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設(shè)施管理

國(guó)內(nèi)主流甲醇生產(chǎn)工藝都有哪些？

大多數(shù)人都知道甲醇對(duì)人體有害，但可能不知道它對(duì)中國(guó)工業(yè)的發(fā)展有多重要。甲醇是一種重要的能源化工產(chǎn)品，用它深加工的有機(jī)化工產(chǎn)品有上百種。那么這么重要的化工原料是如何生產(chǎn)出來(lái)的呢?(EHS.CN)

　　由于我國(guó)一次能源結(jié)構(gòu)具有“富煤貧油少氣”特征，缺少廉價(jià)的天然氣資源，同時(shí)隨著石油資源緊缺、油價(jià)持續(xù)上漲，在大力發(fā)展煤炭潔凈利用技術(shù)的背景下，當(dāng)前并且今后較長(zhǎng)一段時(shí)間內(nèi)煤炭仍是我國(guó)甲醇生產(chǎn)最重要的原料。

　　此外，我國(guó)還有部分企業(yè)采用焦?fàn)t氣為原料生產(chǎn)甲醇，這也是我國(guó)獨(dú)有的甲醇制取技術(shù)。據(jù)歷史資料顯示，2010年我國(guó)以煤為原料的甲醇裝置產(chǎn)能占國(guó)內(nèi)總產(chǎn)能的63%，以天然氣為原料的占21.2%，以焦?fàn)t氣為原料的占15.8%。

　　煤制甲醇工藝流程

　　煤制甲醇生產(chǎn)工序主要分為原料氣制備、變換和脫碳、氣體凈化、氣體壓縮、甲醇合成、粗甲醇精餾以及涉及安全環(huán)境保護(hù)(如廢催化劑回收、水處理)等工序。

煤制甲醇的典型工藝流程圖

　　天然氣制甲醇工藝流程

　　工藝流程說(shuō)明

　　(1)轉(zhuǎn)化工段

　　由管網(wǎng)來(lái)的天然氣壓力為1.15MPa，溫度為常溫，其硫含量為0.1ppm。經(jīng)原料氣壓縮機(jī)升壓至2.5MPa，進(jìn)入蒸汽轉(zhuǎn)化爐預(yù)熱到250℃，然后天然氣與汽提塔頂出口汽提蒸汽相混合，混合后的水碳比由汽提塔的蒸汽加入量調(diào)節(jié)，使混合原料氣的水碳比為3左右。然后再經(jīng)對(duì)流段的原料蒸汽混合氣加熱盤(pán)管加熱至510℃，進(jìn)入一段轉(zhuǎn)化爐管內(nèi)，發(fā)生轉(zhuǎn)化反應(yīng)。

　　在此，天然氣與蒸汽反應(yīng)生成H2、CO、CO2，反應(yīng)后出爐管的氣體溫度為800℃左右，出口CH4約為3.0%。工藝氣首先經(jīng)過(guò)廢熱鍋爐，產(chǎn)生3.9MPa的蒸汽。然后經(jīng)過(guò)鍋爐給水加熱器，將脫鹽水加熱至225℃，這時(shí)，轉(zhuǎn)化氣去預(yù)精餾塔塔底再沸器，回收工藝氣中的大部分低位能，工藝氣出預(yù)精餾塔塔底再沸器后經(jīng)水冷分水后，即得到新鮮合成氣。

　　工藝流程圖如下：

　　(2)合成工段

　　合成氣經(jīng)合成氣壓縮機(jī)壓縮，與循環(huán)氣混合升壓至5.5MPa后，首先經(jīng)過(guò)合成塔進(jìn)出氣換熱器加熱，進(jìn)入合成塔，合成氣進(jìn)塔溫度為225℃左右。在此，合成氣進(jìn)行甲醇合成反應(yīng)，放出的熱量用于產(chǎn)生蒸汽。反應(yīng)后的氣體出塔溫度為255℃，甲醇出口濃度為55%左右。

　　出合成塔的高溫氣體熱量用于加熱入塔合成氣，然后經(jīng)水冷至40℃左右，冷凝分離出粗甲醇。不凝的氣體經(jīng)馳放少量惰性氣體后，大部分循環(huán)回合成氣壓縮機(jī)循環(huán)段，與新鮮氣混合再進(jìn)合成塔。

　　弛放氣大部分返回至一段爐作燃料使用。ICI反應(yīng)器屬等溫型列管反應(yīng)器，反應(yīng)熱靠管外沸騰的水很快移走，產(chǎn)生3.9MPa的飽和蒸汽。該蒸汽降壓后和轉(zhuǎn)化工段產(chǎn)生的3.9MPa的飽和蒸汽一起過(guò)熱到360℃，作為合成壓縮機(jī)驅(qū)動(dòng)透平的動(dòng)力，以及汽提塔的汽提蒸汽。

　　(3)精餾工段

　　預(yù)塔操作壓力0.103MPa，粗甲醇送入預(yù)塔前須加熱到沸點(diǎn)70℃，然后在塔內(nèi)分離成塔頂氣和塔底液，塔頂氣主要是含甲醇的輕餾分，塔底再沸器用合成氣加熱保持塔底液在沸騰狀態(tài)。由于預(yù)塔頂引出的輕餾分量甚少，可考慮將其直接送一段轉(zhuǎn)化爐作燃料。

　　預(yù)塔后甲醇的蒸餾采用節(jié)能型蒸餾流程，即用兩個(gè)串聯(lián)的蒸餾塔實(shí)現(xiàn)甲醇的精餾，一塔在0.61MPa運(yùn)行，塔頂可獲得120℃的甲醇餾出物，且作為二塔再沸器熱源。塔頂氣冷凝后即成為高質(zhì)量的甲醇產(chǎn)品，其產(chǎn)量約占總產(chǎn)量的55%。

　　塔底液在142℃左右通過(guò)上述料釜液換熱器降溫到約91℃入二塔，二塔操作壓力為0.103MPa。常壓精餾塔塔底污水含甲醇≤0.1%。本流程將上述廢水大部分作萃取水循環(huán)用于預(yù)塔，余量則送往轉(zhuǎn)化工段中的汽提塔經(jīng)汽提處理后，作除鹽水回收，從而實(shí)現(xiàn)了甲醇蒸餾過(guò)程中廢水的零排放。

　　(4)蒸汽平衡

　　整個(gè)甲醇裝置共有二處可副產(chǎn)蒸汽，一是一段轉(zhuǎn)化后工藝氣，溫度為800℃的轉(zhuǎn)化廢熱鍋爐;二是甲醇合成塔廢鍋。兩廢鍋副產(chǎn)蒸汽，它們的壓力為3.9MPa，這些蒸汽再在一段爐對(duì)流段中的蒸汽過(guò)熱器過(guò)熱至360℃左右，然后供中壓蒸汽用戶——合成壓縮機(jī)驅(qū)動(dòng)透平以及汽提塔。

　　合成壓縮機(jī)驅(qū)動(dòng)透平為抽汽凝汽式，抽出的0.6MPa低壓蒸汽供精餾、脫氧槽等低壓蒸汽用戶用，中低壓蒸汽管網(wǎng)與老廠聯(lián)網(wǎng)，便于互相調(diào)劑，穩(wěn)定生產(chǎn)，節(jié)省投資。整個(gè)裝置的冷凝液全部回收，送往除鹽水站凈化處理。

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