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文檔簡介
陜西奧維乾元化工有限公司30/52項目工藝介紹二0一0年六月一.項目構(gòu)成生產(chǎn)規(guī)模及產(chǎn)品方案1生產(chǎn)規(guī)模合成氨:30萬噸/年(中間產(chǎn)品);尿素:52萬噸/年;甲醇:20萬噸/年;裝置年運行天數(shù)為300天;年操作時間7200小時。2產(chǎn)品方案尿素:52萬噸/年;甲醇:20萬噸/年;副產(chǎn)品:硫磺4988噸/年;3.產(chǎn)品質(zhì)量液氨產(chǎn)品技術(shù)規(guī)格序號名稱規(guī)格標準備注1液氨優(yōu)等品
GB536-1988
2
NH3≥99.9%(wt)
熱氨3殘余物≤0.1%(wt)
4水≤0.1%(wt)
5油含量mg/kg≤5(重量法)≤2(紅外光譜法)
6油含量mg/kg1
尿素產(chǎn)品技術(shù)規(guī)格序號名稱規(guī)格標準備注1尿素農(nóng)業(yè)用優(yōu)等品
GB2440-2001
2總氮≥46.4wt%
3縮二脲≤0.8wt%
4水分≤0.25wt%
甲醇產(chǎn)品技術(shù)規(guī)格(GB338-2004優(yōu)級品)序號名稱規(guī)格備注1色度(鉑-鈷)≤5
2密度(20℃),g/cm3
0.791~0.792
3沸程(0℃),101.3kPa,(在60.0~65.5℃范圍內(nèi),64.6±0.1℃)/℃≤0.8
4高錳酸鉀試驗,min≥50
5水混溶試驗通過試驗(1+3)
6水的質(zhì)量分數(shù)/%0.1
7酸的質(zhì)量分數(shù)(以HCOOH計)/%≤0.0015
或堿的質(zhì)量分數(shù)(以NH3計)/%≤0.0002
8羰基化合物的質(zhì)量分數(shù)(以HCHO)計),%≤0.002
9蒸發(fā)殘渣量的質(zhì)量分數(shù)/%≤0.001
10硫酸洗滌試驗/Hazen單位(鉑-鈷)色號)≤50
11乙醇的質(zhì)量分數(shù)/%供需雙方協(xié)商
硫磺產(chǎn)品技術(shù)規(guī)格(GB2449-2006優(yōu)等品)序號名稱單位指標1硫
%Wt≥99.952水份
%Wt≤0.103灰份
%Wt≤0.034酸度(以硫酸計)
%Wt≤0.0035鐵
%Wt≤0.0036砷
%Wt≤0.00017有機物
%Wt≤0.034.原材料消耗主要原材料、燃料消耗表序號名稱技術(shù)規(guī)格單位用量供應來源小時量年用量1原料煤<25mmt106.316765472煤礦2燃料煤<25mmt147.51062000煤礦3液化石油氣
Nm372518400外購4柴油
t
350外購5尿素包裝袋
條
10400000外購主要催化劑消耗表序號名稱及型號單位使用時間耗量備注1分子篩t5年166用于空分裝置2活性氧化鋁
t5年100用于空分裝置3中溫變換催化劑m33年76.341用于變換裝置4低溫變換催化劑m34年31.646用于變換裝置5瓷球m35年39.4用于變換裝置6氧化鋁型催化劑m33年3用于硫回收裝置7氧化鈦型催化劑m33年21用于硫回收裝置8瓷球m33年5用于硫回收裝置9分子篩m35年9.4用于液氮洗裝置10活性氧化鋁m35年0.6用于液氮洗裝置11氨合成催化劑m35年53用于氨合成裝置12甲醇合成催化劑m33年41.8用于甲醇合成裝置主要化學品消耗表序號名稱技術(shù)規(guī)格單位用量供應來源小時量年用量1燒堿40%t
62外購2氨水12%t
4620.7首次外購3絮凝劑(干基)
t
15.84外購4磷酸鹽
t
336外購5添加劑(干基)
t
363.5外購6分散劑
t
216外購項目構(gòu)成主裝置合成氨裝置:采用的是煤制合成氨技術(shù);裝置能力為1000噸/日。尿素裝置:采用的是氨氣提尿素生產(chǎn)工藝;裝置能力為1760噸/日。(1000/0.568=1760.56)甲醇裝置:甲醇合成采用的是管殼式固定床反應器;甲醇精餾采用的是目前普遍采用的三塔雙效精餾工藝;裝置能力為667噸/日??辗盅b置:空分采用內(nèi)壓縮流程,同時為降低能耗增加氧的提取率,分餾系統(tǒng)增設(shè)粗氬塔;
裝置能力為2×38000NM3/H。
輔助裝置燃煤鍋爐:采用的是循環(huán)流化床;鍋爐能力為3×280T/H;鍋爐參數(shù):額定蒸發(fā)量280T/H
過熱蒸汽出口壓力10.0MPa
過熱蒸汽溫度540℃
給水溫度158℃發(fā)電機組:采用直接空冷抽凝汽式汽輪機驅(qū)動的發(fā)電機組。發(fā)電能力為2×50MW
原則是在滿足主裝置用蒸汽的前提下,盡量多發(fā)電。公用工程脫鹽水裝置(包括蒸汽冷凝液精制):脫鹽水采用超濾、反滲透+混床處理工藝;蒸汽冷凝液精制采用陽床+混床處理工藝;
處理能力:
脫鹽水出水量為400T/H
蒸汽冷凝液精制處理能力為500T/H。
產(chǎn)水水質(zhì)電導率:≤0.2μs/cm(25℃)SiO2:≤20μg/l
硬度:≈0μmol/l;循環(huán)冷卻水裝置
采用鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)逆流式機械通風冷卻塔;冷卻塔工藝參數(shù):單塔水量Q=4800m3/h
進塔水溫t1=42.0℃
出塔水溫t2=32.0℃
溫差Δt=10℃
回水壓力≥0.20MPa
分A,B兩組,其中:
A組為5×4800B組為8×4800二. 合成氨裝置裝置組成煤制合成氨裝置主要有下面部分組成:煤氣化、耐硫變換、低溫甲醇洗、液氮洗、氨合成(壓縮和冷凍)、硫回收、蒸汽和冷凝液系統(tǒng)煤氣化1..一般介紹煤氣化采用西北化工研究院具有自主知識產(chǎn)權(quán)的多元料漿氣化技術(shù),生產(chǎn)合成氨/甲醇所需要的原料氣。本工藝技術(shù)主要由料漿制備、氣化和灰水處理三部分組成。除了灰水處理的灰水澄清系統(tǒng)為兩套,濾液回收系統(tǒng)為兩套,脫氧處理系統(tǒng)為一套外,其余主要設(shè)備都為三系列。料漿制備是以一種或多種的含碳固態(tài)物質(zhì)為原料,經(jīng)一次濕磨制成氣化料漿,漿體呈非牛頓型流體中的假塑性流體特征,料漿穩(wěn)定,易于泵送;氣化是料漿通過加料泵加壓送入氣化爐,與氧氣在氣化爐內(nèi)進行氣化反應,生成以CO和H2為主要組成的粗合成氣;灰水處理為將氣化爐激冷室、氣液分離器和洗滌塔的排放黑水經(jīng)降壓閃蒸、沉降處理后循環(huán)利用。加壓水煤漿氣化技術(shù)特點:⑴加壓水煤漿氣化工藝要求原料水煤漿要有良好的穩(wěn)定性、流動性,較低的灰熔點及泵易輸送等特點;⑵氣化爐內(nèi)結(jié)構(gòu)簡單,爐內(nèi)無機械傳動裝置,操作性能好,操作彈性大,可靠程度高;⑶高溫加壓氣化,氣化采用1300-1500℃的高溫,氣化壓力達~6.5Mpa。氣化爐能力與壓力成正比,氣化壓力高,能增加反應的速度及增加反應物在氣化爐內(nèi)的停留時間,增加碳的轉(zhuǎn)化率,增加單臺氣化爐的生產(chǎn)能力,同時可節(jié)省后工序氣體壓縮功,但壓力過高工程設(shè)計和設(shè)備制造難度也就更大。如產(chǎn)品氣用作燃料,氣化壓力不宜太高;如用作合成氨或甲醇原料氣,可以選用4.0-6.5Mpa,應根據(jù)工程規(guī)模合理選定。
