甲醇装置工艺说明及工厂描述.doc

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1、第四章 工艺说明及工厂描述4.1 装置组成本项目由工艺主装置、辅助装置、配套的公用工程、办公及生活设施和辅助工程组成。其中承包商承担的主要有：4.1.1工艺主装置主要包括以下单元：（1）20000m3焦炉气气柜（2）焦炉气压缩（3）焦炉气粗脱硫和净化；（4）焦炉气二段加氢脱硫；（5）焦炉气纯氧转化及热回收；（6）合成气压缩；（7）甲醇合成；（8）甲醇精馏；（9）空分。4.1.2辅助装置主要包括：（1）甲醇中间罐区；（2）甲醇成品罐区；（3）甲醇成品装车设施（含火车和汽车）（4）火炬。4.1.3配套的公用工程主要包括：（1）循环水站（2）除氧水站（3）中央控制室（4）甲醇装置化验室（5）变配电所

2、（6）化学消防和水消防等。4.1.4 厂外工程（1）10kV四回电源进线；（2）去污水处理场的污水和循环水排水管线；（3）去孟沟的清净废水管线。4.1.5办公及生活设施主要包括：综合楼（包括中央控制室、中央化验室）、浴室等。4.1.6辅助工程主要包括：装置内的界区内道路和各种管网，照明、给排水设施，通讯设施，以及大门（门卫）及围墙等。负责合同装置界区内的绿化。其余部分由业主承担，例如铁路专用线、厂外管线、污水处理场等。4.2 工艺描述4.2.1 推荐工艺流程的主要特点（1）空分采用液氧内压缩空气膨胀流程，即采用增压空压机液氧泵空气增压透平膨胀机并通过换热器系统的合理组织来取代外压缩流程氧压机。

3、针对用氧压力高，装置规模大的特点，选择这一流程是最安全可靠的，也经济合理。（2）焦炉气压缩采用电机驱动的无油螺杆式压缩机对焦炉气进行二级压缩，该压缩机具有对气体的适应性强，能适应焦炉煤气中高焦油、高萘的特点；且没有气阀、活塞环等易损件，结构简单、紧凑，运转可靠，寿命长；还可保持气体的干净无油。（3）用PDS湿法脱硫，H2S的脱除效率可以保证在90以上，同时可以脱除部分有机硫、焦油和HCN。（4）采用氧化铁干法粗脱硫的工艺，流程简单且操作简便，同时也除去了部分焦油。（5）采用国产新型加氢脱硫催化剂，具有较高的加氢活性，同时适用于含高浓度CO和CO2气氛下焦炉气的加氢转化，且转化率高，副反应小。（

4、6）采用饱和塔，将原料气增湿，有效回收低位能及工艺冷凝液，并减少工艺蒸汽用量，消除大量工艺冷凝液的排放和处理。（7）采用纯氧部分催化氧化法转化工艺，引进关键设备 纯氧转化炉烧嘴，确保装置安全、稳定、长周期运转。（8）转化气副产3.8MPa（g）的中压蒸汽，经加热炉过热后进入中压蒸汽管网，不仅可以充分利用高位能，而且还可减少外供蒸汽量。（9）合成气压缩机采用单台带循环段的离心式压缩机，中压蒸汽透平驱动，提高装置的运行率，减少维修工作量。（10）合成塔采用国内具有自主知识产权的绝热管壳复合均温型合成塔技术，选用国内催化剂。合成塔床层温度分布均匀，接近最佳合成温度，副产2.53.5MPa（g）的中压

5、蒸汽。（11）精馏采用四塔工艺流程，可使热能得到合理利用。精馏塔采用高效规整填料，甲醇产品质量高，蒸汽消耗低。同时设甲醇回收塔，提高甲醇收率，降低废水排放量。（12）本项目自动控制系统采用DCS集散控制, 使得整个装置操作控制稳定，便利迅捷。同时采用一套安全仪表系统（SIS），为全装置关键的设备和系统提供安全保证。4.2.3 生产工艺流程简述（1）焦炉气脱硫（含湿法和干法）来自界区外的焦炉气（H2S含量300mg/Nm3、HCN含量500mg/Nm3）首先进入焦炉气气柜，均质稳压后经焦炉气压缩机一级压缩至压力约为0.6MPa（g） 送入脱硫塔与自上而下的脱硫溶液（含PDS）逆流接触，气体中的H

6、2S、HCN被吸收，出脱硫塔气体（H2S含量20mg/Nm3，HCN含量50mg/Nm3）经气水分离器分离出夹带的脱硫液后，进入氧化铁干法脱硫槽，用廉价的氧化铁脱硫剂，将焦炉气中的H2S脱到1mg/Nm3后，经焦炉气压缩机二级压缩至压力约为2.4MPa（g）, 送入焦炉气加氢精脱硫工段。焦炉气压缩机采用电机驱动。吸收了H2S及HCN后的富液从脱硫塔的底部流出至喷射再生槽进行氧化再生, 再生后的贫液经液位调节器进入贫液槽循环使用；硫磺泡沫在再生槽内被分离进入硫泡沫槽，经硫泡沫泵送至熔硫釜。在熔硫釜，硫磺泡沫被夹套内的蒸气加热，清液自熔硫釜顶部排出（温度约90左右）返回贫液槽，熔融的液硫自熔硫釜底

