水煤浆气化生产甲醇配套变换工艺与布置探讨
水煤浆气化制甲醇装置变换工段工业运行分析张言村 薛蓓
水煤浆气化制甲醇装置变换工段工业运行分析张言村薛蓓摘要：利用水煤浆气化制甲醇时会有一些副产物，需要对副产物进行反应处理，对于这些工序可以进行变换以达到最优的反映效果以及经济效益，对于装置变换后选择的副产品也可以进行改进，由中压蒸汽变为高压蒸汽虽然前期会增加投入，但是这些投资在一年多就可以收回然后持续产生经济效益，整体来说是值得投入的。
关键词：水煤浆气化；变换；换热网络集成；流程模拟前言：在水煤浆气化制甲醇装置中，一氧化碳变换工段的目的是调整合成气的氢碳比。
粗合成气中的一氧化碳含量和水气比都很高，变换反应和冷却变换气/非变换气放出的热量很大。
有效利用煤制甲醇装置变换工段的工艺余热，是降低煤制甲醇装置能耗的关键点之一。
本文对水煤浆制甲醇装置的变换工艺流程进行计算分析，并利用夹点技术对变换工艺换热网络进行了优化，提出了副产高压蒸汽和低压蒸汽的工艺余热利用方案，并对其可行性和经济效益进行了论证。
1、一氧化碳变换工序简介1.1变换工序的作用1.1.1调整氢碳比使用水煤浆气化制造甲醇其中氢碳元素的理论比为二比一，但是由于反应不充分一般来说工业生产上采用的比例为2.05：1，而在水煤浆气化制造甲醇中调整工序就是为了调整粗合成气中氢气与一氧化碳的比例，水煤浆气化制甲醇的生产反应中，会产生一定量的硫元素以及硫化物，这些硫化物会产生污染造成很大的危害，而变换生产工艺将氢化反应放在后边与将硫化物反应生成无污染无危害的硫化氢，更加安全环保。
1.1.2回收利用工艺余热水煤浆气化制造甲醇的工艺中，气化炉产生的水煤气中的一氧化碳含量偏高，为了满足甲醇合成时的反应配比，需要将一部分的一氧化碳与水蒸气进行催化反应生成二氧化碳以及氢气，在此过程中会产生很多的能量，根据能量转化的原理，降低反应温度可以促进该反应向正方向移动，更容易发生反应生成二氧化碳，但是较低的温度会降低反应速度；而升高反应温度则会提高反应速率，但不利于一氧化碳的转化，所以针对这一反应工序需要合理的安排反应温度，保证反应速率与一氧化碳的转化比率，所以在该工序进行处就需要设计余热回收流程，在调整碳氢比例的同时也能够对余热进行利用，有效的达到节约能源的目的。
水煤浆制备甲醇工艺中的节能减排措施李向东韩龙
水煤浆制备甲醇工艺中的节能减排措施李向东韩龙发布时间：2023-06-15T08:02:26.958Z 来源：《工程管理前沿》2023年7期作者：李向东韩龙[导读] 随着环境保护问题日益凸显，节能减排在煤炭化工中越来越受到重视。
本文主要针对水煤浆制备甲醇工艺中的节能减排措施进行了深入研究和探讨。
通过对现有水煤浆制备甲醇工艺中存在的问题进行分析，从工艺优化、能源管理和排放控制等方面提出了相应的解决措施，希望能够为相关领域提供新的研究思路和参考依据。
陕西延长石油榆林凯越煤化有限责任公司陕西省榆林市 719000摘要：随着环境保护问题日益凸显，节能减排在煤炭化工中越来越受到重视。
本文主要针对水煤浆制备甲醇工艺中的节能减排措施进行了深入研究和探讨。
通过对现有水煤浆制备甲醇工艺中存在的问题进行分析，从工艺优化、能源管理和排放控制等方面提出了相应的解决措施，希望能够为相关领域提供新的研究思路和参考依据。
关键词：水煤浆；制备甲醇；节能减排；工艺优化；能源管理环境保护与发展的双重压力使煤炭化工行业面临严峻的挑战。
如何在保证经济效益的同时，降低对环境的影响，是当前煤炭化工领域亟待解决的问题。
其中，甲醇作为一种重要的化工原料和能源，其生产工艺的节能减排显得尤为重要。
甲醇可以通过多种途径生产，其中水煤浆制备甲醇工艺因其独特的优势在煤炭化工中占有重要地位。
然而，该工艺在实际操作中存在能源消耗大、排放问题严重等问题。
如何在水煤浆制备甲醇工艺中实现节能减排，是当前研究的重要方向。
1水煤浆制备甲醇工艺简介1.1水煤浆制备甲醇的基本原理水煤浆制备甲醇的基本原理主要涉及到几个重要的化学反应过程。
首先，水煤浆中的煤经过气化反应转化为合成气，然后，合成气在催化剂的作用下通过合成反应生成甲醇。
这两个关键步骤决定了水煤浆制备甲醇的基本原理。
气化反应是煤炭化学转化的第一步，可以将固态的煤转化为气态的合成气。
在高温和高压的条件下，煤和水蒸气反应，主要生成一氧化碳和氢气。
水煤浆加压气化制甲醇工艺及经济分析
水煤浆加压气化制甲醇工艺及经济分析摘要：在本研究中，针对当前国内外几种甲醇制备方式进行阐述，并对水煤浆加压气化进行甲醇制备的工艺路线和特点进行分析，提出了使用该工艺的成本构成和经济分析，希望能给相关工作人员提供帮助。
关键字：水煤浆加压气化；甲醇；工艺及经济分析1 国内外甲醇制备的方法分析目前国内外在甲醇制备过程中，根据其生产原料可分为以下几种方式，油头气化制备甲醇，煤头气化制备甲醇以及气头部分氧化制甲醇等多种方法。
而根据甲醇合成方法，可将其分为几下几种：高压，中压以及低压法。
在我国煤是重要的自然能源，我国很多甲醇在生产过程中主要是以煤作为原材料进行甲醇制备，但由于国内甲醇生产厂普遍规模较小，目前最大规模为每天生产两百kt，而且一般来说现有甲醇生产厂成本较高，使其市场核心竞争力降低。
