、放热最多，但温差却又最小，为克服这种局限性，冷管改为并流或 U 形冷管。这种塔型碳转化率较高但仅能在出塔气中副产 0.4MPa 低压蒸汽。日前大型装置很少使用。水管式合成塔：将床层内传热管由管内走冷气改为走沸腾水
27、。这样可较大地提高传热系数，更好地移走反映热，缩小传热面积，多装催化剂，同步可副产 2.5Mpa 4.0MPa 中压蒸汽，是大型化较抱负塔型。固定管板列管合成塔：这种合成塔就是一台列管换热器，催化剂在管内，管间（壳程)是沸腾水，将反映热用于副产 3.0MPa 4.0MPa 中压蒸汽。固定管板列管合成塔虽然可用于大型化，但受管长、设备直径、管板制造所限。在日产超过t 时，往往需要并联两个。这种塔型是造价最高一种，也是装卸催化剂较难一种。随着合成压力增高， 塔径加大，管板厚度也增长。管板处催化剂属于绝热段;管板下面尚有一段逆传热段， 也就是进塔气 225，管外沸腾水却是 248，不是将反映热移走而
28、是水给反映气加热。这种合成塔由于列管需用特种不锈钢，因而是造价非常高一种。多床内换热式合成塔：这种合成塔由大型氨合成塔发展而来。日前各工程公司氨合成塔均采用二床(四床)内换热式合成塔。针对甲醇合成特点采用四床（或五床)内换热式合成塔。各床层是绝热反映，在各床出口将热量移走。这种塔型构造简朴，造价低，不需特种合金钢，转化率高，适合于大型或超大型装置，但反映热不能所有直接副产中压蒸汽。典型塔型有 Casale 四床卧式内换热合成塔和中华人民共和国成达公司四床内换热式合成塔。合成塔选用原则普通为：反映能在接近最佳温度曲线条件下进行，床层阻力小， 需要消耗动力低，合成反映反映热运用率高，操作控制以便，
29、技术易得，装置投资要底等。综上所述和借鉴大型甲醇合成公司经验，（大型装置不适当选用激冷式和冷管式），设计选用固定管板列管合成塔。这种塔内甲醇合成反映接近最佳温度操作线，反映热运用率高，虽然设备复杂、投资高，但是由于这种塔在国内外使用较多，具备丰富管理和维修经验，技术也较容易得到；外加考虑到设计是年产20 万吨甲醇合成塔，塔塔径和管板厚度不会很大，费用也不会很高，因此本设计采用了固定管板列管合成塔。2.3.2 催化剂选用（1） 甲醇合成催化剂通过长时间研究开发和工业实践，广泛使用合成甲醇催化剂重要有两大系列：一种是以氧化铜为主体铜基催化剂，一种是以氧化锌为主体锌基催化剂。锌基催化剂机械强度好.耐
30、热性好，对毒物敏感性小，操作适当温度为350400，压力为 25 32MPa(寿命为 23 年)；铜基催化剂具备良好低温活性，较高选取性，通惯用于低、中压流程。耐热性较差，对硫、氯及其化合物敏感，易中毒。操作适当温度为 220270， 压力为 515MPa(普通寿命为 23 年)。通过操作条件对比分析，可知使用铜基催化剂可大幅度节约投资费用和操作费用，减少成本。（2） XNC-98 甲醇合成催化剂简介：XNC-98 型催化剂是四川天一科技股份有限公司研制和开发新产品。当前已在国内20 多套大、中、小型工业甲醇装置上使用,运营状况良好。用于低温、低压下由碳氧化物与氢合成甲醇，具备低温活性高、热稳
31、定性好特点。惯用操作温度 200290,操作压力 5.010.0MPa。催化剂活性和寿命：在该催化剂质量检查规定活性检测条件下，其活性为：230时：催化剂时空收率1.20 kg/(L.h)250时：催化剂时空收率1.55 kg/(L.h)在正常状况下，使用寿命为 2 年以上。综上所述，催化剂活性、选取性和使用寿命等重要技术经济指标均适合，因此本设计选用四川天一科技股份有限公司研制 XNC-98 型催化剂。2.4 粗甲醇精馏在甲醇合成时，因合成条件如压力、温度、合成气构成及催化剂性能等因素影响， 在产生甲醇反映同步，还随着着一系列副反映。所得产品除甲醇为，尚有水、醚、醛、酮、酯、烷烃、有机酸等几