7、部放硫阀排出（温度约135左右），冷却后形成硫磺，用车送至仓库。为保证装置稳定长周期运行，本设计拟设置二个脱硫塔，互相备用，同时为将来使用PDS脱硫剂创造条件。（2） 焦炉气加氢精脱硫从焦炉气压缩机来的焦炉气，压力约为2.4MPa（g）、温度约为130，首先送至焦炉气换热器换热，加热至280，送入预加氢反应器初步加氢，预加氢反应器还具有保护器的作用。然后出预加氢反应器的焦炉气进入第一加氢反应器，焦炉气中的不饱和烃、有机硫化合物（COS、噻吩等）在有氢气存在的条件下，经铁钼加氢催化剂（JT-8型催化剂）的作用，不饱和烃转化为饱和烃，有机硫转化为易脱除的H2S，典型有机硫转化反应式为：R-SH +

8、 H2 = RH + H2SR-S-R+2 H2 = RH + RH + H2S经一段加氢转化后的焦炉气通过两台铁锰脱硫槽，在槽中H2S被催化剂反应吸收。生产中这两个槽可串可并，任何一个都可以做为第一个槽，这样可以提高脱硫剂的有效硫容；也可以单独使用一个槽，另外一个槽更换脱硫剂。经铁锰脱硫槽后的焦炉气仍然不能满足转化催化剂及合成催化剂对硫含量的要求，需要对其进一步加氢、精脱硫处理。焦炉气在镍钼加氢反应器（采用JT-1型加氢催化剂）中进一步加氢转化，使有机硫的转化率98%。转化后的焦炉气通过两台可串可并的氧化锌脱硫槽，在槽中H2S被氧化锌吸收，反应式为：ZnO + H2S = ZnS + H2O

9、（g）最终出氧化锌脱硫槽的温度360、压力2.2MPa（g）的焦炉气中总硫含量0.1ppm，该气体作为焦炉气换热器的热源加热精脱硫前的原料焦炉气后送往纯氧转化及热回收工段。（3） 纯氧转化及热回收自焦炉气加氢精脱硫工段来的焦炉气进入转化工段饱和塔内，与塔顶下来的循环工艺水接触，使焦炉气被水蒸汽饱和。饱和塔内循环的工艺水为本工段回收的工艺冷凝液和来自精馏的部分工艺冷凝液。出饱和塔的混合气经与蒸汽混合后，再进入设在焦炉气加热炉中的焦炉气第二预热器，温升至650，侧向进入转化炉顶部烧嘴。空分送来的压力2.9MPa（g）的纯氧气与来自中压蒸汽管网的3.8MPa（g）、450过热蒸汽按比例混合，再经蒸汽

10、加热的氧气加热器加热后，温度升至220的氧气进入转化炉顶部烧嘴，从烧嘴喷出，烧嘴带水夹套，并采用特殊合金制造，外衬耐高温材料，以防止烧嘴烧坏。氧气与蒸汽的比例约为0.4，蒸汽与原料焦炉气的比例约为0.7。氧气与侧向进入的焦炉气、蒸汽混合物接触，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2700，经合理设计的燃烧室流体动力场能保证合适的气体回流，使转化炉内衬里的表面温度在1400以下，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，根据设计计算，经催化床层出口混合气CH4含量降至0.4（dry V），甲烷转化率97。转化气

11、出转化炉温度1013，压力1.95MPa（g），再依次进入中压废锅、锅炉给水预热器，温度降为150，进入第一水分离器分离出工艺冷凝液，再进入低压废锅，副产0.2MPa（g）的低压蒸汽约6.74t/h，出低压废锅的气体温度降至140后，再进入第二水分离器分离出工艺冷凝液后，再经脱盐水加热器、最终水分离器和最终水冷器，转化气温度降至40后送合成气压缩机压缩。转化气经过第一、第二和最终水分离器除去的工艺冷凝水经工艺冷凝液泵打至饱和塔循环工艺水系统。为确保转化炉烧嘴稳定安全运行，对烧嘴的水夹套水源拟采取如下措施： 烧嘴夹套循环水泵挂事故电源； 采用高位水箱，保证停车时有足够的水冷却时间。饱和塔循环工艺

12、水、脱盐水预热及副产蒸汽流程如下：饱和塔底出来的循环水少量排出用来排污保持水量的平衡，其余的由工艺水循环泵加压后与来自工艺冷凝液泵的冷凝液混合后，进入设在焦炉气加热炉对流段的工艺水加热器，循环热水被加热到195后进入饱和塔顶部与焦炉气逆流接触，使焦炉气饱和增湿，热水循环使用。工艺冷凝液中溶解的气体（CH4 、CO2、CO、H2、甲醇等）全部经饱和塔解吸，重又进入混合气中，消除了有害气体对环境的污染，工艺冷凝液得到了再利用。中压废锅用的锅炉给水来自界区外脱盐水站，经脱盐水加热器加热后进入除氧器，除氧后的锅炉给水再经中压锅炉给水泵送至锅炉给水预热器，经加热后的锅炉给水进入汽包，废锅中副产蒸汽。中压