因此为能够提高甲醇生产厂的生产规模，以及开发具有较为先进的甲醇市场供应是当前国内甲醇工业的主要发展方向。
某厂主要以煤作为材料进行甲醇制备，经过多年的生产实践证明，采用水煤浆加压气化的方式进行甲醇制备时，相比其他方法来说，能够生产出质量符合条件的精甲醇产品。
2 甲醇生产工艺路线和特点分析在某厂进行甲醇制备中主要是以水煤浆加压气化的方式，采用国内研发的低压羰基合成方式，利用铜基低压合成催化剂，选择国内研发的绝热管壳式低压低温合成反应器，其合成压力为5.3 MPa，反应温度为250℃，采用国际领先的三塔精馏工艺进行产品精馏过程，能够使最终精甲醇及纯度高于99.99%。
这种方式下生产的甲醇产品质量能够达到美国aa级精甲醇相关生产标准，满足国家有关标准中对于精酿纯优等品的相关制度和要求，其具体的工艺流程如下。
通过德士古气化炉气化进行水煤气的制备，能够通过气化获得水煤气，其压力值为2.75MPa，反应温度为200℃，水气比为1.4，利用废锅换热进行热量回收，能够降低水汽比，使其达到0.36，进入变换炉中在变换炉中完成一氧化碳的变换反应，经过降温之后能够使气体进入有机硫槽中，能够使一部分有机硫转为无机硫，再进入NHD脱硫和脱碳系统中，以去除硫化氢气体和二氧化碳气体，最后经过精脱硫槽，能够使总硫低于0.1 x10-6，进而获得合格的合成气，将其送入联合压缩机中，经过加压使其压力值达5.3MPa，最后需要与循环段中的循环器共同作用下进入甲醇合成塔中制备粗甲醇洗甲醇含量为95%。
浅谈如何优化煤气化制甲醇工艺
０ 引 言
我 国是 资源和 能 源相对 匮乏 的 国家 ，但煤 炭 资源 还是 比较 丰富 的 ，因此 我 国经济 的发 展必 须
建 立 在 以煤 为 主 的 基 础 之 上 。 本 文 结 合 几 家 工 厂
净 化 系 统 阻 力 上 涨 ，变 换 系 统 被 迫 切 气 。 由
Ｄｉｃ ｓ ｎ Ｏｐｔｍ ｉ ａ ｉ ｎ ｏ ｅ ｈ ｎ ＩＦｒ ｍ ｈ ｘ ｃ ａ ｓｆｃ ｔｏ ｏ ｅ ｓ ｓ ｕ ｓｏ ｉ ｚ ｔｏ ｆＭ ｔ ａ ｏ ｏ ｔ ｅ Ｔｅ ａ ｏ Ｃｏ ｌＧａ ｉｉ ａ ｉ ｎ Ｐｒ ｃ ｓ
Ｗ Ａ ＮＧ ｉ Ｘ ＵＥ ｎ ｌ Ｌｅ 。 ｊ ａ ｉ Ｊ
级 标 准 的 精 甲 醇 产 品 。 具 体 过 程 如 图 ｌ 。
醇
图 １ 德 士 古 气 制 甲醇 工 艺 流 程 框 图
２ ２ 变 换 炉 的 操 作 ．
用 于合 成 甲醇 的原 料 气 是 Ｃ Ｏ，变 换 炉操 作 是 进行 甲醇 合成 Ｈ／ （ 尔 比） 控 的重要 手 段 ， Ｃ摩 调
中 的铵 盐 浓 度 较 高 、 度 较 低 时 ， 会 析 出 铵 盐 。 温 就
德 ｛ 古水煤
的实 际情 况 ，对德 士古水 煤 浆气化 制 甲醇 工艺 中
存 在 的 问 题 进 行 了 探 讨 ， 优 化 此 工 艺 流 程 可 以 为 国 家 节 约 更 多 的 能 源 ，降 低 公 司 的 生 产 成 本 。
于变换 气水 冷 器 内部 结 晶物堵 塞 管路 造成 阻力增 大 ，然 后将 气 体 温 度 迅 速 升 高 ，使结 晶物 溶 解 、 熔 化后 ，阻力 消失 。水煤 气 中存 在 的 ＮＨ。和 Ｎ 是产 生 结 晶 的 主 要 原 因 ，同 时 金 属 催 化 剂 催 化 Ｎ： Ｈ 和 发生 反 应 合 成 少 量 的 ＮＨ。 ，从 而使 得 变换 炉 内变换 气体 中氨 含量偏 高 。此 外 ，某些 变 换 工 艺 的汽气 比较 低 ，其 中冷凝 液偏 少 ，冷凝 液
水煤加压气化合成甲醇.ppt
双塔工艺
甲醇
水
1预精馏塔； 2主精馏塔 图2 甲醇双塔工艺流程
三塔精馏
甲醇 粗甲醇
釜液 甲醇
图3 三塔工艺流程 1 预精馏塔 2加压精馏塔 3 常压精馏塔
双塔与三塔精馏技术比较
（1）工艺流程。三塔精馏与双塔精馏在流程上的区别在于三塔精馏 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。这样，在同等的生产条件下，降低了主精馏塔的负荷，并 目常压塔利用加压塔塔顶的蒸汽冷凝热作为加热源，所以三塔精馏既 节约蒸汽，又节省冷却水。
水煤加压气化合成甲醇
CONTENT
工艺路线 路线选择，比较 流程图 设备，原料，价格
工艺路线简介
以煤和焦炭为原料在加压下气化，用水蒸气,空气为气化剂， 通过生产水煤气，再通过水汽变换逆反应和脱除部分二氧化 碳来获得甲醇合成气。
空气
空分 氧
CO2 氢气 氢回收 驰放气
煤气
甲醇
气化 变换 净化 压槽 合成 精馏
Top s<e径向流 7～9 MPa 合
成塔
床层阻力较小, 大型 化的潜力大
床层阻力降低, 塔直 径和壁厚小, 空速和 出口气中甲醇浓度高
缺点
结构复杂, 制作较 困难, 材
结构复杂, 制作较 困难, 材料要求高, 放大较困难
催化剂装卸困难
塔设计加工复杂, 催化剂不能最大限 度地利用
5.0～15.0 Linde 螺旋蛇管 MPa 等温合成塔
设备：水煤浆气化炉
甲醇分离器
换热器
气液分离器
合成塔
价格
先进气化工艺（水煤浆）目前的甲醇生产 成本在1600元/吨左右（煤价480元/吨）。
