20万吨甲装置工艺简介.ppt

Unique id: 062872-IPOSB Documentum\...\ProjectWhale-SO(Nov2000)(Scn).ppt CNOOC Ltd. Wei July 2002 GB338－1992中华人民共和国国家标准工业甲醇产品质量标准 天然气单耗：生产每吨精甲醇所消耗的天然气量，单位为标准立方米／吨。设计值为976Nm3天然气／吨甲醇，2009年实际值为1062 Nm3天然气／吨甲醇，其中包括我公司与西气公司计量存在偏差而分摊部分，按装置性能考核值(不包括分摊部分)应该是993天然气／吨甲醇。 单位精甲醇综合能耗：设计指标为35.61GJ／T精甲醇，实际高于设计值40.19GJ／T精甲醇。 甲醇的第一步是通过天然气－蒸汽转化反应制造出合成甲醇的原料气即：氢气、一氧化碳、二氧化碳的混合气体。 反应条件：温度855℃左右，压力2.53MPa，镍催化剂的催化作用下进行转化反应。 反应方程如下： CH4+H2O→CO+3H2 -205.66KJ/mol CH4+2H2O→CO2+4H2 -164.69kJ/mol 同时发生CO的变换反应 CO+H2O→CO2+H2 +40.7KJ/mol 转化反应是吸热反应，其反应热由在转化管外燃烧的天然气提供。 生产甲醇的第二步是甲醇合成，主反应是氢气与一氧化碳或二氧化碳反应生成甲醇，合成反应是一个可逆的放热反应。 反应条件：温度220～255℃；压力7.2MPa；铜催化剂。 反应方程如下： CO+2H2 →CH3OH +89.35KJ/mol CO2+3H2→CH3OH+H2O +46.65KJ/mol 由于天然气中含有微量的硫（有机硫、无机硫），硫的存在会造成转化触媒和合成触媒中毒，所以天然气在进转化管前必须先进行脱硫，使总硫量降到0.1PPm以下。 本装置采用镍－钼加氢（有机硫转化为无机硫），氧化锌脱硫，它属于干法脱硫中的化学吸附法。含硫天然气中的有机硫先经过催化加氢，转化成硫化氢，然后进行脱除，其反应如下： COS+H2→CO+H2S +Q 氧化锌脱硫是通过化学吸附来脱硫的，可以脱除无机硫，其化学反应方程如下： H2S+ZnO→ZnS+H2O 氧化锌和硫化氢即使在常温下也可以反应生成性质稳定的硫化锌。反应生成的硫化锌不能再生，因此氧化锌脱硫剂在使用一段时间后，随着氧化锌含量的降低，硫化锌含量的升高，脱硫效果下降，氧化锌脱硫剂需要定期更换。 甲醇精馏基本原理是利用粗甲醇中各组分在一定压力下，沸点的不同，在精馏塔填料中进行多次的传热传质过程，除去粗甲醇中的杂质，获得产品甲醇。我厂甲醇精馏采用三塔加压流程，它的特点是更合理地利用了热量，除预精馏塔外，它还采用了两个主精馏塔，第一主精馏塔为加压精馏，操作压力为0.57 MPa，第二主精馏塔为常压操作，三塔流程较两塔流程节约了热能，节省了冷却用水，有效地利用了能量。 在三塔加压流程中，二甲醚及轻质馏分是在预精馏塔内脱除的，加压精馏塔和常压精馏内主要脱除乙醇、水等重组分，最终获得产品甲醇。常压精馏塔底部残留的4.72%的甲醇，在回收塔中得到进一步回收利用，避免了浪费，最终从回收塔底部排出的废水中甲醇含量小于36PPm，排入生化池继续处理。 来自西部公司的天然气经过减压后压力1.4MP进入配气站，流量为19122 Nm3/h的原料天然气进入天然气压缩机K01101进行压缩，压缩后的天然气温度103℃、压力2.85MPa送往天然气转化工序。 在天然气压缩前分离掉天然气中的轻质油等杂质。 甲醇原料天然气压缩机K01101是由电机驱动的两级多轴式离心压缩。是德国阿特拉斯制造的进口设备。 压缩后的原料天然气经过预热、脱硫后，配入3.9MPa的工艺蒸汽，工艺蒸汽按水碳比3.2配比，经混合器预热器加热到520℃、压力2.53MPa后进入一段蒸汽转化炉进行转化反应。反应的气体855℃、2.19MPa、117680 Nm3/h，经过一系列的降温、分离水分，最终以流量75900NM3/H、温度40℃、压力2.00MPa进入合成气压缩机。 合成气压缩机K01301的作用有两个，一是将来自转化工序的转化气和氢回收工序的氢气加压后送到合成工序生产甲醇；二是为合成塔气体循环提供动力。 经过合成气压缩机