煤制甲醇技術(四)
來源: 煤化工設計
時間:2018-02-01 10:21
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以20萬噸/年甲醇合成設計為例
1 GSP氣化工藝流程
GSP氣化工藝過程也主要是由給料系統、氣化爐、粗煤氣洗滌系統組成。即備煤、氣化、除渣三部分組成。
固體氣化原料被碾磨為不大于0.5mm的粒度后,經過干燥,通過濃相氣流輸入系統送至燒嘴。氣化原料與氣化劑氧氣經燒嘴同時噴入氣化爐(R1001)內的反應室,然后在高溫(1400~1600℃)、高壓(4.0MPa)下發生快速氣化反應,產生以CO和H2為主要成分的熱粗煤氣。氣化原料中的礦物部分形成熔渣。熱粗煤氣和熔渣一起通過反應室底部的排渣口進入下部的激冷室。冷卻后的粗煤氣進入分離器(V1002),從分離器出來的氣體分為兩部分:一部分進入變換爐(R1002),氣體出來后進入換熱器(E1003),出來的氣體和另外一部分氣體混合后進入水解器,氣體出來后入分離器(V1004),從V1004出來后去凈化工段;而從分離器(V1002)下分離出的液體進入分離器(V1003),從V1003出來的氣體經過冷卻器(E1002)后,主要為H2S去硫回收系統;從V1003下分離的液體去污水處理系統,處理后的水和從E1002,E1003,V1004出來的冷液一起返回氣化爐冷激室。氣化爐冷激室里的渣粒固化成玻璃狀,通過鎖斗系統排出。污水的處理過程是先送入減壓閃蒸槽,閃蒸后的液體進入沉淀池,沉淀后去濃縮,再去過濾。
2凈化裝置工藝流程
2.1變換
由氣化工段送來的3.8MPa,216℃左右,汽氣比為1.43的水煤氣經煤氣水分離器(V2003)和中溫換熱器(E2002)溫度升高至240℃進入預變換爐(R2001)后分成兩部分:一部分進入變換爐(R2002),變換爐內裝兩段耐硫變換觸媒,二段間配有煤氣激冷管線,出變換爐變換氣的CO含量約6.0%(干),溫度為393℃左右進入中溫換熱器(E2002),溫度降為332℃,與旁路調節的水解氣混合進入變換氣第一廢熱鍋爐(E2003),生產1.4MPa飽和蒸汽,使變換氣溫度降至為208℃進入變換氣第二廢熱鍋爐(E2004),產生0.5MPa低壓蒸汽,出口變換氣溫度約為197℃左右,進入第一水分離器(V2004),分離出的冷凝液去冷凝液閃蒸槽(V2007),變換氣去脫硫再沸器及氨吸收制冷再沸器。自氨吸收制冷系統返回的變換氣,溫度145℃,進入鍋爐給水加熱器(E2005)后溫度降至142℃,再進入第二水分離器(V2005),分離出的冷凝液去冷凝液汽提塔(T2001),分離后的變換氣進入脫鹽水加熱器Ⅰ(E2006),加熱來自脫鹽水站的脫鹽水,溫度降至35℃,進入第三水分離器(V2006),分離出的冷凝液去冷凝液汽提塔(T2001),分離后的變換氣去脫硫系統。
另一部分水煤氣進入有機硫水解槽(R2003)脫硫,出來的240℃的水煤氣分成兩部分,一部分去調節變換爐出口變換氣中CO含量,使CO含量為19%(干基)左右。另一部分去發電氣加熱器(E2007),溫度降至213℃,進入發電氣廢熱鍋爐(E2008),產生0.5MPa低壓蒸汽,出口水煤氣溫度降至170℃,進入第四水分離器(V2011),分離出冷凝液后進入鍋爐給水加熱器Ⅱ(E2009)加熱鍋爐給水,溫度降至153℃,再進入第五水分離器(V2012),分離出冷凝液后進入鍋爐給水加熱器Ⅲ(E2010)加熱來自熱電站的鍋爐給水,溫度降至123℃,進入第六水分離器(V2013),分離出冷凝液后進入脫鹽水加熱器Ⅱ(E2011),溫度降至35℃,進入第七水分離器,分離出冷凝液后的煤氣(發電氣)去送至NHD脫硫脫碳工段。來自脫硫系統的發電煤氣,溫度80℃,壓力3.57MPa,進入發電氣加熱器(E2007),溫度升至230℃,然后去發電系統發電用。
由第一水分離器(V2004)、第四水分離器(V2011)分離出的高溫冷凝液和來自氨吸收制冷、脫硫系統的冷凝液進入冷凝液閃蒸槽(V2007),閃蒸出的閃蒸氣進入冷凝液汽提塔(T2001),冷凝液由閃蒸槽底部排出直接送至氣化工段。
由第三水分離器(V2006)、第七水分離器(V2014)分離出的冷凝液進入冷凝液汽提塔的上部,由第二水分離器(V2005)、第五水分離器(V2012)、第六水分離器(V2013)分離出的冷凝液進入冷凝液汽提塔的中部,汽提塔采用垂直篩板塔,冷凝液閃蒸槽閃蒸出的閃蒸氣(156℃,3.0MPa)進入冷凝液汽提塔的底部,低壓蒸汽進入塔的底部進行汽提冷凝液,塔的操作壓力為0.4~0.5MPa。從塔底排出的冷凝液送至氣化工段,塔頂排出的解析氣,送至氣化系統的火炬。
脫鹽水站來的脫鹽水分成兩部分,一部分進入脫鹽水加熱器Ⅰ(E2006)與變換氣換熱溫度升至98℃后分兩股,一股脫鹽水去熱電站,另一股進入除氧器除氧;另一部分進入脫鹽水加熱器Ⅱ(E2011)與水煤氣(發電氣)換熱溫度升至98℃,進入除氧器除氧。除氧器用本工段產生的低壓蒸汽吹入除氧,除氧后的鍋爐給水由鍋爐給水泵和高、低壓給水泵提壓,經低壓鍋爐給水泵升壓至0.65MPa去鍋爐給水加熱器Ⅱ(E2009),升溫至153℃后,一部分去變換氣第二廢熱鍋爐(E2004)產生0.5MPa低壓蒸汽,另一部分去發電氣廢熱鍋爐(E2008)產生0.5MPa低壓蒸汽;經高壓鍋爐給水泵升壓到5.60MPa去甲醇合成系統;經低壓鍋爐給水泵升壓到1.6MPa進鍋爐給水加熱器(E2005),溫度升至135℃,分成兩部分,一部分去硫回收系統,另一部分去變換氣第一廢熱鍋爐(E2003)產生的1.4MPa蒸汽。0.5MPa蒸汽除一小部分本工段利用外絕大部分與1.4MPa蒸汽一起送出本工段。