13、废锅副产4.0MPa（g）中压饱和蒸汽约80.53t/h，经设在焦炉气加热炉中的中压蒸汽过热器过热至450，压力降为3.8MPa（g）后，送至中压蒸汽管网作为动力蒸汽。转化气废热锅炉采用火管锅炉，柔性薄管板结构，为减少设备结构原因引起的故障，拟不分高温和低温段，而采用整体结构。转化的升温还原拟采用单独设置的氮气加热炉来进行。焦炉气加热炉为底烧式方箱炉，设两个辐射室，一个对流室。辐射室A内设一组管组，用于加热进纯氧转化炉的焦炉气。辐射室B内设一组管组，用于过热来自转化气废锅副产的中压蒸汽。两个辐射室的烟气共同流进一个烟道内，进入对流段的烟气温度约为938，烟道内设二组加热盘管，分别为工艺水加热器

14、和焦炉气第一预热器。在工艺水加热器内，烟气预热饱和塔的循环工艺水，并降温至332，再经焦炉气第一加热器后进入空气预热器。在空气预热器中，烟气的余热将空气加热至约250后进入焦炉气加热炉底的烧嘴。焦炉气第一预热器正常情况下不投用，在焦炉气换热器需要维修时作为备用换热器投用。为防止焦炉气在焦炉气第一加热器中结焦，在设计时计划采用如下措施： 盘管采用大口径换热管； 前一段换热器采用水加热器作为保护段； 一旦出现结焦，可以采用空气再生或蒸汽吹扫办法来清焦。加热炉的燃料正常情况下是合成回路的驰放气及低压分离器的闪蒸气，合成回路未开车的情况下则采用加氢精脱硫后的焦炉气作燃料，经稳压罐稳压至0.3MPa（g

15、）后送至加热炉的各烧嘴，开车时则采用焦炉煤气为燃料，烧嘴采用联合烧嘴。 加热炉引风机采用电机驱动，共二台，一开一备。（4）甲醇合成从合成气压缩工段来的约7.1Mpa(g)的合成气经进出料换热器壳程用甲醇合成塔出塔气加热至220，进入甲醇合成塔，在合成催化剂作用下进行如下反应:合成反应过程中的主反应为：CO + H2 CH3OH QCO2 + 3H2 CH3OH +H2O Q反应过程中还有一些少量的副反应，分别是：2 CH3OH CH3OCH3（二甲醚） H2O4CO + 8H2 i-C4H9OH（异丁醇） 3H2O3CO + 5H2 C3H6O-1（丙酮） 2H2O2CO + 4H2 C2H5

16、OH-1（乙醇） H2O由于主反应为放热反应，在甲醇合成反应过程中，反应热大约在2.17106kJ/t甲醇。通过加热合成塔壳程中的锅炉给水，产生2.5MPa（g）的饱和汽水混合物，至汽包副产2.5MPa（g）饱和蒸汽，蒸汽经分液罐分液后去管网；同时锅炉给水在汽包和合成塔壳程之间自然循环，不断移走反应热，保持合成塔管程操作温度在245左右；锅炉给水通过管网补入汽包。合成塔出口含56%（mol）甲醇的合成气经进出料换热器管程与合成气压缩工段来的合成气换热冷却至98，再去合成水冷器壳程用循环冷却水冷却至40，冷却后的出塔气为粗甲醇冷凝液和循环气混合物，去高压分离器；在高压分离器顶部气相分三部分：一部

17、分作为燃料气经洗涤塔用高压脱盐水泵输送的脱盐水洗涤其中夹带的甲醇，洗涤后的气相去转化工段，洗涤液为含甲醇的水溶液通过减压后送至低压分离器，同时控制合成回路的压力；另一部分作为循环合成气去合成气压缩工段；还有一部分作为弛放气，经减压后送至燃料气总管作为焦炉气加热炉的燃料，同时调节循环气中的惰性组分含量。高压分离器底部液相（粗甲醇）通过减压阀减压至0.5MPa（g）后去低压分离器。在低压分离器顶部闪蒸气去燃料气总管，底部粗甲醇（CH3OH 78%wt）去甲醇精馏工段。合成催化剂在开车初期将需要使用氢气还原，氢气的来源可以是转化气，也可以考虑采用外供氢源。（5） 甲醇精馏从甲醇合成工段（或从中间罐区

18、粗甲醇储罐）来的粗甲醇加入少量稀碱以中和其中的有机酸，然后进入粗甲醇预热器与各再沸器来的蒸汽冷凝液进行换热后被送往预塔进料，经预塔分离后，塔顶气相为二甲醚、甲酸甲酯、CO2等轻组分气体，经二级冷凝冷却后，不凝气通过火炬排放，冷凝液中补充除盐水返回预塔作为回流液；塔釜为甲醇水溶液，经预后泵增压后与加压塔塔釜出料液换热后送入加压塔进料。经加压塔分离后，塔顶气相为甲醇蒸汽，与常压塔塔釜液换热后部分返回加压塔打回流，部分采出作为精甲醇产品，经冷却后送中间罐区精甲醇储罐；塔釜出料液与加压塔进料换热后作为常压塔的进料。在常压塔中甲醇与轻、重组分及水得以进一步分离，塔顶气相为含微量不凝气的甲醇蒸汽，经冷凝后