年产24万吨甲醇GE水煤浆气化工段工艺设计 精品
课题年产24万吨甲醇GE水煤浆气化工段工艺设计第1章设计任务书设计项目以年产24万吨甲醇GE水煤浆气化装置为设计对象，进行相关的工艺设计训练。
设计目的学习和掌握工艺计算的基本方法，通过训练提高工程设计的技能。
设计任务完成多喷嘴对置式水煤浆气化工艺的方案评价；气化系统的物料热量衡算、相关设备计算和投资概算、公用工程计算；画带控制点的工艺流程图、气化炉设备图、气化工段渣水处理系统的设备平面布置图。
基本设计参数煤质元素分析煤的热值（HHV）: 27161KJ/Kg工艺条件1）入炉煤浆t = 50℃ P = 7.0MPa2）氧气的纯度 98% P = 7.2MPa，t=25℃3）水煤浆浓度 61%4）出炉气体温度 t = 1300℃5）气化炉内压力 P = 6.5MPa（其他工艺条件略，详见设计依据）产品质量指标1）生产量年产24万吨甲醇2）碳转化率 97%3）热损失率 2%4) （CO＋H2）干>78%第2章设计指导思想和设计原则1 煤炭气化概述在经济高速发展的今天，节约能源资源，加快建设资源节约型、环境友好型社会，已经成为我国的新国策。
为实现我国可持续发展，做到经济与环境协调发展，必须将更多的精力放在洁净煤技术的研究与开发上，而煤的气化技术则是实现煤洁净利用的关键。
煤炭气化是指煤在特定的设备（气化炉）内，在一定温度及压力下，使煤中有机质与气化剂（如空气、氧气、水蒸汽等）发生一系列的化学反应，将固体煤转化为含有CO、H2、CH4等可燃气体和CO2、N2等非可燃气体的过程。
煤炭气化时，必须具备三个条件，即气化炉、气化剂、供给热量，三者缺一不可。
气化过程反应包括煤的热解、气化和燃烧反应。
煤的热解是指煤从固相变为气、液、固三相产物的过程。
煤的气化和燃烧反应则包括两种反应类型，即非均相气—固反应和均相的气相反应。
煤气化技术的评价主要从气化效率、冷煤气效率、碳转化率和有效气体产率四个方面进行。
气化效率衡量原料（煤和气化剂）的热值转化为可利用热量（煤气的热值和产生蒸汽的热值）的情况，是最常用的评价指标，标志着煤气化技术的能耗高低。
浅谈如何优化煤气化制甲醇工艺
故障 , 各种条 件具备后 , 把 化工材料投 入气化 炉。由经验得知, 气化炉连续投料应具备以下条 件: ! 系统设备运行正常 ; ∀ 气化炉、洗涤塔 氮气置换合格 ; # 气化炉至少有 1 支热电偶能 准确反映炉膛真实温度; ∃ 工艺水系统运行正 常; % 投料前炉温大于 900 & ; ∋ 停车原因查 明并解决。据了解, 上海焦化有限公司自完善该 流程后的 2 a 时间内共开停车 107 次 , 气化炉连 续投料 50 次 , 占 总开停车次数 的 46 73% , 最 短停车间隔 1 95 h, 最长停车时间 8 08 h, 平均 停车间隔 3 7 h 。自从采用了气化炉连续投料操 作, 2 a 来, 减少直接经济损失达 500 多万元。 3 2 完善灰渣锁斗系统工艺 灰渣锁斗系统运行中的问题主要有 : ! 破渣 机和锁斗间的导渣管堵塞; ∀ 破渣机上渣 ( 架 桥) , 致使渣出不来 ; # 锁斗循环泵轴封频繁泄 漏。可用两项工艺措施对锁斗系统进行改造和完 善: 一是将 KV09 阀改为性能 比较可靠 的止回 阀; 二是增设工艺管去渣水处理系统, 用于应急 处理 , 并且在锁斗循环系统发生故障时 , 可代替 KV05 阀管线的功能。 3 3 煤浆管线止回阀的问题 据悉 , 1998 年上海焦化有限公司 2 号气化 炉投料后 10 m in 内系统压力迅速升至 2 5 MP a, 因为操作工在冲洗煤 浆循环管线的 时候错开了 XV03 阀 , 使得炉内高温高压 , 煤气和喷嘴内的 氧气经煤浆管线返流 , 使得气化工艺喷嘴的煤浆 入口三通处瞬间烧穿出一直径约 100 mm 的孔, 而气化炉的安全联锁及时动作停车 , 使得高压氮 气快速封住穿孔, 从而避免了炉内高温煤气的外 喷。为防止发生此类事故 , 日本宇部氨厂于煤浆 管线进入喷嘴前增加 了止回阀 , 但 也产生了弊 端: 一方面加大了煤浆管线阻力, 另一方面不利于 煤浆管线清理。宇部氨厂多年的经验表明 , 只需 及时地清理止回阀就可满足工艺及安全的要求。 3 4 系统机械及仪表的密封水问题 以上海焦化有限公司为例 , 其密封水设计使 用高压工艺冷凝液。此设计能节约投资 , 但也产 生了两个较大 问题: 第一 , 工艺冷凝液 中含粉 尘, 长期在高速运转设备的机械密封上使用将会 磨损运转轴, 造成泄漏; 第二 , 若工艺方面要停 冷凝液泵或者要大幅度地调整工艺操作 , 会造成 仪表指示计的波动。经验表明 , 要保证系统能长
煤制甲醇变换和净化工段流程
煤制甲醇变换和净化工段流程煤制甲醇可是个超有趣的化学过程呢，今天咱们就来唠唠其中的变换和净化工段流程。
一、变换工段。
在煤制甲醇里呀，变换工段可重要啦。
这个工段主要是对煤气进行处理哦。
咱们知道，从造气来的煤气组成成分可复杂啦，有好多一氧化碳呢。
这一氧化碳呀，在变换工段就要发生神奇的变化啦。
这里有专门的变换炉，煤气就会进到这个变换炉里面。
在变换炉里，一氧化碳和水蒸气会发生反应。
