甲醇工艺流程介绍

去 焦 炉 气
去硫回收
脱 硫 塔
闪蒸槽
换热器
富液分离槽 再 生 塔
换热器
煮 沸 器
水冷器
贫液泵II
贫液泵I
溶液流程
从脱硫塔底部出来的NHD富液（2.6MPa，29.4℃）经过出 口的调节阀减压至 0.8MPa(G) ，进入闪蒸槽，闪蒸出溶解的 CO 、H2、 CH4 、CO2 。闪蒸气送往压缩工段，经原料气压缩 机加压后与原料气混合送至脱硫塔入口。 闪蒸后的 NHD 富液（ 0.8MPa ， 30℃）进入贫富液换热器 I ，与贫液换热后温度为 80℃，进入富液分离槽分离出其中的 气相，闪蒸气进入再生塔，经过分离的NHD富液进入贫富液 换热器II与出再生塔的贫液进行换热，富液被加热到130℃进 入再生塔，进行减压加热再生。再生后为 NHD 贫液为 147℃ 、0.09MPa（G）进入贫富液换热器II与富液换热，出换热器 100℃的贫液进入贫液泵I加压至0.5MPa(G)，加压后的贫液进入贫富液换热器I ，出换热器的贫液被冷却到50℃，贫液进入贫液水冷器被新鲜水冷却到25℃。 贫液进入贫液泵II加压，进入脱硫塔上部。
脱 硫 焦炉气 塔
分 离 器
铁 钼 转 化 器
氧 化 锌 槽 去转化
氧 化 锌 槽
氧 化 锰 槽
氧 化 锰 槽
氧 化 锰 槽
原料气流程
从压缩工段来的40℃、2.65MPa（A）的焦炉气，与NHD溶液在脱 硫塔内充分接触，焦炉气中的无机硫（ H2S ）和大部分有机硫溶解于 NHD溶液中从脱硫塔顶部出来，此时焦炉气总硫含量为95 mg/Nm3，其 中无机硫为0.1514 mg/Nm3，其余为有机硫。经过气液分离器分离出焦 炉气夹带的液体后送往转化工段，在加热炉中进行预热，温度达到 350℃，返回脱硫工段进行干法脱硫，焦炉气首先通过装有铁钼加氢转 化催化剂的铁钼加氢转化器，在转化器中有机硫在催化剂的作用下与其 中的氢气反应转化成无机硫H2S，而后焦炉气进入装有锰矿脱硫剂的锰 矿脱硫槽，焦炉气在通过锰矿脱硫槽时与锰矿充分接触，焦炉气中的大 部分 H2S 与锰矿中的 MnO反应，出口焦炉气中的总硫含量可以达到 3~5 mg/Nm3，焦炉气进入装有氧化锌脱硫剂的氧化锌脱硫槽 与氧化锌脱硫 剂充分接触，焦炉气中的各种形态的硫与氧化锌反应生成ZnS，其出口 的总硫含量小于0.1ppm，经过干法脱硫的350℃、2.40MPa（G）焦炉气 送往转化工段进行转化。
脱硫工段
脱硫的主要任务是脱除焦炉气（CO：6.20，CO2： 2.20 ， H2 ： 58.48 ， CH4 ： 26.49 ， N2 ： 4.00 ， Ar ＋ O2 ： 0.60 ， H2S ： 250mg/m3( 标 ) ， COS ： 250mg/m3( 标 ) ， CmHn：2.00）中硫（主要包括无机硫和有机硫），使其 能够作为转化的原料气，脱硫工段由湿法脱硫和干法脱 硫两部分组成。 湿法脱硫选用NHD（聚乙二醇二甲醚）溶液。NHD 脱硫是一种物理吸收。主要原理是NHD在常温下可选择 性吸收 H2S 气体，并能吸收其中的大部分有机硫，以减 轻干法脱硫的压力。
