【精品PPT文档】多伦煤基烯烃项目三合一界区低温甲醇洗、大甲醇工艺流程手册.ppt

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1、大唐多伦煤基烯烃项目三合一界区大甲醇工艺介绍,“三合一”：鲁奇大甲醇和甲醇制丙烯工艺技术,合成气CO+H2,甲醇,FT-费托合成产品,氢,丙烯腈,聚乙烯乙二醇-烯烃,柴油添加剂,甲醛,甲基叔丁基醚,醋酸,燃料l,柴油,液体,外供能量,燃料电池,绿色燃料,清洁燃料,润滑剂,-烯烃,煤,生产高附加值产品,尿素,合成氨,甲醇制丙烯,二甲醚,烯烃,三合一项目是指大唐国际引进德国鲁奇公司的合成气制取烯烃技术。包括三项专利技术：低温甲醇洗脱硫脱碳工艺、百万吨级甲醇合成工艺和甲醇制丙稀MTP工艺（Methanol to Propylene）。其中甲醇制丙烯装置为目前世界上首套工业化装置。,三合一界区流程框图

2、,三合一总布置图-Model,三合一项目物料框图,CO变换工艺,采用五环科技股份有限公司自主开发的高浓度CO变换技术 CO变换的化学反应方程式：CO+H2OCO2+H2+41.19 KJ/molCO变换的目的是将上游煤气化装置来的粗合成气中过剩的CO变换为H2，增加合成气原料气中氢含量，同时调整CO和H2的比例，并通过进一步的气体净化，提供满足进甲醇合成要求的精合成气。,Co-Mo系宽温耐硫变换工艺,常用工艺：宽温耐硫变换工艺、中低温变换工艺、全低温变换工艺工艺选择的基本要求：原料气组成，使用的催化剂以及热回收方式,130.6,275t/h,来自气化,中压蒸汽,分离器,过滤器,第一变换炉,第二

3、变换炉,分离器,一氧化碳变换工艺流程简图,粗煤气来自煤气化装置247244.48Nm3/h170，3.8MPa（a）H2：17.2%；CO：46.4%；CO2：12%；H2O：23.1%,冷凝液去气化,脱盐水25,275t/h,粗合成预热器,220,2665.1MPa60t/h,260,H2：30.6%；CO：9.1%；CO:27.3%；H2O：32.2%,272,450,330,H2：38.8%；CO：5.9%；CO:35.1%；H2O：19.3.2%,40,变换气去低温甲醇洗257600Nm3/h40，3.4MPa（a）H2：42.5%；CO：18.5%；CO2：37.5%；H2O：3%,

4、废热锅炉,中压蒸汽过热器,361,32005100单重59.7T材质：14Cr1MoR347催化剂K8-11:25m3,380011000单重68.4T催化剂QCS-01:76m3,低压蒸汽,低温甲醇洗工艺（Rectisol）,以各种不同原料制取合成气的工艺中，都有相当数量的CO2以及对甲醇合成有害的毒物H2S、COS等毒物需要除去，这类酸性气体从合成气中脱出后又可进一步回收利用。在本项目里，脱出的CO2经压缩后作为Shell煤气化工序的粉煤输送介质，富硫气体（以H2S为主）经过进一步回收利用生产硫磺。,低温甲醇洗的工艺特点,低温甲醇洗(Rectisol)是20世纪50年代初德国林德(Lind

5、e)公司和鲁奇(Lurgi)公司联合开发的一种气体净化工艺。到20世纪末，全世界共有低温甲醇洗装置超过90套，其中国内大约17套。从1960年至今，鲁奇公司共设计建设低温甲醇洗装置近60套，总生产能力达188106m3/d，其中最大的是南非SASOL公司煤气化制合成气装置。低温甲醇洗由于低温操作需要大量制冷设备和低温钢材，但相比其他物理吸收工艺，投资仅处于中等水平，且能耗最低，加之气体净化度高，选择性好，是一种技术先进、经济合理的气体净化工艺。,该工艺为典型物理吸收法，是以冷甲醇为吸收溶剂，利用甲醇在低温下对酸性气体溶解度极大的特性，脱除原料气中的酸性气体。由于甲醇的蒸汽压较高，所以低温甲醇洗

6、工艺在低温(-3555)下操作，在低温下CO2与H2S的溶解度随温度下降而显著地上升，因而所需的溶剂量较少，装置的设备也较小。在30下，H2S在甲醇中的溶解度为CO2的6.1倍，因此能选择性脱除H2S。该工艺气体净化度高，可将变换气中CO2脱至小于20ppm，H2S小于0.1ppm，气体的脱硫和脱碳可在同一个塔内分段、选择性地进行。,各种气体在甲醇中的溶解度,国内已建成的低温甲醇洗装置,中海油内蒙天野公司 上海太平洋化工焦化总厂中石化九江分公司 山西天脊集团公司中石化乌鲁木齐分公司 山东德州华鲁恒升集团中石化安庆分公司 河南义马煤气化公司中石化湖北化肥分公司 兰州化学工业集团公司 中石化宁夏分