这个反应就像是一场有趣的化学反应派对，一氧化碳和水蒸气一见面，就开始相互作用。
反应之后呢，一氧化碳的含量就会降低啦，同时还会产生氢气呢。
这个氢气可是好东西呀，在后面制甲醇的时候可有用啦。
而且哦，在变换工段还得控制温度呢。
就像我们照顾小宠物一样，得给它合适的温度环境。
如果温度不合适呀，这个反应就可能不好好进行啦。
所以这里有专门的温度调节装置，让反应能在最佳的温度条件下进行。
这样出来的气体呀，就比较符合后面工段的要求啦。
二、净化工段。
净化工段那也是相当厉害呢。
在经过变换工段之后，气体虽然有了一些改变，但是还是有不少杂质呢。
净化工段就像一个超级清洁小卫士一样，要把这些杂质都给清除掉。
这里面首先要做的就是脱硫啦。
硫这种东西在煤气里可不好，就像调皮的小捣蛋鬼。
要是不把它除掉，后面的设备可能就会被它搞坏呢。
有专门的脱硫装置，通过化学反应把硫给抓出来。
这样气体就变得干净一些啦。
除了脱硫，还要脱碳呢。
二氧化碳在煤气里也不少，得把它也弄出去。
有不同的脱碳方法，像是物理吸收法或者化学吸收法。
这就像是给煤气做了一场大清洁，把二氧化碳这个小麻烦给解决掉。
在净化工段，还得去除其他的一些微量杂质，像一些金属杂质呀之类的。
这些微量杂质虽然少，但是也可能会影响到后面制甲醇的质量呢。
就像一点点小沙子混在大米里，虽然少，但也得挑出来呀。
这里就会用到一些特殊的净化剂，把这些微量杂质吸附掉，让气体变得超级纯净。
经过这两个工段之后呀，气体就可以更好地进入到后面制甲醇的工段啦。
水煤浆制气过程中气化炉气体变换工段的优化研究
水煤浆制气过程中气化炉气体变换工段的优化研究摘要：本文对水煤浆制气过程中气化炉气体变换工段进行了优化研究。
首先，分析了气化炉气体变换工段的工作原理和影响因素，发现气化炉煤气输出温度、煤气流量、炉内压力等参数对气体变换效率有重要影响。
然后，针对这些影响因素，提出了优化措施，包括优化气体分布、增加气体反应时间、改善气化炉结构等。
最后，通过数值模拟和实验验证，证明了所提出的优化措施可以有效提高气体变换效率和产气量，具有一定的实际应用价值。
关键词：水煤浆制气、气化炉、气体变换、优化措施、产气量引言水煤浆制气作为一种新兴的清洁燃气技术，已经得到了广泛的关注和研究。
然而，在水煤浆制气过程中，气化炉气体变换工段作为一个关键环节，其效率的提升对于整个制气过程的稳定运行和高效产气具有重要意义。
本文针对气化炉气体变换工段进行了优化研究，提出了一系列有效的优化措施，并进行了数值模拟和实验验证。
这些措施不仅可以提高气体变换效率和产气量，同时具有一定的实际应用价值。
一水煤浆制气工艺概述及气化炉气体变换工段的作用水煤浆制气是一种以水煤浆为原料，通过气化反应将煤转化为燃气的清洁燃气技术。
相比于传统的燃煤发电和钢铁制造等工业过程，水煤浆制气能够有效降低二氧化碳等有害气体的排放，具有较高的环保性和经济性。
气化炉是水煤浆制气过程中的关键设备，其主要作用是将水煤浆在高温下进行气化反应，生成燃气。
气化炉通常采用两段式设计，即在气化炉中分为两个燃烧区，分别是上部的煤气化区和下部的煤燃烧区。
煤气化区是水煤浆进行气化反应的主要区域，其产生的煤气在煤燃烧区内进行完全燃烧，以保证炉内温度的稳定。
在气化炉中，气体变换工段是气化反应的关键环节之一。
气体变换是指将气体中的一种或多种组分转化为其他组分，例如将CO和H2O反应生成CO2和H2。
气化炉气体变换工段的作用是提高煤气的质量，使其更适合用作燃料和化工原料。
气化炉气体变换效率的高低直接影响到水煤浆制气过程的稳定运行和高效产气。
水煤浆气化装置布置和管道设计探究
水煤浆气化装置布置和管道设计探究
邢志田（惠生工程（中国）有限公司，河南 郑州 450018）
摘 要：水煤浆气化装置布置以及管道的合理设计，有利于节能减排，减少能耗浪费，节省成本，提高经济效益。文章主要探究水 煤浆气化装置布置的合理性及输送不同类别介质的管道设计。目前中国的能源主要是煤、天然气和石油。其特点是煤丰富、石油 和天然气短缺。根据我国能源的这种结构特点，我们应当充分利用煤炭资源，弥补其他能源不足的缺陷，实现能源多元化。 关键词：水煤浆气化装置布置；管道设计；节能
气的助燃特性，该管道遇上可燃气体时，氧气管道要主动把内
侧高层的管架位置让出去。以不锈钢为材料的氧气管道，费用
较高，因而从节省成本的方面考虑的话，该管道在设计是应尽
可能简单 ，尽可能少用弯头。并且要与其他管道保持距离
（500mm 以上），另外可采用 6 毫米以上的铜芯软绞线连接管廊
立柱的方式进行防静电干扰。
黑水、灰水中含有的固状物比较多，在运行一段时间之后， 固体颗粒在管道结垢，造成堵塞。基于该情况，在进行黑、灰水 管道设计时，要把支管置于总管的上方，在这些支管里，设置清 洗系统，减少污垢堆积造成堵塞，另外，支管的切断阀要尽量靠 近主管。 3.2 氧气管道设计
氧气管道的需架空敷设，支管需从管道上方接入。由于氧