⑷碳轉(zhuǎn)化率高,一般可達90-96%,灰渣中粗渣含碳量約5%,少量細渣含碳量約25%。單位體積產(chǎn)氣量大,粗煤氣質(zhì)量好,有效氣成份高,產(chǎn)品氣中(CO+H2)可達80%左右;氣體中甲烷低、無焦油,可用來生產(chǎn)合成氨、甲醇、制氫、羥基合成原料氣,用途廣泛;⑸粗渣含碳量低;⑹水煤漿進料,具有安全并容易控制的特點,取消了氣化前的干燥,節(jié)約能量;
⑺采用半封閉供煤、濕法磨煤以及氣流床氣化,全過程污染輕微,無焦油等污染物,是一種先進、可靠的氣化工藝,國際公認該技術(shù)為環(huán)境友好型工藝。加壓水煤漿氣化工藝不足之處為:⑴受氣化爐耐火磚的操作條件和使用壽命的限制,氣化溫度不宜過高;⑵氣化爐內(nèi)砌耐火磚沖刷侵蝕嚴重,更換耐火磚費用大,增加了生產(chǎn)運行成本;⑶噴嘴使用周期短,必須每兩個月檢查更換一次,停爐更換噴嘴對生產(chǎn)連續(xù)運行或高負荷運行有影響,一般需要有備用爐,增加了建設(shè)投資和運行成本;⑷水煤漿含水量高,使冷煤氣效率和煤氣中的有效氣體成份(CO+H2)比干法氣流床低,氧耗、煤耗均比干法氣流床高;⑸對管道及設(shè)備的材料選擇要求嚴格,一次性工程投資比較高;⑹制備水煤漿需多種添加劑,對于激冷流程有龐大的灰水處理系統(tǒng),且細灰中含碳量高達25~30%不易處理。2,氣化爐內(nèi)反應水煤漿和純度為99.6%氧經(jīng)燒嘴呈射流狀態(tài)進入氣化爐,在高溫、高壓下進行氣化反應,生成以CO+H2為主要成分的粗合成氣。在氣化爐內(nèi)進行的反應相當復雜,一般認為氣化分三步進行:(1)煤的裂解和揮發(fā)份的燃燒水煤漿和氧氣進入高溫氣化爐后,水份迅速蒸發(fā)為水蒸汽。煤粒發(fā)生熱裂解并釋放出揮發(fā)份。裂解產(chǎn)物及揮發(fā)份在高溫、高氧濃度下迅速完全燃燒,同時煤粒變成煤焦,放出大量的反應熱。因此,在合成氣中不含有焦油、酚類和高分子烴類。這個過程進行的相當短促。(2)燃燒及氣化反應煤裂解后生成的煤焦一方面和剩余的氧氣發(fā)生燃燒反應,生成CO、CO2等氣體,放出反應熱;另一方面,煤焦又和水蒸汽、CO2等發(fā)生化學反應,生成CO、H2。(3)氣化反應經(jīng)過前面兩步的反應,氣化爐中的氧氣已完全消耗。這時主要進行的是煤焦、甲烷等與水蒸汽、CO2發(fā)生的氣化反應,生成CO和H2。—般認為,在氣化爐中主要進行以下化學反應:(CmHnSr
代表煤)⑴部分氧化反應
CmHnSr+m/2O2→mCO+(n/2-r)H2+rH2S+Q⑵煤的燃燒反應:
CmHnSr+(m+n/4-r/2)O2→(m-r)CO2+n/2H2O+rCOS+Q⑶煤的裂解反應:
CmHnSr→(n/4-r/2)CH4+(m-n/4-r/2)C+rH2S-Q⑷CO2
還原反應:C+CO2→2CO-Q⑸碳的完全燃燒反應:C+O2→CO2+Q⑹非均相水煤氣反應:C+H2O→H2+CO-QC+2H2O→2H2+CO2-Q⑺甲烷轉(zhuǎn)化反應:CH4+H2O→3H2+CO-Q⑻逆變換反應:H2+CO2→H2O+CO-Q⑼同時還可能發(fā)生以下副反應:COS+H2O=H2S+CO2C+O2+H2=HCOOHN2+3H2=2NH3N2+H2+2C=2HCN3.工藝說明工藝原理及特點含碳氫物質(zhì)破碎后與水、添加劑、助熔劑(備用)、PH調(diào)節(jié)劑一起送入磨機共磨制漿,制成濃度約為62-63%的料漿。料漿經(jīng)高壓料漿泵加壓進入氣化爐,在6.5MPa、1300~1400℃左右的條件下發(fā)生劇烈的反應,生成以CO、CO2、H2為主的粗合成氣。多元料漿氣化反應生成的粗煤氣夾帶氣化原料中未轉(zhuǎn)化組份和由部分灰形成的液態(tài)熔渣一起并流進入氣化爐下部的激冷室。激冷水與出氣化爐渣口的高溫氣流接觸,部分激冷水汽化對粗煤氣和夾帶的固體及熔渣進行淬冷、降溫。熔渣被淬冷固化,并沉入氣化爐底部水浴。粗煤氣與水直接接觸進行冷卻,大部分細灰留在水中。粗煤氣經(jīng)激冷室分離出部分粗煤氣中夾帶的水分,從氣化爐旁側(cè)的出氣口引出,經(jīng)氣液分離器、文丘里管、洗滌塔除塵、洗滌后送往下游變換工段。進入氣化爐的激冷水須經(jīng)黑水過濾器除去中攜帶的較大固體顆粒。氣化爐激冷室、氣液分離器和洗滌塔的排放黑水送往灰水處理系統(tǒng)。出氣化爐激冷室、氣液分離器和洗滌塔的排放黑水經(jīng)過三級閃蒸,高壓閃蒸汽與系統(tǒng)循環(huán)水換熱后入脫氣槽脫除其中的氧及酸性氣體,然后在除氣水泵的作用下送入洗滌系統(tǒng)循環(huán)使用。閃蒸出的黑水逐級濃縮后送往澄清槽,經(jīng)沉淀澄清后的灰水部分送往鎖斗沖洗水罐、部分送往渣池、部分送往脫氣槽,同時為了保持循環(huán)水中可溶性鹽及腐蝕性離子的濃度平衡,將一部分灰水送往廢水處理站進行處理。澄清后分離出的濁液經(jīng)澄清槽底過濾機給料泵送往真空帶式過濾機,進一步分離出其中的細渣,濾液返回至澄清槽。生產(chǎn)流程簡述氣化裝置主要包括煤漿制備工序、氣化工序和灰水處理工序。煤漿制備工序煤漿制備工序按三套系列設(shè)置,正常運行兩套。但其中添加劑制備系統(tǒng),pH值調(diào)節(jié)劑制備系統(tǒng)以及制漿水槽系統(tǒng)各為一套,為兩臺磨機共用。由輸送帶輸送來的原料煤(<10mm)送至煤貯斗,經(jīng)稱重給料機控制輸送量送入磨機(H1201A/B/C)。為了改善多元煤漿灰渣熔融性能,設(shè)置了助熔劑添加系統(tǒng),助熔劑選用石灰石。由輸送帶輸送來的助熔劑送至助熔劑貯斗,經(jīng)助熔劑稱重給料機控制輸送量送入磨機(H1201A/B/C)。來自低溫甲醇洗的廢水、甲醇精餾的廢水經(jīng)計量后直接進入磨煤機,變換低溫冷凝液進入制漿水槽(V1203),根據(jù)液位補充新鮮水,水經(jīng)磨煤水泵(P1201A/B)加壓并控制流量后送入磨機。