煤制甲醇講解.ppt

1、新員工培訓？ 什么？ 化工有限責任公司，2012年7月23日新員工培訓，煤氣凈化中心所屬裝置，煤炭是古代植物在地下埋藏經(jīng)歷復雜生化和物理化學變化而逐漸形成的固體可燃性礦物，是固體可燃有機巖，主要是植物遺體經(jīng)過生化作用，埋藏后經(jīng)過地質(zhì)作用而變化的。 俗稱煤。 煤大致分為褐煤、煙煤、無煙煤。 煤的組成：固定碳、水分、灰分、揮發(fā)成分以及少量的硫、磷。 每單位重量燃料燃燒時釋放的熱量稱為發(fā)熱量，人為發(fā)熱量7000千卡的煤作為標準煤，按照這個標準換算煤消耗量。 新員工培訓、德士古煤漿技術(shù)概況、德士古(Texaco )公司是由重油氣化技術(shù)發(fā)展起來的，1948年提供了第一套煤漿氣化技術(shù)的中試裝置，1948年

2、在洛杉磯孟特培羅實驗室建成。 規(guī)模為1.5噸的煤炭/天德規(guī)則化學/規(guī)則煤公司(RCH/RAG )于1978年對煤漿的制備、燃燒器、耐火材料、礦渣水處理和馀熱回收等進行了進一步的研究和改進，為工業(yè)化奠定了基礎(chǔ)，德士古煤漿的氣化技術(shù)特點是煤漿的供應(yīng)氣化爐結(jié)構(gòu)簡單的產(chǎn)品氣體，化工合成、制氫和聯(lián)合循環(huán)發(fā)電的碳轉(zhuǎn)化率高達98%以上，調(diào)節(jié)比大，負荷轉(zhuǎn)換簡單，德士古煤漿技術(shù)概況，環(huán)境污染小，三廢處理方便，德士古技術(shù)對煤種有較強的選擇性，氣化石煤種低低灰熔點年輕煙碳酸耗高工藝燃燒器壽命不長的氣化工藝、灰水處理工藝、新員工培訓、殼粉氣化工藝SCGP、荷蘭發(fā)電廠、湖南洞氮、全國19套、全球22套殼干煤氣化技術(shù)的關(guān)

3、鍵設(shè)備是氣化爐、氣體冷卻器和陶瓷過濾器氣化爐包括膜式水冷室、環(huán)狀空間和高壓容器殼干燥煤氣化技術(shù)的優(yōu)點：膜式水冷壁修訂(爐渣耐渣)和燃燒器壽命決定著氣化爐的強度。 燃燒器壽命3年的碳轉(zhuǎn)化率高(超過99% )達到氧和煤消耗低的原料的高柔軟性(操作溫度15001700度)有利于環(huán)境保護，殼粉煤氣化工藝SCGP，殼粉煤氣化工藝的概略圖，多噴嘴對向式煤漿氣化， 九五國重點科技難關(guān)項目“新型多華東理工大學、冀礦魯南化肥廠、天辰化學工程公司共同承擔，經(jīng)2000年10月國家石油化工局審定，十五國(863 )的重大課題“新型煤漿氣化技術(shù)”將在魯南實現(xiàn)1150噸煤/建設(shè)日多噴嘴對向式氣化爐，設(shè)24萬噸甲醇/年，并

4、于2005年12月、2006年1月通過國家石化協(xié)會審定和鑒定，工藝流程與德士古煤漿氣化技術(shù)相似，對氣化爐、灰水處理裝置進行了改進氣化爐：上部高效霧化碰撞三相混合好，氣化反應(yīng)完整，轉(zhuǎn)化率高，多噴嘴擴大氣化爐負荷調(diào)節(jié)范圍，有利于裝置大型化的換熱器變成蒸發(fā)熱水塔，不易堵塞，多噴嘴對向式煤漿氣化，工藝流程簡圖，GSP工藝技術(shù)前民主最初的目的是使用高灰分褐煤生產(chǎn)民用氣體，1979年在弗雷伯格(Freiburg )分別建立了3MW和5MW的中試裝置，1984年在黑水泵市勞勃(Laubag )發(fā)電廠建立了130MW的冷暖爐商業(yè)化裝置，原料處理能力GS的GE- Texaco工藝氣化指標比干法氣化稍差，耗煤、耗