气化炉的原料主要是通过煤浆管道运输的。由于材料粘 度大，流速慢，沉积多，腐蚀性强，管道若没有任何保护措施话， 很容易会磨损，生产的安全、效率都不能保证。对此，笔者认为 磨煤机到煤浆槽这段管道要有所倾斜，如果想要效果更佳就采 用大半径（R=5D）弯头或弯管。另外，想要整体管道占地空间 缩小，那么就要尽可能地减少各支管的长度，但同时也要保障 管道的畅通，防止管道中出现液袋。由于气化炉到高压煤浆泵 之间的管道连接较长，并伴随着由煤浆泵的隔膜活塞泵产生的 震动，管道设计需考虑震动。 3.5 事故火炬管道设计
水煤浆气化制甲醇装置变换工段工业运行分析
水煤浆气化制甲醇装置变换工段工业运行分析摘要：在本研究中通过对水煤浆气化制甲醇装置变换工段的实际生产情况，通过选择合适的加工工艺，确定最佳的全气量变换方案，能够比较变换催化剂，最终选择耐硫变换催化剂，通过工厂运行结果发现，针对水煤浆气化制备甲醇装置变换工段选择全气量变换，这种方案是切实可行的。
在设备运行过程中变换炉的入水口/气为0.55，而入口温度为230℃，床层热点温度低于460℃，整体的设备运行情况比较稳定，且没有产生甲烷副反应，基本能够满足有关行业对于甲醇的生产标准。
关键词：水煤浆气化；甲醇；装置；变换工段；工业运行在本研究中，我们以某化工企业作为研究对象，该企业甲醇装置选择煤作为原材料，水煤浆气化之后接入一氧化碳耐硫变换，低温甲醇洗，脱硫，脱炭，精脱硫，甲醇这一工艺流程。
由于变换压力，高原材料中的一氧化碳体积分数变化较大，水气比高，同时当采用低硫煤进行生产时，其中的硫化氢相对质量分数较低。
因此，目前该化工企业在甲醇装置变换工序过程中，针对如何进行工业流程优化，选择合适的反应催化剂，防止处于低硫状态下催化剂反硫化或者出现甲烷化副反应的问题。
在本研究中甲醇装置变换工段选择耐硫变换催化剂，经过多次启、停车，在运行过程中调整负荷，保证耐硫变换催化剂床层热点温度和压力差不变，床层的出口位置一氧化碳指标能满足相应的生产工艺需求，当前该装置已经运行持续五年时间，本研究将深入探讨水煤浆气化制甲醇装置的运行情况。
1 选择变换工段工艺流程方案的优化确定。
通过研究发现，在比较多种工艺时最终该化工企业选择全气量变换方案，主要是由于在变换工段时中部进气副线，炉外副线，在实际生产中比较容易调节，主要是由于在生产之前需要控制进口水气比和温度，在中后期阶段中需要提高水气比，尽可能降低进气量，延长催化剂的使用时间，增加中部进气管线能够在导气和硫化过程中有效控制催化剂的床层温度，防止出现超温的问题。
催化剂反硫化问题。
在硫化过程中使用钴钼催化剂时具有较高的催化活性，且随着原材料中硫化氢气体的增加，催化剂的活性也会显著提升，因此对于原材料中硫化氢含量没有具体要求，但该催化剂活性物质中要求硫化氢气体存在水解平衡。
GE水煤浆气化工艺改进探索
2019年10月GE 水煤浆气化工艺改进探索任壮壮胡宏（陕西延长石油榆林凯越煤化有限责任公司，陕西榆林719000）摘要：GE 水煤浆气化工艺在现代化的油气生产上被很大程度的使用，它的主要内容包括气化炉、高压闪蒸系统、气化炉、激冷水系统、煤浆传输系统、除氧器等，每个环节的分工不同，所以想要对GE 水煤浆气化工艺进行改进，就必须首先明确各个装置的主要作用，才能够有针对性对的对它们实施改进措施，从能改进GE 水煤浆的气化工艺。
关键词：水煤浆；气化工艺；改进GE 水煤浆气化技术实质上是一种湿法气流床气化工艺，主要是把煤或者是由等固体化合物转会为水煤浆或者水焦浆，然后再加入注熔剂、添加剂等来帮助形成浆状物，然后再进行加压之后和纯氧一起进入到喷嘴内经过混合雾化在1300摄氏度到1400摄氏度的气化炉内进行火焰型的催化氧化反应。
1GE 水煤浆的气化技术概况目前GE 气化技术目前在在是世界上得到了了许可的企业有69家，其中有42家在中国，是目前应用范围最为管饭的煤气化技术之一，煤种的适应性比价的强、碳的转化率比较高，非常适合用作化工材料，操作比较稳定，废气处理起来也比较的方便中国的有关可研部门经过多年的研究，已经大体的掌握GE 煤浆气技术，能够设计出大型的工业化装置，技术支撑率比较的高，生产的经验越多、风险就越少。
中国在未来的GE 水煤浆气化工艺的发展中，还有很大的前进空间。
2对GE 水煤浆的气化工艺进行改进水煤浆技术还不是很成熟，需要在安全性、实用性等方面进行改进，逐步的提升烧嘴的性能、提高耐火砖的手民以及更新激冷室的内件等，特别是在安全性能方面等进行较大程度的改进。
具体的改进措施如下：2.1对氮气的吹扫系统进行配置为了实现在开工、停工和故障的情况下保证气化炉的安全，应当利用超高压氮气技术对气化炉的露天氧气管线和煤浆管线进行保护，并且对氮气吹扫体系的配置，可以增加从氮气缓冲罐到中心氧的吹扫管线之间的距离，一般来说一个氮气吹扫罐提供三台气化炉氧气管线进行吹扫。
水煤浆气化工艺中的问题与改进探究
3171 水煤浆气化装置概况1.1 装置简述中海石油华鹤煤化有限公司在合成氨的年生产量可以达到30万吨，尿素则可以达到52万吨，在气化装置方面，选用了GE公司关于水煤浆的加压气化技术，完整的气化装置总共包含制浆、气化以及后续对渣水进行处理的三套系统。
1.2 装置运行情况概述需要注意的是，中国海油的首套煤气化装置便是该气化装置，但是系统也存在以下主要问题：1）煤仓在运行中会经常出现煤被堵住的现象，料机皮带也会因为煤量的原因造成毁损，导致磨煤机的入料管线发生堵塞的现象，在共同作用下导致煤浆的最终输入量与标准要求相差甚远，而气化炉也经常需要被迫进行减负荷。