為了控制煤漿粘度及保持水煤漿的穩(wěn)定性需加入添加劑,在添加劑制備槽(V1206)中加入固體添加劑和新鮮水,制成25%左右濃度的溶液,由添加劑制備泵(P1203)輸送到添加劑槽(V1204)中貯存,按制煤漿所需量通過添加劑給料泵(P1202A/B/C)加壓后送入磨機。為了調(diào)整水煤漿的pH值,需加入氨水。外界來的氨水送至氨水槽(V1205)貯存,經(jīng)氨水給料泵(P1204A/B)計量并加壓后送至磨機。物料在磨機中進行濕法磨煤。出磨機(H1201A/B/C)的煤漿濃度約62~65%,依靠重力流入磨機出口槽(V1207A/B/C),磨煤機出口槽攪拌器(A1203A/B/C)使煤漿均化并保持懸浮狀態(tài)。煤漿再經(jīng)低壓煤漿泵(P1205A/B/C)加壓后送至氣化工序煤漿貯槽(V1301A/B)。在煤漿制備工序中,環(huán)境污染主要是設(shè)備噪聲污染。將高噪聲設(shè)備布置在封閉廠房內(nèi),以降低對環(huán)境的影響??蓞⒁娒簼{制備工序流程圖:08005-44-A-121氣化氣化工序按三套系列設(shè)置。正常運行兩套。在本工序,煤漿與氧進行部分氧化反應制得粗合成氣。煤漿由煤漿貯槽(V1301A/B)經(jīng)高壓煤漿泵(P1301A/B)加壓至9.5MPaG后,連同空分送來的高壓氧通過燒咀進入氣化爐(F1301A/B/C),在氣化爐中水煤漿與氧發(fā)生如下主要反應:CmHnSr+m/2O2—→mCO+(n/2-r)H2+rH2SCO+H2O—→H2+CO2反應在6.5MPa(G)、1350~1400℃下進行。氣化反應在氣化爐(F1301A/B/C)反應段瞬間完成,生成CO、H2、CO2、H2O和少量CH4、H2S等氣化氣。離開氣化爐反應段的熱氣體和熔渣進入激冷室水浴,被水淬冷后溫度降低到~251℃、6.48MPa(G),并被水蒸汽飽和后出氣化爐;氣體經(jīng)文丘里管(J1302A/B/C)、洗滌塔(T1301A/B/C)洗滌除塵冷卻到~244℃,6.27MPaG后送至變換工段。氣化爐(F1301A/B/C)反應中生成的熔渣進入激冷室水浴后被分離出來,經(jīng)破渣機(Y1303A/B/C)破碎后,排入鎖斗,排出的大部分灰渣沉降在鎖斗(V1308A/B/C)的底部。從鎖斗頂部抽出較清的水經(jīng)鎖斗循環(huán)泵(P1303A/B/C)循環(huán)進入氣化爐激冷室水浴,沖氣化爐激冷室的渣。鎖斗中的灰渣定時(排渣周期一般約為30分鐘)排入渣池(V1310A/B/C),由撈渣機(L1301A/B/C)撈出裝車外運。來自灰水處理工序的灰水和變換工序的冷凝液先進入洗滌塔(T1301A/B/C)洗滌粗合成氣,洗滌塔中部排出的較清潔的灰水用黑水循環(huán)泵(P1305A/B/C)加壓后少部分送至文丘里管,大部分經(jīng)黑水過濾器(S1301A/B/C)過濾后送至氣化爐。氣化爐、渣池及洗滌塔等排出的洗滌水(稱為黑水)送往灰水處理工序。開停車期間,氣化爐激冷室的水經(jīng)開停車管線進入澄清槽(V1406)或渣池,或經(jīng)過水封罐(V1303A/B/C)直接排入渣池。氣化爐內(nèi)的工藝燒嘴帶有循環(huán)冷卻系統(tǒng),以保護燒嘴,防止溫度過高造成損壞。該系統(tǒng)由燒嘴冷卻水氣體分離器(V1306A/B/C)、燒嘴冷卻水槽(V1305)、燒嘴冷卻水泵(P1302A/B)、燒嘴冷卻水換熱器(E1301)和燒嘴頭部的冷卻水盤管組成。正常時,冷卻水在該系統(tǒng)循環(huán)使用,系統(tǒng)中的熱量由循環(huán)水通過燒嘴冷卻水換熱器移出。燒嘴冷卻水泵(P1302A/B)出現(xiàn)故障的時候,燒嘴冷卻水由事故燒嘴冷卻水槽(V1307)供給。開車時,用開工燒嘴臨時替換工藝燒嘴(Z1301A/B/C),用天然氣或油作燃料,對氣化爐進行升溫,用蒸汽驅(qū)動開工抽引器(J1301A/B/C),使氣化爐內(nèi)形成微負壓,使環(huán)境空氣可以進入氣化爐內(nèi)輔助燃燒,蒸汽和燃燒后的尾氣經(jīng)過開工抽引器和抽引器消音器(Y1302A/B/C)后,排入大氣。本工序排放的廢氣主要為氣化爐開工尾氣和事故排放氣,主要含CO、CO2、H2等,送火炬處理。這兩部分廢氣在正常時都不排放??蓞⒁姎饣ば蛄鞒虉D:08005-44-A-131。灰水處理灰水處理工序中的灰水澄清系統(tǒng)為兩套,濾液灰水系統(tǒng)為兩套,脫氧處理系統(tǒng)為一套外,其余主要設(shè)備都為三套系列。正常運行兩套。本工序?qū)饣瘉淼暮谒M行渣水分離,處理后的水循環(huán)使用。從氣化爐和洗滌塔排出的高溫黑水減壓至0.9MPaG后分別進氣化高溫熱水器(V1401A/B/C)和高溫熱水器(V1402A/B/C),閃蒸出大部分溶解的合成氣,在氣化高溫熱水器(V1401A/B/C)中加入變換來的冷凝液以洗滌閃蒸出的合成氣,兩個高溫熱水器中的含塵液體經(jīng)液位調(diào)節(jié)并減壓至0.5MPaG后進入低溫熱水器(V1403A/B/C),進一步閃蒸,閃蒸后的閃蒸液與渣池送來的黑水一起進入真空閃蒸器(V1404A/B/C),閃蒸壓力為0.03MPaA。在此,黑水被濃縮后通過澄清槽進料泵(P1401A1,A2/B1,B2/C1,C2)進入澄清槽(V1408A/B),為了加速細渣沉淀,通過絮凝劑泵(P1409A/B)向其中加入絮凝劑。絮凝劑貯存在絮凝劑槽(V1413A/B)中。在澄清槽中設(shè)置緩慢轉(zhuǎn)動的澄清槽耙料機(A1401A/B),將沉淀的細渣推至澄清槽底部出口。澄清槽底部的細渣漿經(jīng)澄清槽底泵(P1404A1,A2/B1,B2)送至真空過濾系統(tǒng)。澄清槽上部清水溢流至灰水槽(V1409A/B),由低壓灰水泵(P1405A1,A2/B1,B2)送至除氧水槽(V1411),少量用作鎖斗的沖洗水,少量送至渣池。為了防止灰水中溶解物在水系統(tǒng)中的累積和沉積,保持灰水中溶解物的平衡,少量灰水作為廢水被排往廢水處理。澄清槽底料泵送來的黑水進入細渣過濾機(M1401A/B/C),濾液進入濾液槽(V1410A/B),并用濾液泵(P1406A1,A2/B1,B2)返回澄清槽,濾渣送出界外處理。氣化高溫熱水器和高溫熱水器閃蒸出的高壓氣體,經(jīng)過灰水加熱器(E1401A/B/C)回收熱量之后,溫度降至~168℃,再進入高壓閃蒸分離器(V1407A/B/C)進行氣液分離,閃蒸氣送至變換工序,凝液送至脫氧水槽(V1411)。低溫熱水器閃蒸出的低壓氣體溫度約127.8℃,氣體直接送至除氧水槽作脫氧熱源。真空閃蒸氣,經(jīng)真空閃蒸冷凝器(E1402A/B/C)冷凝后,進入真空閃蒸分離器(V1405A/B/C),分離的液體送至灰水槽(V1409A/B),氣體由真空泵抽出進真空泵分離器(V1406A/B/C),分離掉凝液后直接高空排放。除氧水槽(V1411)接收閃蒸系列來的冷凝液及變換工序來的冷凝液,灰水槽來的灰水后,補充新鮮水,在0.05MPaG下進行脫氧,脫氧后經(jīng)除氧水泵(P1407A/B/C)加壓與氣化高溫熱水器和高溫熱水器閃蒸出的熱氣體在灰水加熱器(E1401A/B/C)中換熱后送氣化工序洗滌塔循環(huán)使用。本工序的廢氣主要是真空閃蒸的尾氣以及除氧水槽的放空氣,其中含有少量H2,CO,CO2等,其余為H2O和空氣,可以直接高空排放。廢水主要是灰水槽排出的廢水,含COD、BOD、Cl-、NH3-N等,送至污水處理站處理。廢渣主要是細渣過濾機排出的細渣,送界外處理。可參見灰水處理工序流程圖:08005-44-A-141~142。4.性能指標⑴.規(guī)模及組成