19、，不凝气通过火炬排放，冷凝液部分返回常压塔作为回流液，部分作为精甲醇产品，经冷却后送中间罐区精甲醇储罐；塔中下部侧线采出杂醇油作为回收塔的进料；塔釜出料液为含微量甲醇的水，送界区外污水处理站进行处理达标后二次利用或排放。经甲醇回收塔分离后，塔顶蒸汽经冷凝冷却后部分返回甲醇回收塔回流，部分送中间罐区粗甲醇储罐（甲醇含量99%左右）；塔中部侧线采出异丁基油经冷却后送中间罐区异丁基油储罐；底部的少量废水与常压塔底废水合并。甲醇中间罐区设2台储存容积1000m3的粗甲醇储罐。粗甲醇储罐具有倒罐流程。当成品罐区成品甲醇因某些特殊原因导致甲醇质量下降时，还可以送回粗甲醇储罐。设4台储存容积300m3的精甲

20、醇储罐，4台精甲醇输送泵，可以保证装置能同时生产两个规格的产品。设1台储存容积200m3的异丁基油储罐，用异丁基油泵将异丁基油通过汽车鹤管装车外运。（6）空分空分设备采用分子筛吸附预净化、增压透平膨胀机、填料精馏塔及液氧泵内压缩工艺。整套设备包括：空气过滤系统、空气压缩系统、空气预冷系统、分子筛纯化系统、分馏塔系统、全精馏制氩系统、液体贮存系统（含液氧、液氮和液氩储存）、仪控系统、电控系统等。 空气过滤和压缩空气首先进入自洁式空气吸入过滤器，在空气吸入过滤器中除去灰尘和其它颗粒杂质，然后进入主空压机，经过多级压缩后进入空冷塔，压缩机级间的热量被中间冷却器中的冷却水带走。 空气的冷却和纯化空气在

21、进入分子筛吸附器前在空冷塔中冷却，以尽可能降低空气温度减少空气中水含量从而降低分子筛吸附器的工作负荷，并对空气进行洗涤。进入空冷塔上部的冷冻水，首先在水冷塔中利用干燥的出分馏塔污氮气和氮气进行冷却，然后再进入空冷塔上部。分子筛纯化系统由两台分子筛吸附器和三台电加热器（两用一备）组成，分子筛吸附器吸附空气中的水份、二氧化碳和一些碳氢化合物，两台分子筛吸附器一台工作，另一台再生。 空气的精馏出吸附器的空气分为两部分：一部分直接进入主换热器冷却后进入下塔；另一部分通过空气增压机进一步压缩，中抽出一股经过膨胀机增压端的压缩及后冷却器的冷却，再进入主换热器被冷却，经膨胀机膨胀后进入下塔；从空气增压机末级

22、排出的空气经增压机后冷却器冷却后送入冷箱经高压主换热器冷却变为液体后节流进入下塔。下塔中的上升气体通过与回流液体接触含氮量增加。所需的回流液氮来自下塔顶部的冷凝蒸发器，在这里氧得到蒸发，而氮得到冷凝。为保证工艺装置开停车时有充足的氮气供应，拟增设50m3液氮储存和蒸发设施。（7）压缩（含焦炉气压缩和合成气压缩） 焦炉气压缩焦炉气压缩机采用2台并联，电机驱动。原料焦炉气从焦炉气气柜进入焦炉气压缩机的一级进口，进口压力为300mmH20（a），经过一级压缩，压力达到0.3MPa（g）(待定)。两台压缩机一级压缩后，合并进入段间冷却器进行冷却，在段间分离器中进行气液分离后，送至焦炉气脱硫工段。经湿法

23、和干法脱硫后的焦炉气返回压缩机的二级进口，经过第二级压缩后，焦炉气的压力达到2.4MPa（g），送往焦炉气精脱硫工段。由于本项目所采用的螺杆压缩机气量大、出口压力高，目前国内尚无能满足要求的制造商，因此在充分比较和技术交流的前提下，本项目按照引进考虑。通过技术交流，得知目前国外制造商尚无满足要求的单机制造和使用业绩，为稳妥起见，焦炉气压缩机采用二台。 合成气压缩来自纯氧转化及热回收工段的温度40、压力1.8MPa（g）的转化气，作为合成甲醇的新鲜气，首先经进口分离器分水后，进入合成气压缩机一段，压缩至3.9MPa（g）后出压缩机，经级间冷却器冷却至40进入压缩机二段，压缩至6.5MPa（g）后