2）磨煤机筒体螺栓存在严重漏浆问题，环境受到污染，同时将煤浆流入磨煤机的小齿轮轴承中，难以把持其原有的使用期限。
3）当地煤成分掺杂较多杂质，由于烧嘴压差较低而使气化炉联锁停车高达十几次。
4）在采取比较长的激冷水系列管线的时候，极易造成停车备炉在清洗与检修的过程中无法对断口进行清理，同时热量运行不够充分，运行周期大大缩减。
2 气化系统的改良2.1 工艺烧嘴的改良工艺烧嘴原先将36 m/h作为设计值煤浆流量，并且进行了限定。
由于尿素产量有较高需求，使得气化炉不断增加负荷。
为了保障生产的顺利进行，在原有的气化炉供氧量的基础之上进一步的加强，对于环氧环隙尺寸也进一步的扩大，这样使得外环氧流量与气化炉的负荷量得到增加，负荷也达到了38 m/h。
2.2 激冷水管线的改良激冷水系列的管线长度较长，后管线通常在运行一个周期之后出现结垢，停车备炉在结垢之后很难进行彻底地清洗，运行周期得不到保证。
针对这个问题，在激冷水泵的出入口管线上增设1.5m的短节，在进行清洗时可以将短节进行拆除，这样既能对激冷水系列管线进行彻底的清理，同时也能保障激冷水量和气化炉在很长的一段时期内保持着稳定的运行效果。
2.3 煤浆管线高压吹扫氮气管线的改良针对原有的煤浆管线氮气在进行吹扫的过程中极易切断阀，这是由于限流的孔板内径过于狭小，最终造成煤浆管线氮气发生燃烧或是爆照的现象。
煤制甲醇变换工段研究现状
煤制甲醇变换工段研究现状
煤制甲醇变换工段是将煤作为原料，经过一系列的化学反应和分离过程，制得甲醇的工艺过程。
目前，煤制甲醇变换工段的研究重点主要集中在以下几个方面：
1. 催化剂的研究
催化剂是煤制甲醇反应的关键。
目前，常用的催化剂有铜系催化剂、锌系催化剂和铬系催化剂等。
其中，铜系催化剂因其活性高、寿命长等优点，被广泛应用于煤制甲醇反应。
2. 反应工艺的改进
为提高甲醇的产率和纯度，目前的煤制甲醇工艺一般采用了联合产物分离和重整技术等，以优化反应条件和提高反应效率。
3. 能源利用的优化
煤制甲醇反应需要大量的热能和电力支持，为了实现能源利用的高效化，近年来研究人员逐渐将太阳能、生物质等可再生能源引入煤制甲醇变换工段。
4. 产物应用的研究
甲醇是一种重要的有机化学原料，能够制造合成树脂、合成橡胶、合成涂料等，因此，研究人员还在探索煤制甲醇的应用领域，以推动其在工业领域的应用和产业化进程，最大程度地利用煤资源。
煤制甲醇变换工段研究现状
煤制甲醇变换工段研究现状
一、基础研究
在煤制甲醇的基础研究中，研究人员通过实验和理论计算等手段，不断深入探索煤炭气化、甲醇合成等关键步骤的机理和影响因素。
研究人员发现，催化剂的性能、反应条件、反应器设计等因素对煤制甲醇的效果有重要影响。
通过优化这些因素，可以提高甲醇的选择性和产率。
二、催化剂开发
催化剂是煤制甲醇过程中的核心要素之一。
研究人员通过改变催化剂的组成、结构和制备方法等方面，不断提高其催化活性和稳定性。
目前，常用的煤制甲醇催化剂包括铜基、锌基和铝基等金属催化剂。
研究人员还通过改变催化剂的形貌和掺杂其他元素等手段，进一步提高催化剂的性能。
三、工艺优化
煤制甲醇的工艺优化是提高甲醇产率和能源利用效率的关键。
研究人员通过改变反应器的结构、气流分布和传热方式等方式，优化反应条件，提高甲醇的选择性和产率。
此外，研究人员还通过改变原料配比、提高气化效率等措施，降低生产成本和环境污染。
总结起来，煤制甲醇变换工段的研究现状主要集中在基础研究、催化剂开发和工艺优化等方面。
通过深入研究和创新，可以提高煤制
甲醇的效率和环保性能，推动煤炭等碳基资源的高效利用。
未来，我们还需要进一步研究和发展煤制甲醇的新技术和新工艺，为能源转化和碳减排做出更大贡献。
煤制甲醇变换工段实习目的原理以及内容范文
煤制甲醇变换工段实习目的原理以及内容范文煤制甲醇变换工段实习心得嘿，伙计们！今天咱们聊聊那个既古老又现代的工场——煤制甲醇变换工段。
这可是个技术活，得有两把刷子才能玩得转。
别急，听我慢慢道来。
这个工段啊，就是咱们将煤炭变成“液体黄金”甲醇的魔法棒。
简单来说，就是让煤炭在高温高压下发生化学反应，变成甲醇。
这个过程可不简单，得有火眼金睛般的观察力和灵活的手，还得有点化学小聪明。
说到观察力，那是必须的。
就像侦探一样，你得时刻注意那些小小的变化，比如温度、压力这些关键参数。
一旦发现不对劲，就得立刻采取行动，就像游戏里的冒险家遇到危险，得迅速应对。
再说说手吧，这可是咱们的得力助手。
在变换工段里，你得像魔术师一样，巧妙地操控阀门、泵和管道。
这可不是闹着玩的，一不小心搞砸了，后果不堪设想。
所以啊，得练就一双巧手，能稳稳地握住那些复杂的设备，就像武林高手一样。
当然啦，化学知识也是不能少的。
你得了解煤炭是怎么变成甲醇的，知道哪些化学物质会起反应，哪些情况下要特别小心。
就像是学习一门新语言，得先掌握基础词汇和语法规则。
再来说说安全意识，这可是咱们的生命线啊！在变换工段里，安全第一，预防为主。
你得时时刻刻提醒自己，遵守操作规程，不放过任何一丝安全隐患。
就像玩游戏时，要随时注意游戏提示，避免掉坑里。
