煤制甲醇工艺流程？

气化

a)煤浆的制备

原煤干基(

为了降低煤浆的粘度，使煤浆具有良好的流动性，需要添加添加剂，初步选择木质素磺酸添加剂。

对于煤浆气化，需要将浆液的PH值调节在6 ~ 8。可以使用稀氨水或碱液。稀氨水挥发氨，对人体有害，污染空气。因此，本项目计划用碱液来调节煤浆的PH值，碱液的浓度初步定为42%。

为了节约用水，含有少量甲醇的净化废水和甲醇精馏废水可用作制浆用水。

b)气化

在这一部分，煤浆与氧气反应生成粗合成气。

煤浆经煤浆罐加压和煤浆增压泵加压后，与空分送来的高压氧一起通过燃烧器进入气化炉，煤浆与氧气反应如下:

cmh nsr+m/2o 2——→mCO+(n/2-r)H2+rH2S

一氧化碳+H2O——→H2+二氧化碳

反应在6.5MPa(G)，1350～1400℃下进行。

气化反应在气化炉的反应段瞬间完成，产生一氧化碳、H2、二氧化碳、H2O和少量的甲烷、H2S等气体。

离开气化炉反应段的热气和炉渣进入急冷室进行水浴，经水急冷后，降温并被水蒸气饱和，然后离开气化炉；煤气经文丘里洗涤器和碳洗涤器洗涤、除尘和冷却后，送至变换工段。

气化炉反应产生的炉渣进入急冷室水浴后分离，排入闭锁式料斗，定期排入渣池，由刮渣机捞出，装车外运。

气化炉和碳洗塔排出的洗涤水(称为黑水)送至灰水处理。

c)灰水处理

在该部分中，气化黑水与炉渣和水分离，并且处理后的水被再循环。

气化炉和碳洗涤器排出的高温黑水分别进入各自的高压闪蒸器，经高压闪蒸浓缩的黑水混合后，经低压和两级真空闪蒸浓缩后进入澄清池，水中加入絮凝剂加速沉淀。澄清池底部的细渣浆被泵出，送至过滤器的进料池。经过滤机进料泵加压后，送至真空过滤机脱水，渣饼由汽车拉出厂。

闪蒸出的高压气体经灰水加热器回收后，冷凝液经气液分离器分离后，进入变换工段汽提塔。

闪蒸后的低压气直接送至洗涤塔进料罐，澄清罐上部清水溢流至灰罐，由灰泵分别送至洗涤塔进料罐、气化锁斗和磨煤罐，少量灰水作为废水排放处理。

洗涤塔进料罐中的水由进料泵加压，然后与高压闪蒸器排出的高温气体进行热交换，再送入碳洗塔循环使用。

2)转型

在这一部分，气体中的一氧化碳部分转化为H2。

这一部分的化学反应是一个转移反应，由下式表示:

一氧化碳+H2O——→H2+二氧化碳

来自气化碳洗涤器的粗水煤气经气液分离器分离后，进入气体过滤器除去杂质，然后分成两股，一股(约54%)进入原料气预热器与变换气换热至305℃左右，进入变换炉，在耐硫变换催化剂的作用下与携带的水蒸汽发生变换反应。离开变换炉的高温气体通过蒸汽过热器与甲醇合成变换副产的中压蒸汽换热，中压蒸汽过热，自身温度降低后与进入变换炉的粗水煤气在原料气预热器中换热。温度约为335℃，进入中压蒸汽发生器产生4.0MPa蒸汽。温度降至270℃后，进入低压蒸汽发生器，温度降至180℃，然后进入脱盐水加热器和水冷却器，最后冷却至40℃。

另一部分未转化的原料水煤气进入低压蒸汽发生器降温至180℃，副产品为0.7MPa的低压蒸汽，然后进入脱盐水加热器回收热量，最后在水冷器中用水冷却至40℃，送至低温甲醇洗2#吸收系统。

从气液分离器分离出的高温工艺冷凝液被送至气化工段的碳洗涤器。

气液分离器分离出的低温冷凝液经过汽提塔，用高压闪蒸汽和中压蒸汽提取水中溶解的CO2、H2S和NH3，然后送至洗涤器的进料罐循环使用；汽提产生的酸性气体被送至火炬。