24、出压缩机，经段间冷却器冷却至40，与经循环气分离器分水后的甲醇合成工段循环气混合，进入合成气压缩机循环段，经循环段压缩至7.1MPa（g）送至甲醇合成工段。（8） 锅炉给水及除氧槽采用热力喷雾除氧工艺，设置额定能力为112t/h热力喷雾除氧器一台。调节进除氧器蒸汽流量，使除氧器内的工作压力保持在0.02MPa（g），并调节进除氧器脱盐水流量，进而达到水与蒸汽之间的换热平衡。除氧后的锅炉给水温度为115，含氧量0.007mg/L，将脱掉溶解氧的锅炉给水一部分通过联胺加药装置加联氨后，再用中压锅炉给水泵输送到纯氧转化及热回收工段的转化汽包和甲醇合成工段的合成汽包使用；另一部分通过低压锅炉给水泵送往

25、纯氧转化及热回收工段低压废锅及所有减温器用水处。（9）火炬本工段火炬放在火炬塔架上。火炬工段设有火炬头1个、火炬筒1个、气封罐1个、立式水封罐1个、卧式分液罐1个、冷凝液泵1台、火炬塔架1个、点火及控制系统（即火炬控制柜）1套。本项目所有工段的事故放空气和甲醇精馏工段的平衡放空气，由界外管道汇集到火炬工段。事故放空气先进卧式分液罐分离出可能夹带的液体，再进立式水封罐；平衡放空气直接进立式水封罐，通过气封罐到达火炬头燃烧。甲醇精馏工段的平衡放空气是连续放空气。火炬有了这股连续放空气后，就可以保证火炬工段不会发生回火事故，平常就不需要氮气吹扫，节约了火炬的运行成本。根据焦化装置和甲醇装置的检修顺序

26、，火炬单元必须同时考虑焦化装置的放空气和甲醇装置的放空气。在设计时将充分考虑焦化装置和甲醇装置放空气压力的不同，使火炬能同时满足业主提供的原料气量条件下的两种放空气量的压力、流量要求。（10）热力系统蒸汽热力系统分为中压蒸汽系统、0.5MPa低压蒸汽系统、0.2MPa低压蒸汽系统及给水系统。正常操作时，整个装置所需要的蒸汽大部分来自工艺装置副产，只需从界区外提供少量中压过热蒸汽，开车初期需要外部提供较大量的中压过热蒸汽。本项目开车期间，由临涣焦化股份有限公司热电厂两台75t/h锅炉，向新建甲醇装置供应压力为3.8MPa、温度为450的中压过热蒸汽，供汽量为65吨/小时。 中压蒸汽系统甲醇装置正

27、常生产时的中压蒸汽来自纯氧转化废热锅炉汽包副产蒸汽，除此之外，还需外供中压蒸汽18550kg/h。开车时自公司热电厂引压力为3.8MPa、温度为450的中压蒸汽进界区，蒸汽需求量约为65吨/小时。管网的中压蒸汽规格为：压力3.80.05MPa（g），温度4505装置中压蒸汽用户主要有：（1）空分工段的空压机及增压机透平，中压蒸汽用量为37000kg/h；（2）合成气压缩机透平，中压蒸汽用量为34000kg/h；（3）转化炉工艺蒸汽，其用量为9840kg/h；（4）循环水泵透平，中压蒸汽用量为15199kg/h；中压蒸汽总用量为99076kg/h（漏损3037kg/h）。甲醇装置低压蒸汽的规格为

28、：0.5MPa（g）低压蒸汽和0.2MPa（g）低压蒸汽 0.5MPa（g）低压蒸汽压力：0.5MPa（g），温度：163。来自中压蒸汽透平背压的低压蒸汽经过减温后，进入0.5MPa（g）低压蒸汽管网；来自甲醇合成废热锅炉的中压蒸汽经过减压减温后，进入0.5MPa（g）低压蒸汽管网。0.5MPa（g）低压蒸汽的主要用户是甲醇精馏的再沸器、0.2MPa（g）低压蒸汽管网补充汽，以及除氧槽、湿法脱硫等小用量用户，合计用量为40115kg/h。 0.2MPa（g）低压蒸汽压力：0.2MPa（g），温度：138。来自0.5MPa（g）低压蒸汽管网的低压蒸汽经过减压后，进入0.2MPa（g）低压蒸汽管网

29、；来自纯氧转化低压废锅的副产蒸汽，进入0.2MPa（g）低压蒸汽管网。0.2MPa（g）低压蒸汽的主要用户是甲醇精馏的换热器，以及气柜、伴热等小用量用户，合计用量为14450kg/h。 给水系统和蒸汽冷凝液系统来自界外除盐水站 40 的除盐水109588kg/h，经过转化气余热回收工段的脱盐水予热器加热至95后，进入除氧器。除氧水从除氧水槽分二路引出，一路水量约105229kg/h经中压锅炉给水泵加压后，分两部分送出，一部分经过转化气余热回收工段的高压BFW预热器加热后，送入转化气废锅汽包；另一部分送入甲醇合成塔汽包。从除氧槽引出的另一路水量约8932kg/h 经低压锅炉给水泵加压后一路送转化