生產(chǎn)能力:30萬噸/年合成氨+20萬噸/年甲醇年操作時間:300天(7200小時)料漿制備系統(tǒng)三套,磨機三臺全開,正常操作每臺磨機為整套系統(tǒng)33~45%負荷。料漿貯槽兩個。助熔劑添加系統(tǒng)為備用系統(tǒng),助熔劑添加量按設(shè)計煤種的灰量計,CaO/A=15%,助熔劑倉設(shè)計兩個。氣化及氣體洗滌系統(tǒng)三套,2開1備。氣化爐為Ф3.2m/Ф3.7m的激冷式,爐膛容積約為25.4m3;灰水處理系統(tǒng)設(shè)置氣化高溫熱水器、洗滌高溫熱水器、低溫熱水器及真空閃蒸單元三套,與氣化系統(tǒng)一一對應,灰水沉降澄清一套、灰水槽一個,脫氣系統(tǒng)一套,真空過濾兩開一備共三套。⑵.性能指標CO+H2含量:80.12%出洗滌塔有效氣量:CO+H2154000Nm3/h.
其中57.3%用于生產(chǎn)合成氨,42.7%用于生產(chǎn)甲醇。產(chǎn)氣率(干氣):1.903Nm3/kg碳轉(zhuǎn)化率:96.00%比氧耗:414.79Nm3/kNm3CO+H2比煤耗:655.37Kg/kNm3CO+H2原料規(guī)格1.煤質(zhì)分析項目單位DCNOC工業(yè)分析水分Madwt%4.864.92灰分Aadwt%16.0414.56揮發(fā)分Vadwt%31.1823.31固定碳FCad
wt%47.9257.21元素分析碳Cadwt%63.2867.73氫Hadwt%3.993.09氮Nadwt%0.930.91硫St.ad
wt%0.670.3氧Oad
wt%10.248.5發(fā)熱量Qb.ad
KJ/kg2565025970可磨指數(shù)HGI/5758灰熔點變形溫度℃12401070軟化溫度℃13201160流動溫度℃13901220項目單位DCNOC灰組成分析SiO2wt%58.8443.71Al2O3wt%20.914.48Fe2O3wt%3.187.24CaO
wt%7.3322.33MgO
wt%1.462.77SO3wt%4.795.62TiO2wt%0.920.75化學反應活性α800℃%8.756.65850℃%15.7513.53900℃%26.2522.31950℃%40.234.241000℃%58.5547.291050℃%72.959.181100℃%82.3566.762.料漿特性項目單位DCNOC進磨機原料粒度mm≤12≤12出磨機粒度分布
<14目(1.43mm)wt%100100<20目(0.9mm)wt%98~10098~100<40目(0.45mm)wt%90~9890~98<120目(0.125mm)wt%50~7050~70<200目(0.076mm)wt%40~5040~55<320目(0.044mm)wt%25~4025~40多元料漿濃度wt%6263多元料漿添加劑
GHA-5GHA-5添加劑加入量wt%(煤基)0.50.5多元料漿粘度*mPa.s
12031164多元料漿PH值
7.0~9.07.0~9.0多元料漿重度g/ml1.2111.216多元料漿24h析水率%<4.0<4.0多元料漿氣化裝置原料量項目單位DCNOC投總干煤量kg/h107119.26100999.79添加劑總量kg/h535.59504.9助熔劑總量kg/h4837.58--入爐總料漿量kg/h181552.3161240.8總氧量Nm3/h67517.9863923.74氧氣純度%99.699.6產(chǎn)品煤氣規(guī)格
組分正常設(shè)計Nm3/hVOL%Nm3/hVOL%
CO91974.4247.9087416.0644.67
H262025.5832.3066583.9434.03
CO236642.7019.0839922.4020.40
CH474.720.04111.660.06
Ar
255.700.13270.060.14
N2774.040.40838.040.43
H2S177.400.09419.820.21
COS20.000.0147.440.02
NH377.240.0470.220.04干粗煤氣總量192021.80100.00195679.60100.00
CO+H2量154000.00
154000.00
項目流量(Nm3/h)濕基組分
%(mol)干基組分%(mol)溫度℃壓力
MPa(G)密度kg/m3出洗滌塔煤氣(單)H231012.7913.1632.3242.256.2731.06CO45987.2119.5247.9CO218321.357.7819.08H2S88.70.040.09COS1000.01CH437.360.020.04N2387.020.160.4Ar
127.850.050.13NH338.620.020.04TOTAL(D)96010.940.76100H2O139569.3459.24
TOTAL235580.24100
TOTAL(H2+CO)7700032.6880.2
副產(chǎn)碴量項目流量kg/h溫度℃密度kg/m3含水量wt%粗渣(總)14704.4471.56976.8525細渣(總)15149.4763105951.72壓力項目單位DCNOC多元料漿泵入口壓力MPa
0.10.1噴嘴入口料漿壓力MPa
7.87.8氧氣總管壓力MPa
8.38.3噴嘴入口氧氣壓力MPa
8.18.1氣化爐爐膛操作壓力MPa
6.56.5出洗滌塔煤氣壓力MPa
