1、中海石油天野化工 20萬噸甲醇裝置簡介,單位：甲醇車間 日期：2010年2月23日,2,目錄,甲醇裝置的原料及產(chǎn)品簡介 甲醇生產(chǎn)的化工原理 工藝流程簡介 重要設備 甲醇裝置的主要消耗指標 甲醇生產(chǎn)中主要的催化劑,3,一、甲醇裝置的原料及產(chǎn)品簡介,甲醇裝置是以天然氣為原料，天然氣與蒸汽進行轉(zhuǎn)化反應，生成以氫氣、一氧化碳、二氧化碳為主要成份的轉(zhuǎn)化氣，轉(zhuǎn)化氣經(jīng)過壓縮機提壓，低壓合成甲醇。本裝置設計日產(chǎn)精甲醇667噸（年產(chǎn)20萬噸），天然氣用量包括兩種：原料天然氣19122Nm3H，燃料天然氣6232 Nm3H，共計25354Nm3H（1.824億方天然氣年）。 甲醇裝置的主要原料及產(chǎn)品包括天然氣及精

2、甲醇兩種。,4,一、甲醇裝置的原料及產(chǎn)品簡介,天然氣,5,一、甲醇裝置的原料及產(chǎn)品簡介,GB3381992中華人民共和國國家標準工業(yè)甲醇產(chǎn)品質(zhì)量標準,6,一、甲醇裝置的原料及產(chǎn)品簡介,到目前為止，產(chǎn)品質(zhì)量控制非常成功，所有出廠產(chǎn)品全部為優(yōu)級品，其中在國標中未要求的乙醇含量也可以嚴格控制在30PPm以內(nèi)達到美國聯(lián)邦標準“A”級。,7,二、甲醇生產(chǎn)原理,轉(zhuǎn)化工序脫硫原理 天然氣一蒸汽轉(zhuǎn)化基本原理 甲醇合成反應原理 精餾原理,8,二、甲醇生產(chǎn)原理轉(zhuǎn)化工序脫硫原理,由于天然氣中含有微量的硫（有機硫、無機硫），硫的存在會造成轉(zhuǎn)化觸媒和合成觸媒中毒，所以天然氣在進轉(zhuǎn)化管前必須先進行脫硫，使總硫量降到0.1

3、PPm以下。 本裝置采用鎳鉬加氫（有機硫轉(zhuǎn)化為無機硫），氧化鋅脫硫，它屬于干法脫硫中的化學吸附法。含硫天然氣中的有機硫先經(jīng)過催化加氫，轉(zhuǎn)化成硫化氫，然后進行脫除，其反應如下： COS+H2CO+H2S +Q 氧化鋅脫硫是通過化學吸附來脫硫的，可以脫除無機硫，其化學反應方程如下： H2S+ZnOZnS+H2O 氧化鋅和硫化氫即使在常溫下也可以反應生成性質(zhì)穩(wěn)定的硫化鋅。反應生成的硫化鋅不能再生，因此氧化鋅脫硫劑在使用一段時間后，隨著氧化鋅含量的降低，硫化鋅含量的升高，脫硫效果下降，氧化鋅脫硫劑需要定期更換,9,二、甲醇生產(chǎn)原理天然氣蒸汽轉(zhuǎn)化,脫硫后的天然氣利用本身的溫度，經(jīng)飽和塔使天然氣中的水蒸汽

4、達到飽和，再加入一定量的過熱蒸汽，使水蒸汽和天然氣以3.23.3的水碳比混合后，進入混合原料氣加熱器，加熱至520左右，進入轉(zhuǎn)化管內(nèi)在鎳催化劑的催化作用下進行轉(zhuǎn)化反應： CH4+H2OCO+3H2 - 205.66KJ/mol CH4+2H2OCO2+4H2 -164.69kJ/mol 同時發(fā)生CO的變換反應 CO+H2OCO2+H2 +40.7KJ/mol,10,二、甲醇生產(chǎn)原理甲醇合成反應原理,主反應是氫氣與一氧化碳或二氧化碳反應生成甲醇，合成反應是一個可逆的放熱反應，反應方程如下： CO+2H2 CH3OH +89.35KJ/mol CO2+3H2CH3OH+H2O +46.65KJ/m