5、氧等主要指標分別高出約10%和15%，但其工藝配置、工藝簡潔，專有設(shè)備臺件少，系統(tǒng)設(shè)備國產(chǎn)化率達90%， 而且國內(nèi)開發(fā)引進消化吸收的工序的缺點是煤種的選擇上，注意使煤漿濃度成為60%的內(nèi)水低的灰熔點在1320以下，運行周期變長。 總結(jié)：華東理工的對向式四噴嘴氣化技術(shù)是國內(nèi)的自主開發(fā)技術(shù)，在消化吸收GE-TEXACO技術(shù)的基礎(chǔ)上，改進創(chuàng)新，克服GE-TEXACO氣化技術(shù)的弱點和缺點，有利于氣化系統(tǒng)長周期穩(wěn)定運行，該工藝簡潔、無獨特設(shè)備，是系統(tǒng)設(shè)備的國產(chǎn)到目前為止，工藝燃燒器的結(jié)構(gòu)、材質(zhì)和壽命越來越完善，積累了大量的建設(shè)和生產(chǎn)管理經(jīng)驗。 總而言之，殼工藝技術(shù)雖然先進(氣化部分)，但綜合前端制粉、加

6、壓進料，空間進氮量及后端耐硫變換的補汽、節(jié)能效果乃至工藝技術(shù)的先進性必須大幅折扣，工程實施技術(shù)要求高，難度大，施工周期相對下游為甲醇產(chǎn)品的氣化裝置，采用CO2作為煤粉的加壓輸送介質(zhì)，在CO2減壓時會產(chǎn)生干冰。 總結(jié)GSP工藝的氣化爐結(jié)合水冷壁和驟冷，吸收殼和Texaco的優(yōu)點，粗煤氣最終經(jīng)過二級文丘里冷卻除塵等，工藝流程新穎，生產(chǎn)控制簡潔合理，回避短，先進可行。 建設(shè)工程量也比殼體小，工期預計為30個月左右，有獨特之處。 工業(yè)化的業(yè)績匱乏。 太空爐氣化過程與GSP有點相似。 總而言之，氣化裝置采用西北化工研究院的多元漿液加壓氣化技術(shù)，以煤漿和純氧為原料，氣化壓力達到6.5MPa(G )，反應(yīng)溫

7、度約(1320 )有效氣體成分(CO H2)達到80%左右，該技術(shù)對煤種的適應(yīng)范圍很廣氣體中甲烷含量低，惰性氣體含量低，氣體質(zhì)量好，是生產(chǎn)甲醇合成氣的理想原料氣。 多價漿液的氣化技術(shù)，1，碳的燃燒和氣化反應(yīng)： C O2=CO2 C 1/2O=CO C H2O=CO H2 2，水氣的平衡反應(yīng)： C CO2=2CO CO H2O=CO2 H2，煤漿的加壓氣化原理。 但是，反應(yīng)溫度過高時，氣化爐的耐火襯里和噴嘴容易燒損，導致氣化爐的超溫，另外，提高溫度是通過增加氧的使用量來實現(xiàn)的，隨著氧的使用量的增加，更多的煤漿和有效氣體被焚燒(CO2和H2O 工藝條件的選擇，2，壓力：氣化反應(yīng)是體積增大的反應(yīng)，提