3)低温甲醇洗

本工段采用低温甲醇洗工艺脱除变换气中的CO2、所有硫化物、其他杂质和H2O。

a)吸收系统

本装置拟采用两套吸收系统分别处理变换气和不放空气，变换气和不放空气经甲醇吸收净化后混合作为合成甲醇的新鲜气。

来自变换的变换气进入原料气初冷器、氨冷器和分离器。从分离器出来的变换气与循环高压闪蒸气混合后，喷入少量甲醇，防止变换气中的水蒸气冷却后冻结，然后进入原料气二级冷却器冷却至-20℃，进入变换气甲醇吸收塔，依次脱除H2S+COS和CO2，然后在-49℃离开吸收塔，再经过二级原料气冷却器，与一级原料气。净化气体中的CO2含量约为3.4%，H2S+COS

来自甲醇再生塔的冷却甲醇从-49℃的甲醇吸收塔顶部进入，吸收塔上部为CO2吸收段。甲醇液体与气体自上而下逆流接触，气体中的CO2脱除指标由甲醇循环控制。中间的二次甲醇溶液用氨冷器冷却，以减少溶液热量引起的温升。在吸收塔的下段，大部分提取的甲醇液体进入高压闪蒸器；另一部分溶液经氨冷器冷却后回流至H2S吸收段，吸收变换气中的H2S和COS，塔底的含硫富液进入H2S浓缩塔。为了减少H2和一氧化碳的损失，从高压闪蒸罐中闪蒸出来的气体被加压后送到变换气二次冷却器，与变换气混合回收H2和一氧化碳..

不变通气的吸收过程与变气的吸收过程相同。

b)溶液再生系统

一套装置用于不变通风和变气体溶液的再生系统。

高压闪蒸器上部和底部分别产生的不含硫甲醇富液和含硫甲醇富液进入H2S浓缩塔进行闪蒸汽提。用低压氮气汽提富甲醇溶液。高压闪蒸器上部的无硫甲醇富液从塔顶不经H2S进入，在塔顶减压膨胀。高压闪蒸器下部的含硫甲醇富液从塔中部进入，塔底加入的氮气将CO2蒸气从塔顶提升出来，经汽提氮气冷却器回收后作为尾气高点排出。

富H2S甲醇溶液从H2S浓缩塔底部出来，由热再生塔进料泵加压，甲醇贫液冷却器换热升温至甲醇再生塔顶部。甲醇中残留的CO2和溶解的H2S通过再沸器提供的热量进行热再生，混合气体通过多级冷却从塔顶分离出来，甲醇一次冷凝液回流，二次冷凝液通过换热进入H2S浓缩塔底部。分离酸性气体脱硫回收装置。

来自原料气分离器和甲醇再生塔底部的甲醇水溶液用泵加压，然后通过蒸馏分离成甲醇和水。甲醇-水分离器由再沸器提供。塔顶气体被送至甲醇再生塔中部。从塔底排出的甲醇含量小于100PPm的废水送至煤浆制备工艺或全厂污水处理系统。

c)氨压缩制冷

从净化制冷点蒸发出来的-33℃的氨气进入氨液分离器，分离出气体中的液体颗粒，然后进入离心制冷压缩机的一级入口，被压缩到与冷凝温度对应的冷凝压力，然后进入氨冷凝器。气态氨被放热的冷却水冷凝成液体，然后靠重力排入液氨储罐。液氨通过分配器输送到制冷设备。

4)甲醇合成和精馏

a)甲醇合成

生成的合成气经甲醇洗涤、脱硫、脱碳净化后压力约为5.6MPa，与甲醇合成循环气混合，经甲醇合成循环气压缩机升压至6.5MPa，在冷管反应器(空冷反应器)中预热至235℃，然后进入管壳式反应器(水冷反应器)进行甲醇合成，在Cu-Zn催化剂的作用下，由CO、CO2和H2合成粗甲醇。离开管壳式反应器的反应气体温度约为240℃，然后进入气冷式反应器的壳程继续进行甲醇合成反应，同时在冷管中预热工艺气体。气冷堆壳程气体出口温度为250℃，然后经低压蒸汽发生器、锅炉给水加热器、空气冷却器和水冷却器冷却至40℃，进入甲醇分离器。从分离器上部出来的未反应气体进入循环气压缩机进行压缩，并返回甲醇合成回路。

部分循环气作为吹扫气排出系统，调节合成循环回路中惰性气体含量，合成吹扫气送至膜回收装置回收氢气，产生的富氢气体经压缩机压缩后作为甲醇合成原料气；膜回收的尾气送入甲醇蒸汽加热炉，使甲醇合成反应器产生的中压饱和蒸汽(2.5MPa)过热，中压蒸汽过热至400℃。

