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煤制甲醇的合成工艺流程(参考):
甲醇合成的工艺流程:
水煤浆经新型气化炉加压气化制取的水煤气,经净化处理制得总硫含量小于0.1 ppm,氢碳比(H2-CO2)/(CO+CO2) =2.05-2.15的合格合成气。经透平压缩机压缩段5级叶轮加压后,在缸内与甲醇分离器来的循环气(40℃,4.6Mpa)按一定比例混合,经过循环段1级叶轮加压至5.20Mpa后,送入缓冲槽V7004中,获得压力为5.15MPa,温度约为60℃的入塔气。入塔气以每小时528903Nm3的流量进入入塔预热器E7001A、B的壳程,被来自合成塔(R7001A、B)反应后的出塔热气体加热到225℃后,进入合成塔(R7001A、B)顶部。
R7001A、B为立式绝热——管壳型反应器。管内装有NC306型低压合成甲醇催化剂。当合成气进入催化剂床层后,在5.10MPa,220-260℃下CO、CO2与H2反应生成甲醇和水,同时还有微量的其它有机杂质生成。合成甲醇的两个反应都是强放热反应,反应释放出的热大部分由合成塔R7001A、B壳侧的沸腾水带走。通过控制汽包压力来控制催化剂层温度及合成塔出口温度。从R7001A、B出来的热反应气体进入入塔预热器(E7001A、B)的管程与入塔合成气逆流换热,被冷却到90℃左右,此时有一部分甲醇被冷凝成液体。该气液混合物再经水冷器(E7002A、B)进一步冷凝,冷却到≤40℃,再进入甲醇分离器(V7002)分离出粗甲醇。
分离出粗甲醇后的气体,压力约为4.60MPa,温度约为40℃,返回C7001的循环段,经加压后循环使用系统。为了防止合成系统中惰性的积累,要连续从系统中排放少量的循环气体:一部分直接排放至精馏工段(V8006),另一部分经水洗塔洗涤甲醇后作为弛放气体送往燃气发电管网,整个合成系统的压力由弛放气排放调节阀(FV7004和PV7005)来控制。
由V7002分离出的粗甲醇和水洗塔(T7001)塔底排出粗甲醇液体,减压至0.4MPa后,进入甲醇膨胀槽V7003,以除去溶解在粗甲醇中大部分气体,然后直接送往甲醇工段或粗甲醇贮槽V8001A、B。V7003的压力由PV7007控制在0.4MPa,膨胀气排入燃料气系统作燃料。
汽包(V7001A、B)与甲醇合成塔(R7001A、B)壳侧由二根下水管和六根汽液上升管连接形成一自然循环锅炉,付产4.0MPa中压蒸汽减压至1.3MPa后送入蒸汽管网。汽包用的锅炉给水来自锅炉给水总管,温度为104℃,压力为5.0MPa。为保证炉水质量,在V7001A、B下部和R7001A、B下部均设连续和间断排污,连续排污排入排污膨胀槽V7006,间断排污可直接排入下水道。
催化剂经还原后才有活性。因此合成催化剂在使用前,需用H2进行还原,还原方程式为:
CuO + H2 = Cu + H2O
还原压力为0.54MPa,最高还原温度为230℃,还原气为H2,稀释气体为N2,要严格按照催化剂的升温还原程序进行操作。
合成塔内催化剂的升温加热,是用压力为3.5MPa的中压蒸汽,通过开蒸汽喷射器M7001A、B带动炉水循环,使催化剂层温度逐渐上升。
在C7001循环段入口管线上还接有三根管线。一根N2管线,供开车前置换系统和催化剂升温还原补N2用;一根还原管线,供催化剂升温还原时提供H2;一根空气管线,供催化剂钝化时提供 O2。
为防止V7001A、B烧干造成催化剂超温,V7001A、B设有低液位自动联锁;V7002液位过高而严重带液时,产生液击损坏压缩机,影响催化剂正常使用,所以V7002设有高液位自动联锁,当液位过高时自动切断原料气。
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