6.276.27溫度項目單位DCNOC多元料漿高壓泵入口溫度℃5050氣化爐前多元料漿溫度℃5050氧氣入氣化爐溫度℃4040氣化爐爐膛操作溫度℃13901320出洗滌塔煤氣溫度℃242.25242.25氣化爐外殼體溫度℃425250~375化學品技術(shù)規(guī)格氣化裝置沒有用到催化劑。用到的化學品主要為助熔劑,料漿添加劑,pH值調(diào)節(jié)劑,絮凝劑,分散劑。助熔劑用來改善多元料漿灰渣熔融性能。料漿添加劑的作用主要是改善料漿中固體的分散性能和料漿流動性能,降低料漿粘度,提高料漿濃度。pH值調(diào)節(jié)劑的作用主要是調(diào)節(jié)料漿的pH值為7~9。絮凝劑加入到澄清槽中可以提高液固的分離效果。分散劑加入到循環(huán)灰水中,目的在于減輕灰水加熱器以及相關(guān)管道的結(jié)垢?;瘜W品的規(guī)格和型號序號名稱規(guī)格或型號組份名稱專利商建議生產(chǎn)廠家1助熔劑
CaCO3
2料漿添加劑
GHA-10木質(zhì)素磺酸鈉
3
pH值調(diào)節(jié)劑20%氨水
4絮凝劑
BC-644
南京開光公司5分散劑
TS-1902
天津化工研究設(shè)計院耐硫變換耐硫變換包括合成氨變換系統(tǒng)和甲醇變換系統(tǒng),以及共用的冷凝液汽提和開工加熱系統(tǒng)。主要化學反應為變換反應:CO+H2O→H2+CO2+Q氣化水洗塔(T1301A/B/C)來的粗煤氣溫度為242℃,壓力為6.20Mpa(G),經(jīng)1#氣液分離器(V1501)分離掉氣體夾帶的水分后,約57.3%的氣體,進入合成氨變換系統(tǒng);約42.7%的氣體進入甲醇變換系統(tǒng)送變換產(chǎn)品煤氣規(guī)格
組分正常設(shè)計Nm3/hVOL%Nm3/hVOL%
CO91974.4247.9087416.0644.67
H262025.5832.3066583.9434.03
CO236642.7019.0839922.4020.40
CH474.720.04111.660.06
Ar
255.700.13270.060.14
N2774.040.40838.040.43
H2S177.400.09419.820.21
COS20.000.0147.440.02
NH377.240.0470.220.04干粗煤氣總量192021.80100.00195679.60100.00
CO+H2量154000.00
80.20154000.00
78.70變換氣組成組分合成氨變換氣(操作工況)甲醇變換氣(操作工況)Nm3/h
mol%Nm3/h
mol%
H285963.31553.76045693.98745.290
CO2398.5301.50020188.48920.010
CO270772.62544.26034444.52934.140
N2447.7260.280332.9440.330
CH447.9710.03030.2680.030
AR143.9120.090110.9810.110
H2S127.9220.08085.7580.085
COS0.0000.0005.0450.005
NH3
2ppmmol
2ppmmol合計159902.000100.000100892.000100.000干氣量159902.000
100892.000
⑴.合成氨變換系統(tǒng)V1501來的粗水煤氣全部進1#原料氣預熱器(E1501)與變換氣換熱至275~305℃左右進入第一變換爐(R1501),與自身攜帶的水蒸汽在耐硫變換催化劑作用下進行變換反應,出變換爐約427~457℃高溫氣體經(jīng)1#中壓蒸汽過熱器(E1502)與E1503副產(chǎn)的252℃壓力為4.0Mpa(G)中壓蒸汽換熱、過熱中壓蒸汽到410℃,自身溫度降低后在原料氣預熱器與進變換的粗水煤氣換熱,溫度約為377℃進入1#中壓蒸汽發(fā)生器(E1503)副產(chǎn)4.0Mpa(G)中壓飽和蒸汽。E1503出口變換氣270℃,進入第二變換爐R1502進行深度變換,將氣體中的CO降至1.5%(干基)。R1502出口變換氣溫度為294℃,壓力為5.84Mpa(G),進入1#低壓蒸汽發(fā)生器(E1504),副產(chǎn)1.0MpaG低壓蒸汽,溫度降至210℃之后進入2#氣液分離器(V1502)進行氣液分離。V1502出口高溫工藝凝液送至3#氣液分離器(V1503),出口變換氣進入1#低壓蒸汽發(fā)生器(E1505),副產(chǎn)0.5Mpa(G)低壓蒸汽。1#0.5低壓蒸汽發(fā)生器出口氣體溫度180℃,進入3#氣液分離器(V1503),分離出來的高溫工藝冷凝液經(jīng)過1#工藝熱冷凝液泵(P1501A/B)送回氣化工段碳洗塔。V1503出口變換氣經(jīng)過透平凝液預熱器(E1506)回收熱量,最后在1#水冷器(E1507)用水冷卻至40℃左右,經(jīng)過4#氣液分離器(V1504)后送低溫甲醇洗。⑵.甲醇變換系統(tǒng)一部分水煤氣(約甲醇變換總氣量的59%)進2#原料氣預熱器(E1511)與變換氣換熱至275~305℃左右進入第三變換爐(R1503),與自身攜帶的水蒸汽在耐硫變換催化劑作用下進行變換反應,出變換爐約427~457℃高溫氣體經(jīng)2#中壓蒸汽過熱器(E1512)與E1513副產(chǎn)的252℃,壓力為4.0Mpa(G)中壓蒸汽換熱、過熱中壓蒸汽到410℃,自身溫度降低后在2#原料氣預熱器與進變換的粗水煤氣換熱,溫度約為377℃進入2#中壓蒸汽發(fā)生器(E1513)副產(chǎn)4.0Mpa(G)中壓飽和蒸汽。E1513出口變換氣與另一部分未變換粗煤氣(約甲醇變換總氣量的41%)混合,進入3#低壓蒸汽發(fā)生器(E1514),副產(chǎn)1.0MpaG低壓蒸汽,溫度降至210℃之后經(jīng)過6#氣液分離器(V1512)進行氣液分離,凝液送至7#氣液分離器(V1513),氣體進入4#低壓蒸汽發(fā)生器(E1515),副產(chǎn)0.5Mpa(G)低壓蒸汽。2#0.5低壓蒸汽發(fā)生器出口氣體溫度180℃,進入7#氣液分離器(V1513),分離出來的高溫工藝冷凝液經(jīng)過2#工藝熱冷凝液泵(P1511A/B)送回氣化工段碳洗塔。V1513出口氣體經(jīng)過脫鹽水預熱器(E1516)回收熱量,最后在2#水冷器(E1517)用水冷卻至40℃左右,經(jīng)過8#氣液分離器(V1514)后送低溫甲醇洗。⑶.凝液汽提和開工加熱系統(tǒng)4#氣液分離器(V1504)與8#氣液分離器(V1514)出口低溫冷凝液混合后,經(jīng)低溫冷凝液預熱器(E1508)與汽提塔(T1501)頂部出來的氣體換熱至100℃左右進入汽提塔(T1501)。在汽提塔中,采用氣化工段來的高壓閃蒸氣和0.5MPa(G)蒸汽汽提出溶解在工藝冷凝液中的H2、CO、H2S、NH3等。汽提塔出口汽提凝液分出一股,經(jīng)氣化高溫熱水器給水泵(P1503A/B)加壓后送至灰水處理工段,作為高壓閃蒸氣的洗滌水;另一股經(jīng)脫氧水槽給水泵(P1502A/B)加壓后,送至脫氧水槽回收利用。