32、十种有机杂质。由于甲醇作为有机化工基本原料，用它加 工产品种类诸多，因而对甲醇纯度均有一定规定。甲醇纯度直接影响下游产品质量、 消耗、安全生产及生产过程中所用催化剂寿命。因此粗甲醇必要提纯。2.4.1 精馏原理精馏是将沸点不同组分所构成混合液，在精馏塔中，同步多次某些气化和多次某些冷凝，使其分离成纯态组分过程。其分离原理如下：对于由沸点不同组分构成混合液，加热到一定温度，使其某些气化，并将气相与液相分离。因低沸点组分易于气化，则所得气相中低沸点组分含量高于液相中含量， 而液相中高沸点组分含量，较气相中高。若将气相混合蒸汽再某些冷凝下来，将冷凝液再加热到一定温度，使其某些气化，并将气相与液相分离
33、，则所得气相冷凝液中低沸点组分又高于原气相冷凝液。如此重复，低沸点组分不断提高。到最后制得接近纯态低沸点组分。2.4.2 精馏工艺和精馏塔选取甲醇精馏按工艺重要分为三种：双塔精馏工艺技术、带有高锰酸钾反映精馏工艺技术和三塔精馏工艺技术。（1） 双塔精馏工艺甲醇水国内中、小甲醇厂大某些都选用双塔精馏工艺老式主、预精馏塔几乎都选用板式构造。双塔精馏工艺流程见下图。来自合成工段含醇 90%粗甲醇，经减压进入粗甲醇贮槽。经粗甲醇预热器加热到 45后进入预精馏塔。甲醇精馏分 2 个阶段：先在预塔中脱除轻馏分，重要是二甲醚；后进入主精馏塔，进一步把高沸点重馏分杂质脱除， 重要是水、异丁基油等。从塔顶或侧线
34、采出。经精馏甲醇冷却器冷却至常温后，就可得到纯度在 99.9%以上符合国家指标精甲醇产品。1 预精馏塔2 主精馏塔图 1甲醇双塔工艺流程（2） 三塔精馏工艺近年来，许多公司原有甲醇双塔精馏装置己不能满足公司需要。随着生产强化， 不但消耗大幅度上升，并且残液中甲醇含量也大大超过了工艺指标。对公司达标排放甲醇粗甲醇釜液甲醇构成了较大威胁。甲醇三塔精馏工艺技术是为了减少甲醇在精馏过程中损耗，提高甲醇收率和产品质量而设计。预精馏塔后冷凝器采用一级冷凝，用以脱除二甲醚等低沸点杂质，控制冷凝器气体出口温度在一定范畴内。在该温度下，几乎所有低沸点馏分都为气相，不导致冷凝回流。脱除低沸点组分后，采用加压精馏办
35、法，提高甲醇气体分压与沸点，减少甲醇气相挥发，从而提高了甲醇收率。作为普通规定精甲醇经加压精馏塔后就可以达到合格质量。如作为特殊需要，则再通过常压精馏塔进一步提纯。生产中加压塔和常压塔同步采出精甲醇，常压塔再沸器热量由加压塔塔顶气提供，不需要外加热源。粗甲醇预热器热量由精甲醇提供，也不需要外供热量。因而.该工艺技术生产能力大，节能效果明显，特别适合较大规模精甲醇生产。1 预精馏塔2 加压精馏塔3 常压精馏塔图 2三塔工艺流程（3） 双塔与三塔精馏技术比较工艺流程三塔精馏与双塔精馏在流程上区别在于三塔精馏采用了 2 台主精馏塔(其中 1 台是加压塔)和 1 台常压塔，较双塔流程多 1 台加压塔。
36、这样，在同等生产条件下，减少了主精馏塔负荷，并没常压塔运用加压塔塔顶蒸汽冷凝热作为加热源，因此三塔精馏既节约蒸汽，又节约冷却水。蒸汽消耗在消耗方面,由于常压塔加压塔蒸汽冷凝热作为加热源，因此三塔精馏蒸汽消耗相比双塔精馏要低。产品质量三塔精馏与双塔精馏在产品质量上最大不同是三塔精馏制取精甲醇中乙醇含量低，普通不大于5010-6,而双塔精馏制取精甲醇中乙醇含量为40010-650010-6，三塔精馏制取精甲醇纯度可达 99.99%，具有有机杂质相对较少。设备投资三塔精馏流程较双塔精馏流程要复杂，因此在投资方面，同等规模三塔精设备投资要比双塔精馏高出 20%30%。操作方面由于双塔精馏具备流程简朴,