8、高壓力不利于化學反應(yīng)的平衡。 提高壓力可提高反應(yīng)速度加壓氣化噴嘴霧化效果高加壓下氣體體積小，氣化爐生產(chǎn)強度高，減小設(shè)備容積可節(jié)約動力加壓氣化有利于氣體凈化，工藝條件的選擇，3，用氧量：通常耗氧nm3(o2) n 比氧消耗量越高，意味著氣相中的二氧化碳含量越高，氣化爐的運轉(zhuǎn)溫度越高，燃燒更多的碳，不僅降低有效的氣體收率，而且反應(yīng)溫度也過高，容易燒壞噴嘴和氣化爐的耐火襯里。 但是，由于氧使用量過低，氣化爐內(nèi)的溫度低，煤漿的轉(zhuǎn)化不完全，生成氣體中的甲烷含量高。工藝條件的選擇，4，煤漿濃度：為了提高綜合氣化效率，降低氧、煤耗，在滿足煤漿輸送的基礎(chǔ)上，應(yīng)盡量提高煤漿濃度，減少裝水量。 但是，煤漿濃度的提

9、高，意味著煤漿的動力不穩(wěn)定性惡化，煤漿發(fā)生分層現(xiàn)象，并且粘度增加，動力消耗惡化，嚴重的情況下，泵送可能變得困難。 水煤漿濃度一般控制在60%左右。 工藝條件的選擇，氣化裝置以煤為原料，部分氧化生成粗合成氣，然后轉(zhuǎn)化得到滿足下游裝置H2/CO要求的轉(zhuǎn)化氣，送到凈化裝置進行凈化處理。 氣化裝置主要包括原料儲存和準備、煤漿制備、氣化、灰水處理、轉(zhuǎn)換5個生產(chǎn)單元，工藝流程概要、煤漿制備、氣化、灰水處理1、灰水處理2、轉(zhuǎn)換裝置由轉(zhuǎn)換系統(tǒng)和熱回收系統(tǒng)2部分組成。 使用耐硫轉(zhuǎn)換催化劑，其活性成分分為Co-Mo。 轉(zhuǎn)化反應(yīng)是CO H2O H2 CO2，為了轉(zhuǎn)化、一氧化碳轉(zhuǎn)化，合成甲醇的最主要原料是H2，CO和

10、少量的CO2。 甲醇合成原料氣體氫碳比F=H2-CO2/CO CO2=2.1-2.15一氧化碳轉(zhuǎn)換是利用催化劑使氣體中的一氧化碳和飽和水蒸氣進行一氧化碳轉(zhuǎn)換反應(yīng)，轉(zhuǎn)換成氫和二氧化碳，即除去粗氣體中的一部分一氧化碳，另外生成對后續(xù)工序有用的氫作為后系甲醇合成的同時，部分反應(yīng)熱被廢熱鍋爐回收，副產(chǎn)低壓蒸汽，是預熱脫鹽水的鍋爐給水。 所有粗氣體轉(zhuǎn)換的轉(zhuǎn)換率都是通過調(diào)整氣體的水/氣來實現(xiàn)的，生產(chǎn)控制困難，催化劑的使用量大，有機硫的轉(zhuǎn)換下降到60左右，本裝置采用部分轉(zhuǎn)換流程，進行耐硫轉(zhuǎn)換、耐硫轉(zhuǎn)換， 部分變換部分粗氣體進入變換爐的優(yōu)點95有機硫可以變換為h2s h2/co的調(diào)整通過配氣容易調(diào)整變換爐及粗

11、氣體預熱器設(shè)備的小缺點：變換氣體中的有機硫的一部分沒有被回收。 但是，在低溫甲醇洗滌中可以去除，煤漿的粗水氣洗滌后的含塵量為1mg/m3(標準)，溫度為230245，在水蒸氣中飽和，水蒸氣比約為1.41.6，直接加熱升溫到280時進入轉(zhuǎn)換，不需要補充蒸氣由于工藝短、能耗低，因此在煤漿氣化中配合耐硫轉(zhuǎn)換是最佳選擇。耐硫轉(zhuǎn)化、轉(zhuǎn)化1、轉(zhuǎn)化2、低溫甲醇洗滌氣體凈化技術(shù)、低溫甲醇洗滌氣體凈化技術(shù)、LURGI Rectisol、甲醇生產(chǎn)中應(yīng)去除硫化物。 否則對生產(chǎn)造成很大危害，主要危害有以下幾點出現(xiàn)的腐蝕設(shè)備對環(huán)境污染，硫化物對甲醇生產(chǎn)的危害，新員工的培訓，低溫甲醇洗滌在氣體凈化中的應(yīng)用：吸收法按原理可