汽提塔出口汽提尾氣溫度為120℃,經(jīng)過低溫冷凝液預熱器(E1508)、汽提廢氣冷卻器(E1509)冷卻到60℃左右進入5#氣液分離器分離(V1505)進行氣液分離。V1505分離出的酸性氣體送到火炬燃燒,低溫工藝凝液經(jīng)低溫冷凝液泵(P1504A/B)加壓后送到磨煤工段,作為磨煤的補充水。開車硫化時,自氮氣壓縮機(281工段)來的中壓氮氣以溫度40℃、壓力為5.9Mpa(G),旁路過1#原料氣預熱器E1501后進入開工蒸汽加熱器E1510。在E1510中,4.0Mpa(G)、400℃的中壓過熱蒸汽將氮氣加熱至約為350℃左右進入第一變換爐R1501,蒸汽自身溫度降至255℃。逐步提高變換爐溫度,爐溫超過250℃后,逐漸加入氣化氣,利用氣化氣中的硫?qū)ψ儞Q催化劑進行硫化,至進出變換爐的氣體中硫含量相一致,表明硫化結(jié)束。甲醇變換系統(tǒng)的加熱也類似。利用工藝余熱加熱冷凝液精制和脫鹽水站送來的透平凝液和脫鹽水。界外來的混合凝液溫度為55℃,分別經(jīng)蒸汽凝液預熱器I(E1506)和蒸汽凝液預熱器II(E1516)預熱至110℃送至界外的除氧器進行熱力除氧。氣化、變換原材料、動力及化學品消耗定額及消耗量序號名稱單位消耗定額*消耗量每小時每年一原材料
1原料煤
t0.69106.316765472.12氧氣
NM3
415.0963923.74460250928二化學品
1料漿添加劑(干基)
t
3.279×10-3
0.505363.52
pH值調(diào)節(jié)劑
t
4.167×10-3
0.6424620.73絮凝劑(干基)
kg0.01432.2158404分散劑
kg0.195302160005中溫變換催化劑M3
2.295×10-5
3.534×10-3
25.4476低溫變換催化劑M3
7.135×10-6
1.099×10-3
31.646序號名稱單位消耗定額*消耗量每小時每年三動力(水、電、汽、氣)
1新鮮水(0.4MPa)
t0.7531168352002循環(huán)水(Δt=10℃)
t23.4093605259560003中壓鍋爐給水
t0.21132.552343604低壓鍋爐給水
t0.764117.68467205密封水
t0.23335.92584806脫鹽水(1.2MPa)
t0.0649.9712807電(10000V/380V)Kwh
36.55628
4.05×107
8中壓蒸汽(4.0Mpa,410℃)
t-0.201-31-2232009低壓蒸汽(1.0Mpa,飽和)
t-0.409-63-45360010低壓蒸汽(0.5Mpa,飽和)
t-0.318-49-35280011儀表空氣NM3
7.3831340964800012低壓氮氣NM3
2.7555003600000注1:消耗定額以1000NM3(CO+H2)計。出洗滌塔(CO+H2)總量為154000NM3/h注2:“-”表示副產(chǎn)?!叭龔U”排放一覽表序號污染源名稱及排放裝置(設(shè)備)排放量特性或組成治理方案備注一廢氣
1氣化爐開工放空氣
1.2×105NM3/h
CO:19.52%,H2S:0.09%去事故火炬間斷2全廠事故排放
4.8×105NM3/h
CO:19.52%,H2S:0.09%去事故火炬間斷3真空閃蒸尾氣
16NM3/h
CO:10%,H2:15%
H2O:6%,CO2:54%高空排放連續(xù)4除氧水槽放空氣
6971NM3/h含少量CO2,空氣高空排放連續(xù)5汽提塔尾氣
1522NM3/hCO:4.7%,H2S:0.7%去火炬連續(xù)序號污染源名稱及排放裝置(設(shè)備)排放量特性或組成治理方案備注二廢水
氣化裝置廢水69.5m3/h(正常)83.5m3/h(最大)懸浮固體:100
溶解固體:2000
NH3-N:200~300
甲酸鹽:2000~2600
COD:500~1000
BOD:250~500
硫化物:9
1鈣:120去污水處理站連續(xù)
鈉:1020
鉀:7
氯:150
氟:15
氰:0.5
砷:0.013
鐵:10
單位:mg/l
2開停車時設(shè)備,管道沖洗水及地面沖洗水
6m3/h含少量固體去沉渣池回收處理間斷序號污染源名稱及排放裝置(設(shè)備)排放量特性或組成治理方案備注三廢渣
1氣化粗渣
31.7t/h(濕基)含水:50%,含碳:8.9%去渣場
2氣化細渣
19.8t/h(濕基)含碳:26%,含水:50%去界區(qū)外處理
3中溫變換廢催化劑
24.7m3/a鈷鉬催化劑送廠家回收壽命按3年4低溫變換廢催化劑
7.9m3/a鈷鉬催化劑送廠家回收壽命按4年低溫甲醇洗低溫甲醇洗裝置設(shè)計的生產(chǎn)能力為:667噸/日甲醇所需的凈化氣量(正常流量):~69301Nm3/h1000噸/日氨所需要的凈化氣量(正常流量):~87900Nm3/h低溫甲醇洗裝置組成:變換氣及部分變換氣預冷、H2S、COS和CO2吸收、閃蒸、CO2解吸、H2S濃縮、熱再生、甲醇水分離、尾氣和CO2洗滌。低溫甲醇洗裝置的特點:低溫甲醇洗是一種典型的物理吸收過程,該工藝具有如下特點:(1)它可以同時脫除原料氣中的H2S、COS、RSH、CO2、HCN、NH3、NO以及石蠟烴、芳香烴、粗汽油等組分,且可同時脫水使氣體徹底干燥,所吸收的有用組分可以在甲醇再生過程中回收。(2)氣體的凈化度很高。凈化氣中總的硫含量可脫至0.1ppm以下,CO2可脫至10ppm以下。(3)吸收的選擇性比較高。其中H2S溶解度是CO2溶解度的五倍,H2S和CO2可以在不同設(shè)備或在同一設(shè)備的不同部位分別吸收,而在不同的設(shè)備和不同的條件下分別回收。隨吸收溫度降低,H2S和CO2等在甲醇中的溶解度增加很快,而H2、N2的溶解度則變化不大,由于低溫時H2S和CO2在甲醇中的溶解度都很大,所以吸收溶液的循環(huán)量較小,特別是吸收壓力比較高時尤為明顯。另外,在低溫下H2和CO等在甲醇中的溶解度都較低,甲醇的蒸氣壓也很小,有用氣體和溶劑的損失比較小,低溫下降壓閃蒸,可回收更多的溶解氫。(4)甲醇的熱穩(wěn)定性和化學穩(wěn)定性都較好。甲醇不會被有機硫、氰化物等組分所降解,在操作中甲醇不起泡、純甲醇對設(shè)備和管道也不腐蝕,因此設(shè)備與管道大部分可以用碳鋼或耐低溫的低合金鋼。甲醇的粘度不大,在-30℃時,甲醇的粘度與常溫水的粘度相當,因此,在低溫下對傳遞過程有利。此外,甲醇也比較便宜容易獲得。(5)氨是本工程的產(chǎn)品之一、凈化后的變換氣經(jīng)液氮洗脫除微量的CO、CH4、Ar