5、ol,11,二、甲醇生產(chǎn)原理精餾原理,甲醇精餾的基本原理是利用粗甲醇中各組分在一定壓力下，沸點的不同，在精餾塔填料中進行多次的傳熱傳質(zhì)過程，除去粗甲醇中的雜質(zhì)，獲得產(chǎn)品甲醇。我廠甲醇精餾采用三塔加壓流程，它的特點是更合理地利用了熱量，除預精餾塔外，它還采用了兩個主精餾塔，第一主精餾塔為加壓精餾，操作壓力為0.57 MPa，第二主精餾塔為常壓操作，三塔流程較兩塔流程節(jié)約了熱能，節(jié)省了冷卻用水，有效地利用了能量。 在三塔加壓流程中，二甲醚及輕質(zhì)餾分是在預精餾塔內(nèi)脫除的，加壓精餾塔和常壓精餾內(nèi)主要脫除乙醇、水等重組分，最終獲得產(chǎn)品甲醇。常壓精餾塔底部殘留的4.72%的甲醇，在回收塔中得到進一步回收利

6、用，避免了浪費，最終從回收塔底部排出的廢水中甲醇含量小于36PPm，排入生化池繼續(xù)處理。,12,三、工藝流程簡介,配氣站,氫回收,CO2 回收,CO2 壓縮,天然氣 壓縮,天然氣 轉(zhuǎn)化,甲醇 精餾,甲醇 合成,K 01301,中間 罐區(qū),原料 天然氣,3.9MPa 工藝蒸汽,燃料 天然氣,煙 道 氣,CO2,酸性氣 來自合成氨,燃料 膜分離尾氣,氫回收,H2,馳 放 氣,循環(huán)氣,粗醇,粗醇,粗 醇,精 醇,精甲醇 去成品罐區(qū),13,三、工藝流程圖簡介,來自西部公司的天然氣經(jīng)過減壓后壓力1.4MP進入配氣站，流量為19122 Nm3/h的原料天然氣進入天然氣壓縮機K01101進行壓縮，壓縮后的天

7、然氣溫度103、壓力2.85MPa送往天然氣轉(zhuǎn)化工序。 壓縮后的原料天然氣經(jīng)過預熱、脫硫后，配入3.9MPa的工藝蒸汽，工藝蒸汽按水碳比3.2配比，經(jīng)混合器預熱器加熱到520、壓力2.53MPa后進入一段蒸汽轉(zhuǎn)化爐進行轉(zhuǎn)化反應。反應后的氣體855、2.19MPa、117680 Nm3/h，經(jīng)過一系列的降溫、分離水分，最終以流量75900NM3/H、溫度40、壓力2.00MPa進入合成氣壓縮機。 經(jīng)過合成氣壓縮機前5級壓縮后，進入6級循環(huán)段壓縮的氣體溫度53、壓力7.9MPa、流量487798 Nm3/h被送往甲醇合成工序。 來自壓縮工序的合成氣，進入甲醇合成塔R01401進行合成反應。出塔氣體

8、溫度259，壓力7.58MPa經(jīng)過一系列的換熱和最終分離，生產(chǎn)出的粗甲醇35.35T/H被送往甲醇精餾工序。 在甲醇分離器后分離出的循環(huán)氣一部分去壓縮工序循環(huán)段進行壓縮，再參加合成反應；另一部分弛放氣去氫回收，回收的氫氣去合成氣壓縮機壓縮參加合成反應,尾氣去轉(zhuǎn)化作燃料。 來自合成的粗甲醇，經(jīng)過預精餾塔脫除輕組分、加壓精餾塔和常壓精餾塔脫除重組分后，在加壓精餾塔取出13.22 t/h精甲醇并在常壓精餾塔取出14.29 t/h精甲醇，兩股精甲醇匯合后，送到甲醇中間罐區(qū)，準備外送。甲醇中間罐區(qū)共設有四個貯槽，作為粗甲醇和精甲醇的臨時儲存。 本裝置為提高合成甲醇氣質(zhì)，利用來自轉(zhuǎn)化的煙道氣，以及合成氨D