粗甲醇从甲醇分离器底部排出，经甲醇膨胀罐减压释放溶解气体后，送至甲醇精馏段。

系统的吹扫气与甲醇膨胀罐产生的膨胀气混合后，送至工厂锅炉的燃料系统。

甲醇合成水冷反应器的副产物中压蒸汽经过热后送至工厂中压蒸汽管网。

b)甲醇精馏

来自甲醇合成膨胀罐的粗甲醇进入精馏系统。精馏系统由预精馏塔、压力塔和常压塔组成。来自预精馏塔底部的富甲醇液体加压至0.8MPa，温度80℃，进入加压塔下部。加压塔顶气体冷凝后，一部分作为回流，另一部分作为产品甲醇送至储存系统。加压塔底的甲醇溶液流入常压塔下塔进一步蒸馏，常压塔顶回流液一部分回流，一部分作为精甲醇泵入储存系统。常压塔底含甲醇的废水作为磨煤用水送至磨煤工段。常压塔下部设有侧线抽出，甲醇、乙醇和水的混合物抽出后由汽提塔进料泵送至汽提塔，汽提塔顶部液体产品部分回流，其余作为产品送至精甲醇中间罐或粗甲醇储罐。汽提塔下部有侧线抽出，抽出的部分异丁基油和少量乙醇混合进入异丁基油储罐。汽提塔底部排出的含有少量甲醇的废水进入沉淀池，分离出杂醇醇和水，废水由废水泵送至废水处理装置。

c)中间罐区

当甲醇精馏过程暂时停止时，甲醇合成过程中产生的粗甲醇进入粗甲醇储罐储存。当甲醇精馏过程恢复生产时，粗甲醇由粗甲醇泵增压并输送至甲醇精馏过程。

甲醇精馏过程中产生的精甲醇进入甲醇计量罐。合格的精甲醇由精甲醇泵升压后送至成品罐区的甲醇储罐储存和销售。

5)空气分离装置

该装置流程为分子筛净化空气、空气增压、氧氮内压缩、中压空气增压透平膨胀机、规整填料分馏塔、全精馏制氩。

原始空气从吸入口吸入，灰尘和其他机械杂质由自清洁空气过滤器去除。过滤后的空气进入离心式空气压缩机，经压缩机压缩至约0.57MPa(A)，然后进入空气冷却塔冷却。冷却水是由水冷却塔冷却的水。空气自下而上通过空冷塔，边冷却边净化。

空气冷却塔冷却后的空气进入分子筛纯化器切换使用，空气中的二氧化碳、碳氢化合物和水分被吸附。分子筛纯化器由两个开关使用，一个工作，另一个再生。净化器的切换周期在4小时左右，定时自动切换。

一小部分净化空气被提取为仪表空气和工厂空气。

其余空气分为两股，一股直接进入低压板式换热器，从换热器底部抽出后进入下塔。另一个进入空气增压器。

经过空气增压器的中压空气分为两部分，一部分进入高压板式换热器，冷却后进入低温膨胀机，膨胀后的空气进入下塔精馏。另一部分中压空气经第二级空气增压机压缩成高压空气，进入高压板式换热器，经节流阀冷却节流后，进入下塔。

空气在下塔经过初步精馏后，得到富氧液态空气、低纯度液氮和低压氮气，其中富氧液态空气和低纯度液氮经冷却器过冷后节流进入上塔。在上塔进一步精馏后，在上塔底部得到液氧，经液氧泵压缩后进入高压板式换热器，再加热，然后从冷箱出来进入氧气管网。

从下塔顶抽出的低压氮气进入高压板式换热器，再加热后送至全厂低压氮气管网。

来自上塔上部脏氮经过冷却器、低压板式换热器和高压板式换热器再热冷箱后分成两部分:一部分作为分子筛再生气进入分子筛系统的蒸汽加热器，另一部分去水冷塔。

从上塔中部抽出一定量的氩馏分送入粗氩塔，粗氩塔在结构上分为两段。第二氩塔底部的回流液由液泵作为回流液送至第一段顶部，99.6？Ar，2ppmO2的粗氩送入精氩塔中部，经精氩塔精馏后在精氩塔底部得到纯度为99.999%Ar的氩气，然后作为产品抽出送入储罐。