最后说说团队合作。
在这个大家庭里，一个人的力量是有限的，但团结就是力量。
大家互相帮助，共同解决问题，就像篮球场上的队友们，一起努力赢得比赛。
煤制甲醇变换工段是个充满挑战的地方。
但只要你有火眼金睛般的观察力，灵活的手，扎实的化学知识，以及高度的安全意识和团队精神，就能在这里大显身手，成为真正的“魔法师”。
好啦，今天的分享就到这里。
如果你也对煤制甲醇变换工段感兴趣，或者想了解更多关于化工领域的知识，记得关注我哦！我们下次再见！。
shell煤气化制甲醇项目中变换装置运行总结
shell煤气化制甲醇项目中变换装置运行总结煤气化制甲醇项目中变换装置是煤气化变换工艺中关键设备之一，负责将原料中的气态碳氢化合物变换为甲醇。
在煤气化制甲醇项目中，变换装置的正确运行至关重要，决定了产品的质量和周转率。
本文总结了煤气化制甲醇项目中变换装置运行的主要内容。
首先，在煤气化制甲醇项目中，变换装置运行需要经历以下几个主要步骤：①料仓投料：变换装置前面的料仓中放入煤分子筛精选出的原料，根据选料工艺确定给定的变换装置运行温度、压力等参数。
②预热：将原料预热至运行温度，以保证正常变换工艺和产量。
③变换反应：在设定的变换反应温度下，采用变换催化剂，让原料中的气态碳氢化合物发生气化变换反应，产生所需的甲醇。
④自由度控制：通过调节模块泵和调节阀来控制变换装置的运行状态，保证产品中各元素的比例正确。
⑤常规操作：定期检查变换装置的工作状态，定期处理变换催化剂。
此外，煤气化制甲醇项目中的变换装置运行有若干注意事项，以下是一些操作要领：①生产前，首先要进行变换装置的检查，确保设备的结构处于良好的状态。
②变换装置的运行要求必须清楚，要按规定的操作程序和参数进行操作，以免拉高产品甲醇质量。
③在运行过程中，要及时检查变换催化剂，如果有变化，要及时处理。
④变换过程中，必须按照规定的程序调节出指定的甲醇产品。
⑤在生产过程中，应定期检查仪表的指标，注意防止异常情况的发生。
此外，在煤气化制甲醇项目中，变换装置运行还要注意安全操作，一旦发生异常，要及时处理。
安全操作主要包括：①使用专业的安全工具加固变换装置，建议出厂使用螺母固定。
②在料仓投料过程中，操作人员要按照规定严格施工，并及时观察现场，减少安全风险。
③操作变换装置时，避免接触机器的移动部分以及高温部分，以免造成严重的意外。
总之，煤气化制甲醇项目中，正确且安全的运行变换装置至关重要，只有安全运行变换装置，才能确保甲醇的质量，提高经济效益。
煤制甲醇气化相关工艺探讨梅亮
煤制甲醇气化相关工艺探讨梅亮发布时间：2021-09-26T02:33:00.068Z 来源：《中国科技人才》2021年第18期作者：梅亮[导读] 随着煤制甲醇技术研究的逐步深入，煤制甲醇气化相关工艺成为新的问题。
中国中煤能源集团有限公司煤化工事业部北京 100120摘要：随着煤制甲醇技术研究的逐步深入，煤制甲醇气化相关工艺成为新的问题。
传统工艺技术已经无法满足时代需求与企业经济利润需求，必须积极引入各种可辅助生产的新型工艺，不断提升甲醇实际生产效率，满足实际需求。
文章基于此，针对煤制甲醇气化相关工艺问题进行了分析和探讨。
关键词：煤制甲醇；气化工艺有调查数据指出，我国2014年的煤炭残联是38.4亿t/a，国内75％以上的电力均有煤炭燃烧提供。
这一调查结果充分表明，在我国电力资源中，煤炭是最主要的利用资源，也是国家必须重视的一类资源。
煤炭不仅可为电力系统源源不断提供能量，还可在工业生产以及家庭生活中提供相应热量。
煤炭燃烧可制作甲醇，而甲醇是一种可在多个领域中应用的生产资源。
但随着煤炭资源的大量使用，人们发现煤炭资源逐步减少，煤炭价格日益升高。
为改善这一情况，提升甲醇生产效率，降低甲醇生产成本，在现有技术基础上不断研发各种新型技术是非常有必要的。
清洁煤技术是近年来发展速度较快、颇受国内外认可的新型技术，这一技术地方问世促进了甲醇制作工艺的创新与改善，也标志着国内大型煤炭转化逐步扩张改革，而煤制甲醇技术则是具有代表性的成果之一。
现今，我国多数大型能源集团均在煤制甲醇这一领域中进行工程示范，譬如神华集团。
随着煤制甲醇技术研究的逐步深入，煤制甲醇气化相关工艺成为新的问题。
传统工艺技术已经无法满足时代需求与企业经济利润需求，必须积极引入各种可辅助生产的新型工艺，不断提升甲醇实际生产效率，满足实际需求。
1?工艺选择原则气化相关工艺的实际选择情况，会对甲醇生产效率、甲醇生产系统运行造成直接影响。
所以，选择相应的工艺时，必须做好相关把控工作，第一，保证工艺的安全环保性，这与煤炭燃烧气化期间会有大量废气、废渣形成存在直接关系，且这一类产物大多不好处理。
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水煤浆气化生产甲醇配套变换工艺与布置探讨
摘要近年来随着我国经济社会的发展，我国资源结构不平衡的状况越来越严重。
再加上国际原油价格变化异常，对我国的能源安全造成一定的威胁。
经过多年的研究实践，我国掌握了比较成熟的煤化工技术，能够将丰富煤炭资源进行煤化学加工处理来利用，其中应用比较广泛分就是利用水煤浆气化生产甲醇技术。