12、分為化學吸收和物理吸收兩種，物理吸收法中特別適合凈化的是RESS 以甲醇為吸收溶劑可以去除氣體中的所有雜質(zhì)，凈化度高，證明該技術(shù)自50年代以來被世界各地的大型工業(yè)裝置先進、經(jīng)濟。 低溫甲醇洗滌的發(fā)展歷史，低溫甲醇洗滌技術(shù)是20世紀50年代初由林德公司和盧奇公司共同開發(fā)，1954年最先用于煤加壓氣化后的粗氣的凈化，之后用于城市煤氣等的凈化。 目前全球共有低溫甲醇洗滌裝置100套，其操作壓力與2.48.0MPa(a )不同，用于合成氨、合成甲醇、城市燃氣、工業(yè)制氫、合成油等化工工藝中的煤氣化、重烴氣化轉(zhuǎn)化氣體、富氫脫硫脫碳基本原理，低溫甲醇洗滌工藝以冷甲醇為吸收溶劑，利用低溫下酸性氣體在甲醇中溶解

13、度較大的特性去除原料氣體中的酸性氣體(主要是CO2和H2 S )。 低溫甲醇清洗工藝的主要流程是多級吸收解吸的組合。 高壓低溫吸收和低壓高溫解吸是吸收分離法的基本特征。以煤氣化為前提的低溫甲醇洗滌工藝的完全流程是吸收、解吸和溶劑回收、氣體在甲醇中的溶解度、低溫甲醇洗滌工藝原理、低溫甲醇洗滌是在一定的壓力和低溫下，去除轉(zhuǎn)化氣體中含有的酸性氣體CO2、H2S、COS和硫醇等甲醇吸收酸性氣體的過程是物理吸收，因為不發(fā)生化學反應(yīng)。 吸收原理：以低溫甲醇為吸收劑，利用CO2、H2S、COS和硫醇等酸性氣體大于H2、N2、CO在甲醇中的溶解度的特性，去除轉(zhuǎn)化氣體中的酸性氣體，吸收酸性氣體的甲醇經(jīng)閃蒸、釋放

14、和加熱，得到CO2、 發(fā)射H2S等的低溫甲醇清洗工藝的原理，低溫甲醇清洗裝置采用魯奇的低溫甲醇清洗氣體凈化工藝，該工藝具有技術(shù)成熟可靠、能耗低、氣體凈化度高的特點，具有H2S、COS、HCN等雜質(zhì)特別是在高吸收壓力和低溫下吸收效果高，能夠?qū)O2除去到20ppm以下，而且溶劑廉價，操作成本低。 低溫甲醇洗滌裝置的特點1、吸收、原料氣體中除了CO、H2以外，還包括CO2、H2 S、N2、Ar和COS、CH4、H2O等。 吸收開始前，首先加入少量的甲醇降低水的冰點，以免在其后的過程中發(fā)生水的凍結(jié)現(xiàn)象。 吸收的主要目的是將CO2和H2 S溶解在甲醇中，吸收過程為散熱過程，需要較高的壓力(2.5 8.0 MPa )和較低的溫度(- 40 - 70 )。 吸收后吸收液通常在塔外進行冷卻降溫。 2、解吸、解吸過程從吸收液中釋放H2、CO2、H2 S等。 解吸過程需要低壓力(0.1 3.0MPa )和高溫度(0100 )。 可以通過閃蒸得到H2，并將其作為原料進行回收。 一部分CO2通過閃蒸發(fā)出，另一部分由低壓N2氣體上拉。 放出的H2 S被送到硫回收裝置進行回收，得到副產(chǎn)品硫。