30、气余热回收工段的低压废锅，一路作为减温水分别送入各减温器，另一部分送饱和塔作补充水（间断）。来自精馏工段再沸器的低压蒸汽冷凝液和来自纯氧转化工段的低压蒸汽冷凝液，经过各自工段回收部分热量后，再经过水冷器冷至40，与来自湿法脱硫及伴热的蒸汽冷凝液合并送入冷凝液缓冲罐，经泵加压后直接送界外除盐水站。来自空分空压机及增压机透平表冷器的蒸汽冷凝液和来自合成气压缩机透平表面冷凝器的蒸汽冷凝液，其温度约40，经泵加压后直接送界外除盐水站。4.2.4 主要设备的选择（1）设备的选择原则本项目的建设目标为国内领先,一方面学习借鉴国外的先进经验，另一方面吸取国内大中型甲醇、合成氨设备应用的经验和教训。本项目除国

31、内尚无应用业绩的部分关键设备需要从国外进口外，大部分设备为国产化设计和制造；部分设备国内虽然具有设计和制造业绩，但设备材料国内尚无应用业绩的，采用引进国外进口材料，由国内设计和制造，以节省工程建设投资。由于国内生产的加氢脱硫、纯氧转化、甲醇合成催化剂具有广泛的应用业绩，其性能基本达到国外进口同类催化剂产品性能，因此全部采用国产化催化剂。关键仪表，特别是那些直接影响装置安全的仪表和控制系统，采用进口设备，以确保装置的安全性和先进性。（2）主要设备选择 纯氧转化炉纯氧催化转化炉本体内衬耐火材料，为瓶状圆柱体。转化炉的设计必须和顶部烧嘴紧密配合，形成一个不可分割的整体。同时内部耐火材料和原料选用及配

32、方、耐火层结构设计，特别是底部、拱顶的设计均有较高的技术含量。炉体的材料选用碳钢，炉膛外部常压水夹套以保证转化炉的安全操作。烧嘴拟选用进口单孔喷射式烧嘴，带加压水冷却系统，氧气喷管外部带有工艺气体分布器，以便入炉工艺气和氧气混合前均匀分布，烧嘴垂直安装在转化炉颈部的顶端。所选用的进口烧嘴具有安全可靠，寿命长，气体分布均匀等特点。转化炉内装有转化催化剂，上部为少量刚玉砖，以防止开停车时的热冲击，下部装填镍蒸汽转化催化剂，催化剂的活性能够满足甲烷蒸汽转化的需要。焦炉煤气制甲醇工艺路线的关键技术之一是转化，而转化的核心是烧嘴，转化炉烧嘴的设计是转化炉设计中需要重点考虑的因素，如何保证转化反应的完全、

33、装置的安全运行、而又能降低氧耗、原料气消耗和转化炉不超温是烧嘴设计的关键。为保证装置的安全、稳定、低耗，转化炉烧嘴推荐引进。 甲醇合成塔（R-301）甲醇合成塔采用绝热管壳复合均温型反应器，为满足日产630吨精甲醇的生产能力，采用低压等温合成技术，设备规格40007500（T-T），装填甲醇合成催化剂约42.3m3，操作压力7.0MPa（g）,操作温度240270,合成塔出口甲醇含量为56%（mol）,同时副产2.53.5MPa（g）蒸汽。 焦炉气压缩机与离心式压缩机相比，螺杆式压缩机主要用于中低流量、中低压力的场合，适用于尘、湿、脏的气体。因此，针对焦炉气的特点选用了两台无油螺杆式焦炉气压缩

34、机并联运行。焦炉煤气压缩机拟引进。焦炉气压缩机参数如下：一段入口压力：300mmH2O（a） 一段入口温度：40一段出口压力：0.40MPa（a） 一段出口温度：制造商定二段入口压力：0.35MPa（a） 二段入口温度：40 二段出口压力：2.5MPa（a） 二段出口温度：制造商定，约140 吸入量：26500Nm3/h。轴功率6265kW，电机驱动，电机功率7100kW。 合成气压缩机合成气压缩机采用国产离心式，中压蒸汽透平驱动，二段循环段压缩。离心式透平压缩机与电动加往复式压缩机相比具有以下优点：以蒸汽透平代替电动机有利于整个装置的余热回收，提高热量的综合利用的经济性；蒸汽透平和离心式压缩

35、机单机容量大、尺寸小、占地面积小、基建投资省，运行可靠，调节性能好，不受外界条件的限制。同时，离心式压缩机的易损件少，运行平稳，所以维修费用低。合成气压缩机参数如下：一段入口压力：1.9 MPa（a）、入口温度：40二段入口压力：4.0 MPa（a），入口温度：制造商定循环段入口压力：6.5MPa（g）, 入口温度：40循环段出口压力：7.1MPa（g），出口温度：56一段吸入量：90070 Nm3/h，循环段补气：350000 Nm3/h，透平采用凝汽式。透平所需蒸汽来自3.8 MPa（g）、450中压蒸汽管网，凝汽参数为0.012 MPa（a）、49。 甲醇精馏甲醇精馏工段的精馏塔均采用高