及配N2,復熱后送至氨合成。液氮洗需要在-190℃左右的溫度下進行,并要求氣體徹底干燥,而出低溫甲醇洗洗滌塔的凈化氣就同時具有干燥和-60℃左右低溫的特點,這就節(jié)省了投資和動力消耗。本項目低溫甲醇洗工藝包由華陸工程有限責任公司提供。低溫甲醇洗裝置年操作時間均為7200小時,操作彈性為50~110%。生產(chǎn)流程簡述低溫甲醇洗裝置流程簡述低溫甲醇洗工藝包括:冷區(qū)、熱區(qū)、排放甲醇收集系統(tǒng)、甲醇貯存系統(tǒng)、氨冷凍系統(tǒng)。(一)冷區(qū)冷區(qū):CO2吸收塔(T-1601A/B)、CO2產(chǎn)品塔(T-1602)、H2S濃縮塔(T-1603)以及相關(guān)設(shè)備因操作溫度在0℃以下而被稱為冷區(qū)。(1)原料氣體的預冷及CO2、H2S等的吸收來自CO變換工序的5.55MPaA、40℃的原料氣,進入甲醇洗工序,為防止原料氣中的水分在預冷過程中結(jié)冰而向原料氣中噴入甲醇;原料氣與來自含硫富甲醇閃蒸罐(V-1602)及無硫富甲醇閃蒸罐(V-1603)的循環(huán)氣混合,經(jīng)過進料氣冷卻器(E-1601A/B)與產(chǎn)品CO2氣、尾氣及合成氣換熱降溫,然后進入進料氣體/甲醇水分離罐(V-1601A/B)。分離出的氣體進入CO2吸收塔(T-1601A/B)下部脫硫段;分離出的液相為含有甲醇/水的冷凝液,冷凝液送往熱區(qū)的甲醇/水分離塔(T-1605)。原料氣中的H2S和COS在CO2吸收塔(T-1601A/B)脫硫段被吸收,出脫硫段的氣體中H2S+COS小于1ppm,氣體再導入CO2吸收塔(T-1601A/B)上部脫碳段。脫硫段的洗液是來自于脫碳段吸收CO2后的無硫富甲醇,由于H2S和COS在甲醇中溶解度高于CO2,所以僅需用脫碳段排出甲醇的一部分進入脫硫段(通常為~50%),吸收了H2S和COS后成為含硫富甲醇,它從脫硫段底部引出,經(jīng)含硫甲醇冷卻器(E-1603)、含硫甲醇第二換熱器(E-1607)及含硫甲醇氨冷器(E1620)降溫,減壓后送到含硫富甲醇閃蒸罐(V-1602)。經(jīng)脫硫后的原料氣進入脫碳段,原料氣中的CO2全部在脫碳段中被來自CO2吸收塔塔頂?shù)牡蜏刎毤状嘉?,T-1601A塔頂引出的凈化氣中CO2含量滿足合成氨生產(chǎn)的要求(CO2≤20ppm;H2S+COS≤0.1ppm),送往液氮洗工序繼續(xù)凈化;T-1601B塔頂引出的凈化氣中CO2含量滿足甲醇專利商生產(chǎn)甲醇的要求(暫按:CO2約3%);H2S+COS≤0.1ppm,送往甲醇合成工序。吸收CO2所產(chǎn)生的溶解熱部分使甲醇溫度升高,部分則由循環(huán)甲醇冷卻器(E-1606A/B)及循環(huán)甲醇氨冷器(E-1605A/B)移走。脫碳段底排出的富甲醇一部分進入(通常為~50%)脫硫段,其余經(jīng)無硫甲醇冷卻器(E-1617A/B)及無硫甲醇氨冷器(E1604)冷卻,減壓后送無硫富甲醇閃蒸罐(V-1603)。(2)富甲醇的膨脹通常除CO2、H2S和COS外,總有一些H2及其它氣體溶解于離開CO2吸收塔(T-1601A/B)的兩股富甲醇中,為了回收這部分H2,兩股富甲醇須先預冷后減壓膨脹。自CO2吸收塔(T-1601A/B)脫碳段底部引出的富甲醇由于不含有H2S和COS
而被稱為無硫甲醇。無硫甲醇先分別與來自液氮洗工序的合成氣和T-1601B塔頂?shù)膬艋瘹庠跓o硫甲醇冷卻器(E-1617A/B)中換熱,再經(jīng)無硫甲醇氨冷器(E-1604)冷卻后,減壓進入無硫富甲醇閃蒸罐(V-1603)中閃蒸,以解吸出部分氣體。出脫硫段塔底的富甲醇中由于含有H2S和COS被稱為含硫富甲醇。含硫富甲醇先與來自CO2產(chǎn)品塔(T-1602)的產(chǎn)品CO2在含硫甲醇冷卻器(E-1603)中換熱,再和循環(huán)甲醇閃蒸罐(V-1607)底部排出的甲醇在含硫甲醇第二換熱器(E-1607)中換熱,再經(jīng)含硫甲醇氨冷器(E-1620)降溫后減壓并進入含硫富甲醇閃蒸罐(V-1602)中閃蒸,解吸部分氣體。出無硫富甲醇閃蒸罐(V-1603)和含硫富甲醇閃蒸罐(V-1602)的解吸氣體,在含硫富甲醇閃蒸罐(V-1602)頂部混合后進入循環(huán)氣壓縮機(C-1601)加壓,并經(jīng)循環(huán)氣壓縮機后冷器(E-1602)冷卻后注入進料氣中。(3)產(chǎn)品CO2氣出無硫富甲醇閃蒸罐(V-1603)的無硫甲醇繼續(xù)減壓并分別在CO2產(chǎn)品塔(T-1602)頂部和H2S濃縮塔(T-1603)頂部解吸,CO2產(chǎn)品塔(T-1602)頂產(chǎn)生的解吸氣體作為產(chǎn)品CO2氣的一部分。此后的無硫甲醇分別進入塔的下部,在CO2產(chǎn)品塔(T-1602)用于洗下CO2產(chǎn)品塔(T-1602)上升氣流中的硫化物而得到低硫的CO2產(chǎn)品,在H2S濃縮塔(T-1603)用于洗下H2S濃縮塔(T-1603)上升氣流中的硫化物而使尾氣中含硫低于25mg/Nm3。出含硫富甲醇閃蒸罐(V-1602)的含硫甲醇按比例分成兩股:一股減壓并進入CO2產(chǎn)品塔(T-1602)上段的下部,由CO2產(chǎn)品塔(T-1602)下段升氣板進入上段的脫吸氣與含硫甲醇解吸出的氣體相混合,用下流的無硫甲醇洗去硫化物,再與進入塔頂解吸的無硫甲醇解吸出來的CO2相混合,一起離開CO2產(chǎn)品塔(T-1602)的頂部,即為CO2產(chǎn)品(其中一部分多余的CO2將被送入尾氣中)。產(chǎn)品CO2在含硫甲醇冷卻器(E-1603)中與含硫甲醇換熱后,再通過進料氣冷卻器(E-1601A/B)回收冷量后送出界區(qū)。另一股含硫甲醇減壓后則進入H2S濃縮塔(T-1603)上段,并在此解吸。上述兩股含硫甲醇的流量比例,可根據(jù)對CO2產(chǎn)品的需要量進行調(diào)節(jié),即當CO2產(chǎn)品的需要量較多時,到CO2產(chǎn)品塔的流股的量加大,而到H2S濃縮塔的流股的量可減少,反之亦然。(4)H2S的濃縮CO2產(chǎn)品塔(T-1602)上段底部引出的富甲醇繼續(xù)減壓后進入H2S濃縮塔(T-1603)中部與來自塔頂而向下流動的甲醇混合到濃縮塔上段底部,并用H2S濃縮塔上塔出料泵(P-1601A/B)抽出,經(jīng)與再生后的貧甲醇在第三貧甲醇冷卻器(E-1608)中換熱并經(jīng)循環(huán)甲醇冷卻器(E-1606A/B)冷卻從吸收塔段間抽出的甲醇后,其溫度升高,使溶解于甲醇中的CO2等氣體解吸,經(jīng)過循環(huán)甲醇閃蒸罐(V-1607),將氣液兩相分開。氣相送入CO2產(chǎn)品塔下段經(jīng)升氣板到產(chǎn)品塔上段,經(jīng)脫硫之后,作為產(chǎn)品CO2的一部分。