37、运营稳定特点,因此在操作上较三塔精馏要以便简朴。通过上述比较可知，虽然三塔精馏技术一次性投入要比双塔精馏高但是从能源消耗、精甲醇质量上都要优于双塔精馏，因此设计采用三塔精馏工艺。（4） 精馏塔选取精馏塔是粗甲醇精馏工序核心设备，它直接制约着生产装置产品质量、消耗、生产能力及对环境影响。当前惯用精馏塔重要有四种塔型：泡罩塔，浮阀塔，填料塔和新型垂直筛板塔。其各自构造及特点如下：泡罩塔 泡罩塔十多层板式塔，每层塔板上装有一种活各种炮罩。该类型塔塔板效率高，操作弹性大，塔阻力小，但单位面积生产能力低，设备体积大，构造复杂， 投资较大。该塔已经逐渐被其她塔代替。浮阀塔浮阀塔塔板构造与泡罩相似，致使浮阀
38、代替了泡罩及其伸气管。该类型塔板效率高，操作弹性大，操作适应性强，单位面积生产能力大，造价较低。但浮阀 易损坏，维修费用高，安装规定高。当前该塔仍被广泛使用，但有使用逐渐减少趋势。填料塔 填料塔是在塔内装填新型高效填料，如不锈钢网波纹填料，每米填料相称5 块以上理论板。塔总高普通为浮阀塔一半。该塔生产能力大，压降小，分离效果好， 成果简朴，维修量极小，相对投资较小，是当前使用较多塔型之一。新型垂直筛板 新型垂直筛板传质单元，是由塔板开有升气孔及罩于其上帽罩构成。该塔传质效率高，传质空间运用率好，解决能力大，操作弹性大，构造简朴可靠，投资小，板液面梯度小，液面横向混合好无流动传质死区。综上所述，
39、填料塔使用较普遍，技术非常成熟，因此设计选用了填料塔。（5） 生产工艺参数预塔：入塔温度 65，塔顶放空温度 40，预精馏后甲醇比重维持在 0.87，预精馏后甲醇 pH 值宜控制在 8；加压塔：塔底釜液压强0.6Mpa，温度 125，塔顶气体压强 0.6Mpa，温度 122，常压塔：塔顶气体压强 0.13Mpa，温度 67。3 工艺流程3.1 GSP 气化工艺流程GSP 气化工艺过程也重要是由给料系统、气化炉、粗煤气洗涤系统构成。即备煤、气化、除渣三某些构成。固体气化原料被碾磨为不不不大于 0.5 粒度后，通过干燥，通过浓相气流输入系统送至烧嘴。气化原料与气化剂氧气经烧嘴同步喷入气化炉（R10
40、01）内反映室，然后在高温(1400 一 1600)、高压（4.0MPa)下发生迅速气化反映，产生以 CO 和 H2 为重要成分热粗煤气。气化原料中矿物形成熔渣。热粗煤气和熔渣通过反映室底部排渣口进入下部激冷室。冷却粗煤气进入分离器（V1002），从分离器出来气体分为两某些：一某些进入变换炉（R1002），气体出来后进入换热器（E1003），出来气体和此外一某些气体混合后进入水解器，气体出来后入分离器（V1004），从 V1004 出来后去净化工段；而从分离器（V1002）下分离出液体进入分离器（V1003），从 V1003 出来气体通过冷却器（E1002）后，重要为 H2S 去硫回收系统；从
41、 V1003 下分离液体去污水解决系统，解决后水和从E1002，E1003，V1004 出来冷液一起返回气化炉冷激室。气化炉冷激室里渣粒固化成玻璃状，通过锁斗系统排出。污水解决过程是先送入减压闪蒸槽，闪蒸后液体进入沉淀池，沉淀后去浓缩，再去过滤。氧蒸汽原煤蒸汽硫回收冷却水系统去净化污水处理水图 3GSP 气化工艺流程3.2 净化装置工艺流程3.2.1 变换由气化工段送来 3.8MPa(A)，216左右，汽气比为 1.43 水煤气经煤气水分离器（V）和中温换热器（E）温度升高至 240进入预变换炉（R）后提成两某些：一某些进入变换炉（R），变换炉内装两段耐硫变换触媒，二段间配有煤气激冷管线，出变