本工艺任务为：将焦炉气（CO：6.20，CO2：2.20，H2： 58.48，CH4：26.49，N2：4.00，Ar＋O2：0.60，H2S： 250mg/m3(标)，COS：250mg/m3(标)，CmHn：2.00）通过气 体脱硫除去无机硫和有机硫，使其能够作为转化的原料气， 在转化炉内脱硫气与空分来99.99％氧气燃烧2H2+O2=2H2O 放出热供给CH4 + H2O =CO + 3H2甲烷蒸汽转化反应得到组成 CO： 13.83， CO2 ：9.57 ，H2 ：73.17， CH4： 0.4， N2＋Ar： 2.64 ，H2S+COS ≤1ppm 的新鲜合成气 ，在合成塔中发生CO＋2H２＝CH3OH与 CO2+3H2=CH3OH+H2O反应，经冷却分离得到粗甲 醇。 粗甲醇中含有水及其他有机杂质，需经过精馏分离得 到99.95％的合格精甲醇产品。
国际焦化公司空分系统
空 气 空冷塔 过 滤 器 去 水 冷 塔
空 压 机 组
纯 化 器
污氮放空
常压氮气 氧气
增压透 平机组
上塔
主冷
过冷器
中压氮气
主换热器 泵 下塔
工艺流程简述
压缩、预冷和纯化系统 从入口空气过滤器出来的空气被去除了尘埃和其 他机械杂质后，经过空气压缩机压缩至约0.65MPa(A) 进入空气预冷系统中的空冷塔，在其中被水冷却和洗 涤。 出空气预冷系统的工艺空气进入用来吸附除去水 份、二氧化碳、碳氢化合物的空气纯化系统，纯化系 统中的吸附器由两台卧式容器组成。
甲醇合成
本装置采用国际上先进的低压甲醇合成技术，合成塔采用 绝热等温甲醇合成反应器。选用两台合成塔。甲醇合成塔为列 管式等温反应器，管内装有铜基甲醇合成催化剂，管外为沸腾 锅炉水。 产出粗甲醇主要组成为 CH3OH:84.8% H2O:14.4%
工艺流程简述
来自甲醇合成气压缩机的合成气（ 5.3MPa(A) ），经过入塔气预热器 加热到 220℃，进入甲醇合成塔内，甲醇合成气在催化剂作用下发生如 下反应： CO+2H2=CH3OH+Q CO2+3H2=CH3OH+H2O+Q 反应放出大量的热，通过列管管壁传给锅炉水，产生大量中压蒸汽 （2.5MPa饱和蒸汽），减压后送至蒸汽管网。副产蒸汽确保了甲醇合成 塔内反应趋于恒定，且反应温度也可通过副产蒸汽的压力来调节。 甲醇合成塔出来的合成气，经入塔气预热器，甲醇水冷器，进入甲 醇分离器，粗甲醇在此被分离。分离出的粗甲醇进入甲醇膨胀槽闪蒸， 被减压至0.4MPa后送至粗甲醇罐，然后泵送至精馏装置。甲醇分离器分 离出的混合气去合成气压缩机。 从甲醇分离器出来的循环气在进入压缩段前排放一部分弛放气，以 保持整个循环回路惰性气体恒定。弛放气与甲醇膨胀槽顶部排出的膨胀 气都去转化系统作为燃料被消耗。
分馏塔系统
出空气纯化系统的洁净工艺空气，部分进入冷箱内的主换热器，被返流 出来的气体冷却后进入下塔底部，另一部分进入增压机增压后，一部分进 入增压透平膨胀机增压端增压冷却后，进入主换热器，冷却到一定温度进 入膨胀机，膨胀制冷后进入下塔底部，参与精馏；其余空气经增压压缩机 压缩冷却后进入主换热器，回收液氧冷量液化，经节流进入下塔下部参与 精馏。在精馏塔中，上升气体与下流液体充分接触，传热传质后，上升气 体中氮的浓度逐渐增加。纯氮进入下塔顶部的主冷凝蒸发器被冷凝，在气 氮冷凝的同时，主冷凝蒸发器中的液氧得到气化。一部分液氮作为下塔的 回流液下流，其余液氮经过冷后，送入上塔。 在下塔中产生的液空及污液氮也经过冷器过冷，节流后进入上塔参与精 馏，在上塔内，经过再次精馏，得到产品常压氮气、污氮、产品液氧。液 氧从冷凝蒸发器底部抽出，大部分进入液氧泵，升压后进入主换热器，经 复热进入用户管网，另一部分送出冷箱作为液氧产品。