9、A402的氣提氣，回收再利用其中的CO2。采用MEA溶液在吸收塔內(nèi)對CO2氣體進行吸收，然后在再生塔內(nèi)進行CO2解吸，一部分：2242 Nm3/h的CO2氣體送往尿素裝置。另一部分：4535Nm3/h的CO2氣體混同合成氨DA203的酸性氣共6162Nm3/h，送往CO2壓縮機K01901進行壓縮，溫度114，壓力2.9MPa被送往轉(zhuǎn)化工段參加轉(zhuǎn)化反應。 轉(zhuǎn)化爐的燃料氣共有兩部分，一部分是來自配氣站的燃料天然氣（小燒）6232Nm3H，另一部分是來自氫回收工序的膜分離尾氣（大燒）7183 Nm3H。,14,四、重要設備,轉(zhuǎn)化爐 合成塔 壓縮機 中間罐區(qū),15,四、重要設備轉(zhuǎn)化爐,轉(zhuǎn)化爐的總體結(jié)

10、構(gòu)為方箱型、頂燒管式爐，由輻射室、過渡室、對流段組成。轉(zhuǎn)化爐的爐頂設有強制通風型燃燒器，轉(zhuǎn)化管垂直安放，爐管內(nèi)工藝氣和管外煙氣并流，方向垂直向下。轉(zhuǎn)化管在橫向布置為八排,每排三十六根，共288根。煙道布置與燃燒方式相適應，采用下煙道結(jié)構(gòu)，使轉(zhuǎn)化管獲得理想的軸向溫度分布，對流段采用水平線性布置，在對流段內(nèi)依次置放混合預熱器等設備以回收煙氣余熱。燃料天然氣、弛放氣燃燒所需的氧量由鼓風機送入爐頂環(huán)形風道，分配后進入每一個頂燒風箱，由風門控制風量進入爐膛助燃，燃燒后的煙氣通過爐膛輻射室、過渡室，經(jīng)對流室各換熱器換熱后用引風機和高煙囪抽走，在爐內(nèi)形成一定的負壓，一部分煙氣送入CO2回收工序。 轉(zhuǎn)化管設計

11、壓力為2.9MPa,爐管鑄造體的設計溫度為975，轉(zhuǎn)化管的鑄造工藝采用離心鑄造，要求內(nèi)表面有一定光潔度要求，內(nèi)部組織致密以及無裂紋，無氣孔等鑄造缺陷。鑄造完成后爐管表面需進行噴沙清理，在保證爐管使用壁厚的條件下，需對爐管的內(nèi)壁進行鏜孔，以去掉在離心鑄造時內(nèi)壁的疏松層，最大限度的保證爐管的使用安全和壽命。爐管的規(guī)格為126x12x12619,材質(zhì)為ZG45Ni35Cr25NbM。,16,四、重要設備合成塔,甲醇合成塔采用杭州林達化工技術(shù)工程有限公司研發(fā)的JW型低壓立式合成塔，塔徑3000mm，觸媒裝填高度7860mm，塔內(nèi)觸媒裝填總重量為74.05t，合成塔總高約14000m。冷氣通過塔頂部小封

12、頭的18根進氣管均勻地將氣引入6個環(huán)型上集氣管內(nèi)，冷氣再經(jīng)過上集氣管內(nèi)側(cè)兩根管進入下集氣管后從下集氣管外側(cè)兩根管返回觸媒上層，預熱后的合成氣進入觸媒層進行反應。,17,四、重要設備合成塔,18,四、重要設備壓縮機,本裝置采用2臺德國阿特拉斯生產(chǎn)的多軸式離心壓縮機組.離心式壓縮機的顯著特點是單機打氣量大，節(jié)省投資，減少占地面積。還有兩往復式二氧化碳壓縮機。 天然氣壓縮采用電機驅(qū)動的離心壓縮機組；合成氣壓縮機采用的是蒸汽透平驅(qū)動的離心壓縮機組，另有一臺為合成氨裝置提供原料天然氣的壓縮機K02101，也是透驅(qū)動。,19,四、重要設備中間罐區(qū),中間罐區(qū)屬公司一級重大危險源，共有四個貯罐，包括兩個精醇罐和兩個粗醇缸，單個精醇罐容積為402立方米，單個粗醇罐容積為866立方米。其作用有兩個，一是臨時儲存甲醇合成生產(chǎn)的粗甲醇；接受、儲存、計量甲醇精餾工序生產(chǎn)的精甲醇，經(jīng)檢驗合格后用泵送往成品罐區(qū)中儲存。,20,五、甲醇裝置的主要消耗