液相再經(jīng)含硫甲醇第二換熱器(E-1607)加熱后,氣液一起送入CO2產(chǎn)品塔(T-1602)的下段,CO2繼續(xù)解吸,氣-液分離后,液相減壓并送到H2S濃縮塔(T-1603)下段的上部,在此段內(nèi)用氮氣氣提使CO2解吸,從而達到H2S被濃縮的目的。氮氣及氣提出的氣體經(jīng)升氣板進入濃縮塔上段,與升氣板上部甲醇中解吸出的CO2氣體混合,經(jīng)用塔頂流下的無硫甲醇脫硫后離開H2S濃縮塔(T-1603)的頂部,即為尾氣。尾氣經(jīng)進料氣冷卻器(E-1601A/B)回收冷量后進入尾氣洗滌塔(T-1606)回收其中的甲醇并達標排放入大氣。(二)熱區(qū)熱區(qū):甲醇再生塔(T-1604)、甲醇/水分離塔(T-1605)以及相關(guān)設(shè)備因操作溫度在0℃以上而被稱為熱區(qū)。(1)甲醇再生由H2S濃縮塔(T-1603)下段來的釜液用甲醇再生塔進料泵(P-1603A/B)加壓,經(jīng)甲醇第一過濾器(S-1602)過濾,第二貧甲醇冷卻器(E-1609)與第一貧甲醇冷卻器(E-1610)加熱后進入甲醇再生塔(T-1604)。在塔的上段,富甲醇被下塔底來的甲醇蒸氣和來自甲醇/水分離塔(T-1605)的甲醇蒸氣加熱并呈沸騰狀態(tài)。此時,所溶的H2S、COS、CO2亦全部被解吸出來。甲醇再生塔再沸器(E-1611)中產(chǎn)生的甲醇蒸氣和來自甲醇/水分離塔(T-1605)的甲醇蒸氣除加熱富甲醇外還提供H2S、COS、CO2自富甲醇中解吸所需的熱量,多余的甲醇蒸氣和H2S、COS、CO2一并上升到塔頂。甲醇再生塔(T-1604)頂部含H2S、COS、CO2和甲醇蒸氣的排出氣,經(jīng)H2S餾份水冷卻器(E-1612)冷卻后,進入甲醇再生塔回流液分離罐(V-1606)。在此進行氣、液分離,所分離出的凝液經(jīng)甲醇再生塔回流泵(P-1606A/B)加壓送至甲醇再生塔頂部作回流液。氣體經(jīng)與冷H2S餾分在H2S餾分冷交換器(E-1614)中換熱、再經(jīng)H2S餾分氨冷器(E-1613)冷卻,進入H2S餾分分離罐(V-1605)中進行氣、液分離。液相流到H2S濃縮塔(T-1603)底部,氣相即含H2S餾分氣體,經(jīng)H2S餾分冷交換器(E-1614)回收冷量后,離開本工序去硫回收工序,但在開車階段、操作不正常時或當進料氣(指進入本工序的變換氣)中含硫低時,為確保送硫回收工序的氣體中H2S濃度滿足要求,則將氣相中的一部分送H2S濃縮塔下部,另一部分經(jīng)H2S餾分冷交換器(E-1614)回收冷量后,去硫回收工序。當系統(tǒng)超壓時,部分氣體可導入火炬系統(tǒng)。甲醇再生塔(T-1604)釜液(熱再生后的甲醇)即貧甲醇,分為兩股:①一股貧甲醇則經(jīng)第一貧甲醇冷卻器(E-1610)冷卻后送甲醇中間貯罐(V-1604)。貧甲醇泵(P-1604A/B)將貧甲醇自甲醇中間貯罐(V-1604)抽出并加壓、再經(jīng)貧甲醇水冷卻器(E-1618)冷卻。之后它又分成為兩股:絕大部分則經(jīng)第二貧甲醇冷卻器(E-1609)和第三貧甲醇冷卻器(E-1608)冷卻后,進入CO2吸收塔(T-1601)上部循環(huán);很小的一股噴入進料氣中。②另外的一股貧甲醇經(jīng)甲醇/水分離塔進料泵(P-1605A/B)加壓,經(jīng)甲醇第二過濾器(S-1601)過濾和經(jīng)甲醇/水分離塔進料加熱器(E-1616)加熱后,送入甲醇/水分離塔(T-1605)。在甲醇/水分離塔(T-1605)中,利用甲醇/水分離塔再沸器(E-1615)提供的熱源,實現(xiàn)甲醇和水經(jīng)精餾分離。甲醇蒸氣離開甲醇/水分離塔(T-1605)的頂部和進入甲醇再生塔(T-1604)。塔釜中的污水一部分送入尾氣洗滌塔(T-1606)作為洗滌液,另一部分送出界區(qū)達標排放。進入甲醇/水分離塔(T-1605)的貧甲醇流量的大小則視循環(huán)甲醇中含水量的高低進行調(diào)整的,即當循環(huán)甲醇中含水量高時,就適當加大此貧甲醇量,以使循環(huán)甲醇中的含水盡快降低到設(shè)計值。甲醇/水分離塔(T-1605)的塔頂回流液是來自甲醇再生塔(T-1604)頂部出氣的甲醇再生塔回流液分離罐(V-1606)。由于此回流液中不含水,故有利于壓低(T-1605)出氣中的帶水量。回流液流量的大小,可依(T-1605)頂部出氣中的帶水量的高低進行調(diào)整,即當帶出水量高時,可適當加大回流液量,反之亦然。(2)尾氣洗滌來自H2S濃縮塔(T-1603)的頂部的尾氣經(jīng)進料氣冷卻器(E-1601A/B)回收冷量后從塔底進入尾氣洗滌塔(T-1606)。塔頂洗滌液采用來自界區(qū)外的脫鹽水,塔中部洗滌液系采用來自甲醇水分離塔(T-1605)塔底的廢水(當尾氣洗滌塔塔底排出的廢水不合格時(通常是在原始開車或事故情況下),則補充新鮮的脫鹽水)。尾氣與塔中部的填料逆流接觸和經(jīng)頂部的塔盤塔回收尾氣夾帶的甲醇后,通過煙囪排大氣;塔釜的廢水則通過尾氣洗滌泵加壓送回甲醇水分離塔(T-1605)。低溫甲醇洗原料氣規(guī)格組分合成氨原料氣甲醇原料氣NOCDCNOCDC(mol%)(mol%)(mol%)(mol%)CO1.4818821.36553420.02605820.097487H254.07103254.30486445.38637345.548262CO243.59316743.32989133.74451333.347222CH40.0402660.0535550.0397430.055069Ar
0.1470270.1534260.1414470.146767N20.399160.4245580.4008860.42629H2S0.0684390.1588490.0806560.187651COS0.00788520.018360.0093630.021852H2O0.1905120.1903290.1705820.169038總流量(以凈化氣量計)~87900NM3/h(100%負荷)~69301NM3/h(100%負荷)溫度40℃40℃壓力5.4MPa(g)5.5MPa(g)低溫甲醇洗裝置產(chǎn)品氣規(guī)格序號名稱規(guī)格組成(mol%)備注1凈化變換氣5.31MPa(G)-62.6℃CH3OH:0.0003至液氮洗脫除微量的CO、CH4、Ar及配N2、復熱后送至氨合成CO2:0.0008H2:96.5564N2:0.7398Ar:0.2641CH4:0.0865CO:2.3531總硫:<0.1mg/NM3序號名稱規(guī)格組成(mol%)備注2凈化的
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