42、换炉变换气 CO 含量约 6.0%（干），温度为 393左右进入中温换热器（E），温度降为 332，与旁路调节水解气混合进入变换气第一废热锅炉（ E），生产 1.4MPa(A)饱和蒸汽，使变换气温度降至为 208进入变换气第二废热锅炉（E），产生0.5MPa(A)低压蒸汽，出口变换气温度约为 197左右，进入第一水分离器（V），分离出冷凝液去冷凝液闪蒸槽（V），变换气去脱硫再沸器及氨吸取制冷再沸器。自氨吸取制冷系统返回变换气，温度 145，进入锅炉给水加热器（E）后温度降至142，再进入第二水分离器（V），分离出冷凝液去冷凝液汽提塔（T），分离后变换气进入脱盐水加热器（E），加热来自脱盐水站脱
43、盐水，温度降至 35，进入第三水分离器（V），分离出冷凝液去冷凝液汽提塔（T），分离后变换气去脱硫系统。另一某些水煤气进入有机硫水解槽（R）脱硫，出来 240水煤气提成两某些，一某些去调节变换炉出口变换气中 CO 含量，使 CO 含量为 19%（干基）左右。另一某些去发电气加热器（E），温度降至 213，进入发电气废热锅炉（E），产生 0.5 MPa(A)低压蒸汽，出口水煤气温度降至 170，进入第四水分离器（V），分离出冷凝液后进入锅炉给水加热器（E）加热锅炉给水，温度降至 153，再进入第五水分离器（V），分离出冷凝液后进入锅炉给水加热器（E）加热来自热电站锅炉给水，温度降至 123，进入
44、第六水分离器（V），分离出冷凝液后进入脱盐水加热器（E），温度降至 35，进入第七水分离器，分离出冷凝液后煤气（发电气）去送至 NHD 脱硫脱碳工段。来自脱硫系统发电煤气，温度 80，压力 3.57MPa（A），进入发电气加热器（E），温度升至 230，然后去发电系统发电用。由第一水分离器（V）、第四水分离器（V）分离出高温冷凝液和来自氨吸取制冷、脱硫系统冷凝液进入冷凝液闪蒸槽（V），闪蒸出闪蒸气进入冷凝液汽提塔（T），冷凝液由闪蒸槽底部排出直接送至气化工段。由第三水分离器（V）、第七水分离器（V）分离出冷凝液进入冷凝液汽提塔上部，由第二水分离器（V）、第五水分离器（V）、第六水分离器（V）分
45、离出冷凝液进入冷凝液汽提塔中部，汽提塔采用垂直筛板塔，冷凝液闪蒸槽闪蒸出闪蒸气（156，3.0MPa）进入冷凝液汽提塔底部，低压蒸汽进入塔底部进行汽提冷凝液，塔操作压力为0.4 0.5MPa(A)。从塔底排出冷凝液送至气化工段，塔顶排出解析气，送至气化系统火炬。脱盐水站来脱盐水提成两某些，一某些进入脱盐水加热器（E）与变换气换热温度升至 98后分两股，一股脱盐水去热电站，另一股进入除氧器除氧；另一某些进入脱盐水加热器（E）与水煤气（发电气）换热温度升至 98，进入除氧器除氧。除氧器用本工段产生低压蒸汽吹入除氧，除氧后锅炉给水由锅炉给水泵和高、低压给水泵提压，经低压锅炉给水泵升压至 0.65MP
46、a(A)去锅炉给水加热器（E），升温至 153后，一某些去变换气第二废热锅炉（E）产生 0.5MPa(A)低压蒸汽，另一某些去发电气废热锅炉（E）产生0.5MPa(A)低压蒸汽；经高压锅炉给水泵升压到5.60MPa(A)去甲醇合成系统；经低压锅炉给水泵升压到 1.6MPa(A)进锅炉给水加热器（ E），温度升至 135，提成两某些，一某些去硫回收系统，另一某些去变换气第一废热锅炉（ E）产生 1.4MPa(A)蒸汽。0.5MPa(A)蒸汽除一小某些本工段运用外绝大某些与 1.4MPa(A)蒸汽一起送出本工段。蒸汽网脱硫系统脱盐水火炬水煤气锅炉补给水脱盐水脱硫脱碳系统 图 4变换工艺流程3.2.2 NHD 脱硫脱碳来自变换及燃气热回收系统煤气（36