36、效规整填料塔，采用填料塔的优点：降低塔高、阻力降小、持液量小、操作稳定。尤其是加压塔的喷淋密度和F因子较大，故采用高效规整板波纹填料，能充分发挥精馏效率。塔内件采用特殊设计的分布器和收集器，以提高精馏塔的操作效率。（3）引进设备本项目的引进设备包括：焦炉气压缩机二台、转化炉烧嘴一套（含转化炉部分工艺软件包）、关键仪表例如在线分析仪、高压调节阀、氧气调节阀等。4.3 装置布置说明工艺装置主要按照甲醇装置生产流程的顺序，集中布置在全厂总平面图的中部，分布在中央管廊的两边。管廊南面自东向西依次为煤成品罐区、中间罐区、湿法和干法脱硫、加氢精脱硫、纯氧转化；管廊北面自东向西依次为消防泵站、气柜、压缩、甲

37、醇合成、甲醇精馏。综合楼布置在总平面图的西南角，空分布置在综合楼的北面。在设备布置时，将给加氢脱硫、转化炉和合成塔留有足够的场地，以便催化剂的更换、设备的检修。压缩厂房设计时，必须留有足够的压缩机检修空间。具体各工段设备布置说明如下: 焦炉气脱硫（含湿法和干法）本工段设备除配碱槽外均布置在室外，其中二台脱硫塔与二台氧化铁脱硫槽布置在外侧，以便进出的气体管道直接上管廊，同时也有利于填料或脱硫剂的装卸。喷射再生槽及硫泡沫槽按照流程顺序与二台脱硫塔布置在同一中心线上，以利于管道布置。贫液泵、硫泡沫泵就近布置在贫液槽、硫泡沫槽旁边，以利于泵的操作。碱库、硫膏库及碱液的配置等布置在工段南面单层厂房内，以

38、利于统一管理。 焦炉气加氢精脱硫本工段设备按照生产流程顺序进行集中露天布置，尽量使各设备间输送管道线较短，避免流程迂回住复，且要满足操作检修的需要。装置的北侧用于换热器的抽芯、触媒的装卸。在装置中留出了过道，以满足安全疏散的要求。 纯氧转化及热回收为保证生产的安全，转化及热回收工段采用露天、集中布置。加热炉以辐射段在东、对流段在西的方向，布置在转化区的西侧，其南东西三侧均为道路，北侧为主管廊，方便与其它工段的管线的连接，南侧留出的空间供辐射段炉管和对流段中间盘管的吊装和检修。鼓风机、引风机布置在加热炉对流段的末端，这样使流程更顺畅，大管道的长度尽量短。烟囱也布置在加热炉对流段的末端，位于整个主

39、装置的西南侧。转化废锅和汽包布置在纯氧转化炉的南侧，正对着转化炉的下集气管，这样可使下集气管的长度最短，热损失最小。在转化废锅的东侧，布置热回收工段的三层框架，将换热设备按照流程的需要布置在上面两层，各水分离器等其它设备布置在0.000平面，这样既可以使装置布置得更紧凑，又便于各换热设备的工艺冷凝液从上而下排放。 甲醇合成按照甲醇装置生产流程的顺序，甲醇合成工段布置在联合主装置的北侧。为保证生产的安全，甲醇合成工段设备采用露天布置。框架设计为整体混凝土结构形式。甲醇合成塔布置在独立的混凝土框架,标高为3.500m；汽包布置在甲醇合成塔顶部的钢结构框架,标高为18.250m；合成水冷器布置在混凝

40、土框架平台上,标高为6.000m。 甲醇精馏为保证生产的安全，甲醇精馏车间采用露天布置。框架设计为整体钢结构形式。甲醇精馏车间的布置从总体上分为北侧框架、管廊区和南侧框架三部分。 空分空分工段布置在总平面图的西北角。设备按照工艺流程顺序布置。主要设备分子筛吸附器、水冷却塔、空冷塔、增压透平膨胀机、各冷箱、液氧贮槽以及液氩贮槽等露天布置在西面，冷冻水泵、冷水机组、冷却水泵、增压后冷却器及氮气压缩机等布置在室内。空气过滤器、空气压缩机和空气增压压缩机布置在7.000米平面上。为了方便设备安装和检修，设置桥式吊车和吊装孔。 压缩本工段按照同类设备集中布置的原则将两台焦炉气压缩机、合成气压缩机及透平布

41、置在一个压缩厂房内。厂房采用钢筋混凝土排架结构，厂房共为两层。4.4 主要技术经济指标表4-1 原材料及动力消耗定额及消耗量序号名 称规 格单位消耗定额消耗量备 注每小时每 年1焦炉气见第一章设计基础Nm32000529004.2321082新鲜水见第一章设计基础m310.782852.281063循环水见第一章设计基础m3460.04121689.73107 4脱盐水见第一章设计基础m34.351159.2105 5电 见第一章设计基础kWh582.1115396.81.23108 6中压蒸汽见第一章设计基础t0.718.551.484105 本项目按照焦化公司下属一个车间设置岗位，确定主要