在煤制甲醇的工艺中最重要的工序就是配套变换，通过配套变换能够优化煤气中氢气和一氧化碳的比例。
这里对煤制甲醇的配套变换工艺以及相关设备的布置方案进行探讨。
关键词水煤浆气化；变换装置；工艺；设备布置
1 工艺流程概述及分析[1]
1.1 主工艺流程概述
变换工艺采用了部分耐硫变换流程：来自煤气化的粗煤气一部分经废热锅炉降温、分离冷凝液后进入变换炉参与变换反应，而另一部分粗煤气作为调节气，直接经过废热锅炉降温、分离冷凝液后与变换气混合，通过控制进变换炉和旁路的流量分配来满足甲醇合成对氢碳比的要求。
分离出冷凝液的变换气经洗涤水洗掉变换气中的氨后送至低温甲醇洗工序。
1.2 工艺流程分析
一氧化碳变换反应为放热反应，反应热量大，为最大限度地回收热量和减小循环水的消耗、减少能耗，需根据系统余热来副产不同等级蒸汽以及预热锅炉给水、脱盐水等。
变换单元采用一段绝热变换即可满足甲醇合成氢碳比的要求，变换核心反应设备并不复杂，但配套余热回收的各类换热器、废热锅炉则比较复杂，其设备数量占变换单元总设备数量的60%以上。
这是水煤浆气化工艺生产甲醇配套变换单元的显著特点。
2 工艺设备布置特点
2.1 传统布置方案
针对本项目工藝流程特点，设备布置采用双系列对称布置，辅助公用工程采用单套共用。
以单系列为例，简述传统变换布置方案。
见图1。
单系列占地面积为60m×40m，北侧为钢结构框架区，包含管廊区和钢结构平台。
管廊区为三层，宽10m，作为变换单元与外部的联系通道。
钢结构平台层高为EL5.5m，宽9m，布置了部分换热器。
也作为变换炉、洗氨塔的操作平台。
南侧为地面区，布置有废热锅炉、水分离器。
由地面生根的钢结构框架支撑消音器和放空筒。
2.2 传统布置方案存在的问题
（1）由于粗煤气处理量大，因此变换系统工艺气管线管径大，最大为DN900，最小也为DN600。
且管道多为厚壁Cr-Mo合金钢及奥氏体不锈钢。
传统变换布置采用了流程化布置方式，根据主工艺流程顺序依次布置工艺设备。
由于工艺流程较长，设备众多。
因此传统布置方案占地较大，管道长。
投资较大；
（2）变换炉操作检修不便。
变换炉是变换单元的核心设备，在开车之前需要装填催化剂并升温硫化，催化剂失效时需卸除催化剂并更换，装置正常运行时变换炉进出口的温度、压力参数是外操人员在巡检时需要重点关注的参数。
由此可见，在设备布置时应给变换炉操作检修预留足够的空间。
传统布置方案中是将变换炉布置在框架内，变换炉周边布满了管道和阀组，因此给装置开停车时催化剂的装卸及正常运行时巡检都带来了很大的不便；
（3）变换装置在开车运行过程中，发现易产生冷凝液的奥氏体不锈钢工艺气管线多处出现裂纹，多处焊缝或支管连接处出现工艺气泄漏现象，管材腐蚀问题突出，并且存在重大安全隐患；
（4）由于废热锅炉布置在地面上，废锅顶部的安全阀只能就近布置在废锅顶部平台上。
由于安全阀排放介质为高温蒸汽，且对空排放，在装置运行过程中安全阀起跳具有随机性，在排放过程中对装置内操作巡检人员的安全都存在潛在的隐患；
（5）装置内有两台蒸汽放空消音器就近布置在废热锅炉附近，在开车阶段或运行异常工况下，大量蒸汽需要通过消音器外排。
噪音较大，对工作人员身心健康造成不利的影响。
2.3 改进布置方案
为解决变换工艺气管线低点积液问题及消除废热锅炉顶部安全阀、消音器的安全隐患，并适当缩减占地，对图1设备布置图方案进行优化。
见图2。
根据变换单元特点，主工艺设备主要分为二大类：第一类是立式设备，包括变换炉、水分离器、洗氨塔等；第二类是卧式设备，包括废热锅炉、锅炉给水加热器、卧式储槽等。
由于变换系统操作压力较高，因此大多数换热器壳体都为全焊接形式，因而不需要预留抽芯检修的空间。
只需要预留换热器封头人孔的操作空间即可。
结合工艺流程和换热设备特点，并遵循同类设备适当集中布置的原则，在传统布置方案钢结构框架上新增加一层EL9.00m楼面，用于布置原方案放置在地面上的废热锅炉。
该楼层南侧外挑3m，扩大楼面上管道布置及操作检修的空间。
将原方案穿过框架楼面的变换炉、第二水分离器、洗氨塔移除至框架南侧。
立式设备成组成排布置布置在框架南侧的地面上。
立式设备根据操作检修要求设置圆形平台及直爬梯。
通过优化布置方案，改进后的布置方案有以下优点：
（1）采用框架式集成布置，充分利用空间，节约占地，操作检修相对集中。
节省管道、电缆等材料。
（2）变换炉操作、检修都很方便。
变换炉南侧为空地，方便车辆通行。
立式设备成组布置在一条线上，整体紧凑美观。
（3）将废热锅炉的支撑标高抬高到EL9.00m楼面后，废热锅炉底部管口便高于水分离器的入口管口，工艺气管线自废锅底部引出后“步步低”接入水分离器的入口。
经过废锅换热冷凝下来的工艺冷凝液可以顺流进入水分离器，不会造成“积液”现象。
3 结束语
针对水煤浆气化生产甲醇配套变换装置传统布置方案存在的弊端，本文通过改进布置方案，消除了安全隐患，并从源头杜绝了工艺冷凝液的“积液”带来的局部腐蚀加剧问题，为变换装置的长周期安全稳定运行打好良好基础。
参考文献
[1] 孙铭绪，赵黎明，林彬彬等.水煤浆气化生产甲醇配套变换工艺[J].化学工程，2011，39（11）：99-102.。