冷 凝 冷 凝 冷凝器
回流槽
预 热 器
回流槽
粗甲醇
预 塔
泵
加 压 塔
常 压 塔
泵
冷凝器
煮 沸 器
泵
换 热 器
煮 沸 器
回流槽
煮 沸 器
煮 沸 器
泵
冷 凝
去槽区
工艺流程简述
来自甲醇合成装置的粗甲醇（40℃，0.4MPa），通过预塔进料泵， 经 粗 甲 醇 预 热 器 加 热 至 70℃ ， 进 入 预 精 馏 塔 ， 预 塔 再 沸 器 用 0.4MPa(A) 的低压蒸汽加热，低沸点的杂质如二甲醚等从塔顶排出， 冷却分离出水后作为燃料气；回收的甲醇液通过预塔回流泵作为该塔 回流液。预精馏塔底部粗甲醇液经加压塔进料泵进入加压精馏塔，加 压塔再沸器以 1.3MPa(A) 低压蒸汽作为热源，加压塔塔顶馏出甲醇气 体（0.66MPa(A),122℃）经常压塔再沸器后，甲醇气被冷凝，精甲醇 回到加压塔回流槽，一部分精甲醇经加压塔回流泵, 回到加压精馏塔 作为回流液，另一部分经加压塔甲醇冷却器冷却后进入精甲醇计量槽 中。加压精馏塔塔底釜液（0.6MPa(A)，125℃）进入常压精馏塔，进 一步精馏。常压塔再沸器以加压精馏塔塔顶出来的甲醇气作为热源。 常压精馏塔顶部排出精甲醇气（0.13MPa(A)，67℃），经常压塔冷凝 冷却器冷凝冷却后一部分回流到常压精馏塔，另一部分打到精甲醇计 量槽内贮存。
蒸 汽
合成气
缓 冲 罐
入 塔 气 预 热 器 A
汽包
合 成 塔 A 分 离 器 水冷器A 水 洗 塔
锅炉水
去压缩
去转化
膨胀槽
去精馏
合成装置B
甲醇精馏
本装置采用节能型三塔精馏流程，与双塔流程相比较， 其主要区别在于三塔流程采用两个主精馏塔，一个加压操 作（ 0.6 ～ 0.7MPa ），一个常压操作，用加压塔塔顶蒸汽 冷凝热作常压塔塔底再沸器热源，从而可减少蒸汽消耗和 冷却水消耗，能耗比双塔流程低10％～20％。 三塔流程的特点是：能生产高纯度无水甲醇（甲醇含量 可达到99.95％以上）；同时不增加甲醇的损失量，甲醇回 收率可达99％以上；在不增加甲醇损失量的基础上，从甲 醇产品中分出有机杂质，特别是乙醇；能合理利用热能。
NHD富液在再生塔中解析出各种溶解的气体，再生气（0.08MPa(G)、110.7℃ ）从再生塔顶出来入再生气冷却器被循环水冷却到40℃，气体中的水蒸汽大部 分被冷凝下来，进入再生气冷却器下部的分离器，从分离器出来的酸性气体送 往硫回收装置。因其中含有大量的可燃气体可以用作硫回收装置的燃料。
转化工段
本工段的任务是将原料气中的甲烷转化成合成甲醇所用的有效气体 CO和H2。本装置采用加压催化部分氧化法。焦炉气催化部分氧化法， 是将焦炉气中的氧烃类（甲烷、乙烷等）进行部分氧化和蒸汽转化反应， 在转化炉中首先发生H2、CH4与O2的部分氧化燃烧反应，然后气体进入 催化剂层进行甲烷、乙烷等与蒸汽的转化反应。所以这个方法也称为自 热转化法。 生产原理可以简单解释为甲烷、蒸汽、氧混合物的复杂的相互作用： 第一阶段为部分氧化反应，主要是氢气与氧接触发生燃烧氧化反应生成 H2O 。第二阶段为水蒸汽和二氧化碳氧化性气体在催化剂的作用下， CH4进行蒸汽转化反应 。 转化反应在有镍催化剂作用下，反应速度加快，反应温度降低，反 应平衡温距减小到1～5℃，在960℃残余CH4<0.4%。