42、人员有生产、技术、辅助生产以及少量的行政管理人员，总定员为150人。4.5 总图4.5.1 总平面布置本项目由生产装置、辅助生产装置以及公用工程设施组成。由于拟建厂址为一长方形，北面是孟沟，南面是铁路专用线，位于焦化装置的西南面。根据此现状，总平面布置中将焦炉气气柜靠近焦化装置布置在装置区东北角，成品罐区及中间罐区靠近铁路专用线布置在东南角；消防站靠近罐区布置在其北侧；甲醇生产装置集中布置在装置区中部南侧；循环水站、变电所布置在生产装置的北面；综合楼、浴室、空分从南到北依次布置在西面；火炬考虑到安全防护距离以及与焦化装置共用布置在气柜的东北侧。详见附图：BJ5013-01。4.5.2 竖向布置

43、厂址用地范围内地形开阔，地势平坦，地面自然标高28.028.5m左右。大部分为荒地及可拆除建、构筑物，地下无采空区及矿藏。根据总体院布局，本工程场地设计标高确定为28.6m，利用基槽余土进行适当垫高，竖向布置采用连续平坡式设计，场地雨水经汇集后排到孟沟。4.6 设备4.6.1 概述本装置内共有设备138台，其中非标设备75台，工业炉3台，机泵60台。在非标设备中有反应器 10台，塔器8台，换热器17台，立卧容器32台（含2台带搅拌设备），大型储罐7台，气柜1台。正常条件下设备的制造应依据相关的标准、规范和设计图纸在设备制造厂完成，在运输原则上应优先考虑铁路运输或公路运输，整体交货。本装置的大型

44、储罐共有7台，均为内浮顶储罐。其中2台10000m3成品储罐考虑采用钢制网壳结构，由专业生产厂提供网壳结构。7台储罐及1台20000m3焦炉气气柜都需在现场进行制造、安装和试验。4.6.2适用的标准规范设备的设计、制造、检验所遵循有关标准、规范参见本建议书第二章。4.6.3 主要非标设备结构及特点（1）甲醇合成塔本项目甲醇合成塔采用立置列管式合成塔，其公称直径为4000mm，设备总长 13500，列管长度7000，数量约4540根，管内充填触媒，上部管程设置500mm高的催化剂绝热层，下部管程装填10的瓷球。反应器以裙式支座支承。本设备结构简单而紧凑，制造、安装、操作方便，触媒的更换方便快捷，

45、维修方便，检修周期短。本反应器选择的主要材料是暂定的，施工图设计时将依据国内材料的供货情况及有关制造厂对上述材料的制造、焊接和检验情况，再做详细设计。（2）甲醇精馏塔甲醇精馏塔共有四个，分别为预塔、加压塔、常压塔、回收塔。预塔的结构形式为填料塔，填料采用规整填料；其余三个塔的结构形式均为填料板式塔，填料在塔的上部，采用规整填料，塔盘在塔的下部，采用浮阀塔盘。填料段的塔内件采用特定设计的分布器和收集器，提高精馏塔的效率。（3）饱和塔饱和塔是一台二类塔设备，筒体直径为2100，设备总高18800，以裙座作为支承方式。筒体内装填高度约为5000的Y250填料，填料的上方有工艺口进口的分配器和再分配器

46、。塔的顶部设有厚度为150的丝网除沫器。（4）进出料换热器进出料换热器是一台中压换热设备，筒体直径为1650，设备总高22000，换热管规格为192。以裙座作为支承方式。该设备的特点为：设备的高径比比正常值选的大，传热好，节省材料；内件可按压差设计（暂定），大大减薄内件厚度（尤其是管板），降低了内置式膨胀节的设计压力； 此设备虽然也是浮头式结构，但比一般的钩圈式浮头换热器，结构简单，管板可不兼作法兰。（5）合成水冷器甲醇合成水冷器是类似于固定管板结构的中压换热器，是甲醇合成装置中的重要换热设备。筒体直径为2200，设备总长9500，换热管规格为192，以鞍式支座支撑。4.6.4 工业炉正常条件

47、下工业炉设备的制造应依据相关的标准、规范和设计图纸在设备制造厂完成，运输原则上应优先考虑铁路运输或公路运输，整体交货。引进设备：纯氧转化炉的烧嘴及其控制系统等的制造、安装等要求，按专利设备供应商提供的有关资料和说明的规定。本装置有大型加热炉、纯氧转化炉、转化气废锅各1台。因加热炉结构复杂，尺寸庞大，迁涉到的材料品种繁多，总重1000多吨，必须分部件进行制造、包装与运输，在现场进行组装、砌筑、检验与验收。纯氧转化炉分烧嘴、壳体、内衬等部件制造，其烧嘴及其控制系统采用国外引进，壳体在制造厂完成，采用公路运输，整体交货，其内衬为现场砌筑、检验与验收。转化气废锅分汽包、转化气废锅本体、上升管、下降管、操作平台等部件进行制造运输，现场组装、检验和验收。（1）加热炉本装置的加热炉为双面辐射式加热炉，具有两个辐射室和一个对流室，对流室与辐射室成“”型布置。其中第一辐射室为底烧式单排管双面辐射式结构，用于加热中