甲醇工艺流程简图
煤气柜焦炉气
气柜
脱硫
压缩
转化气
转化
氧气
空分
合成
粗甲醇
精馏
精甲醇
罐区
空分工段
空分装置采用高效的全低压分子筛吸附前端处理技术 和目前国际上先进可靠的液氧泵内压缩流程，空气压缩机 和空气增压机组成单系列空气压缩增压机组，装置的操作 负荷调节范围可在70%~110%内变化。流程先进、技术成熟、 运行安全可靠、操作方便、能耗低。 空气压缩机和增压机采用汽轮机驱动，根据全厂蒸汽 平衡，采用全凝式汽轮机。
饱 和 脱硫气 塔 氧气
加 热 炉
高 压 蒸 汽 转 化 炉 高废
低 压 蒸 汽
加 热 器 III
加 热 器 I
低废
去合成压缩
三 分
水 冷 器
二 分
加 热 器
一 分
工艺流程简述
自脱硫工段来的焦炉气（350℃、2.4MPa(A) ），进入转化工段饱和塔 内,与塔顶下来的循环热水接触，使焦炉气被水蒸汽饱和，使出塔气H2O/ 干气比达到 0.591:1 。饱和塔内循环的热水为本工段回收的工艺冷凝液。 出饱和塔的混合气经蒸汽混合器。 再进入加热炉的一段预热器 , 温升至 500℃，进入转化炉顶部喷嘴。空分送来的压力 3.0MPa(A) 的纯氧气及 6.4MPa(G) 次高压过热蒸汽（ 480℃）按比例进入混合罐中，由混合罐出 来的 H2O/O2比为1：1 比例混合，富氧气进入转化炉顶部喷嘴外层夹套， 焦炉气蒸汽混合气与 富氧气经喷嘴喷出，H2和O2立即发生氧化反应，在 炉膛顶部燃烧，火焰中心温度达1050～1150℃，高温气体随即向下进入转 化催化剂床，发生转化反应： CH4 + H2O =CO + 3H2 –Q 此反应为吸热反应。转化炉出口温度约为 950℃，压力 2.26MPa(A), 再 依次进入高压废锅、低压废锅和锅炉给水加热器，转化气温度降为190℃ ，进入分离器Ⅰ分离出工艺冷凝液，再经脱盐水加热器、水冷器，转化 气温度降至 40℃进入分离器Ⅱ、Ⅲ分离除去冷凝水后，送合成气压缩机 升压去甲醇合成。
NHD脱硫主要设备有脱硫塔、再生塔。两塔全部采用填料塔。
干法脱硫是先进行铁钼加氢转化，将有机硫转化为无机硫，再先后利 用锰矿脱硫剂和氧化锌脱硫，使焦炉气中总硫含量小于0.1ppm，达到转化 和甲醇合成的要求。
干法脱硫的设备很少，主要有铁钼转化器、锰矿脱硫槽和氧化锌脱硫 槽。
去 转 化
来 自 转 化 铁 钼 预 转 化 器 铁 钼 预 转 化 器
前
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言
本工艺为利用焦炉生产的剩余焦炉气生产公称能力为20万吨/年 的甲醇装置。其内容包括：空分、脱硫、转化、压缩、甲醇合成、 甲醇精馏、甲醇罐区及相应的公用工程。 本工艺采用NHD脱硫技术和干法脱硫脱除焦炉气中的无机硫和 大部分有机硫组份，将总硫脱至0.1ppm以下，转化则采用催化部分 氧化法，在转化催化剂的作用下制得合格转化气，转化气经加压后 进入甲醇合成。甲醇合成采用先进的低压甲醇合成技术，合成塔采 用绝热等温甲醇合成反应器，选用两台合成塔。甲醇精馏采用节能 型三塔精馏流程，