7、公司 陕西渭河煤化工集团公司中石化南化分公司 中煤集团哈尔滨气化厂湖北宜化双环化工有限公司 云南解化集团有限公司柳州化工股份有限公司 安徽淮化集团有限公司 辽宁大化集团有限公司,鲁奇工艺，南非Sasol低温甲醇洗装置,处理气量:39 MM mn/d4 Rectisol Trains用于合成气间接液化,原料气:643,000 标立/小时 塔径:5.4 米塔高:62 米,目前世界最大的吸收塔低温甲醇洗,Sasol II,南非,典型的鲁奇一步法低温甲醇洗工艺流程如图所示：,板式塔传质机理示意图,中压闪蒸塔,变换气,锅炉给水,氨洗塔,去水处理,净化合成气,甲醇洗涤塔,丙稀制冷,富CO2甲醇,富H2S甲

8、醇,去再吸收塔,贫甲醇,去再吸收塔,闪蒸汽压缩机,变换气洗涤,30，3.2MPa,494000Nm3/Hr H2：66.99%；CO：28.9.%；CO2：2.7%；,46008000单重97T泡罩塔材质16MnR+316L,440075040单重687T浮阀塔材质SA537C1.1,350031750单重85T浮阀/填料塔材质09MnNiDR,CO32%CO238%H21%H2S28,1030T/h,-19.9,-53.1,-23.5,-37,-29.6,-23.8,低温甲醇洗再 生 部 分,N2冷却器,再沸器,贫液泵,富CO2甲醇,贫甲醇去洗涤塔,CO2产品140908Nm3/h,0.12

9、5MPa,再吸收塔,热再生塔,Claus气,来自精馏塔,去精馏塔,去精馏塔,尾气洗涤,蒸汽加热,含CO2、HS2甲醇液,贫/富甲醇换热器,富液泵,总高85150单重380T浮阀/填料塔材质SA537C1.1,500056350单重380T浮阀塔材质20R,CO266.6%H2S31.7,24，0.19MPa,10540Nm3/Hr,汽提N274011.1Nm3/h 40,0.74MPa,19,47,60,40,97,再沸器,蒸汽加热,甲醇蒸汽去热再生塔,贫甲醇,含水粗甲醇,进料泵,板式换热器,洗涤水泵,脱盐水,去废水水处理405.6kg/h,20.1，0.25MPa,尾气放空,再吸收塔来尾气,

10、甲醇水分离塔,低温甲醇洗甲醇水分离与尾气处理,220025300单重36T筛板塔材质20R,520010900单重42.8T填料塔材质304L,97,99,120,8，21000Nm3/Hr N2：35.3%；CO2：63.5%,设置硫回收装置的目的是将煤气化、净化等装置来酸性气体中H2S、COS组份转化为硫磺予以回收，装置满负荷可副产硫磺116.5吨/天，年产接近4万吨，不但经济可行，还可以减少排放污染保护环境。克劳斯硫回收是一种重要的酸气净化和回收工艺，广泛应用于油/气田气处理、炼油、化肥、石化和城市煤气等诸多石油化工领域，目前全世界共有400多套装置。国内的第一套克劳斯硫回收装置始建于1

11、965年，在四川东磨溪天然气田建成投产。到如今国内已建成的克劳斯硫回收装置有70余套，其中最大达到了年产10万吨（大连西太平洋石化有限公司）的设计规模。国内现有的总硫回收能力超过每年80万吨，预计到2010年将至少增加到每年110万吨。,克劳斯硫回收工艺,克劳斯工艺的基本原理,克劳斯硫回收工艺是1883年由CLAUS提出的，并在20世纪初实现工业化，此法回收硫的基本反应如下：H2S1/2O2=S+H2O(1)H2S+3/2O2=SO2+H2O(2)2H2S+SO2=3S+2H2O(3)以上反应均是放热反应，反应（1）、（2）在燃烧炉中进行，不同的工艺对温度控制的要求有所不同，在11001600

12、之间，通过严格控制空气量的条件下将硫化氢燃烧成二氧化硫，并生成部分产品硫，同时为克劳斯催化反应提供H2S/SO2为2/1的混合气体。燃烧炉通过控制反应温度和气体在炉中的停留时间（燃烧炉尺寸）使反应接近热平衡。反应（3）在克劳斯反应器中进行，通过Al2O3基或相当的催化剂床层反应生成单质硫。此外，反应器中还发生COS、CS2的水解反应：CS2+H2O=H2S+CO2 COS+H2O=H2S+CO,硫磺产品的指标,本项目采用鲁奇专利的两级氧克劳斯（OXYCLAUS）硫回收工艺加LTGT（Lurgi Tail Gas Treatment）尾气处理技术，处理能力可达传统工艺的200，总硫回收率可达99

13、.8%以上。硫磺产品的指标如下：,典型克劳斯工艺流程,Sulfur degassing tank,1165.5Nm3/h,Sulfur separator,Pump,锅炉给水,燃料气,燃烧炉,硫磺脱气池,去硫磺成型,锅炉给水,硫磺分离器,去尾气焚烧,二级克劳斯反应器,低压蒸汽,一级克劳斯反应器,废热锅炉,去焚烧炉,克劳斯气,氧气,空气,低压蒸汽,氧克劳斯硫回收,10540.9Nm3/h,24.7，0.19MPa,CO2：66.6H2S:31.7COS:0.43,18437.1Nm3/h,240，0.15MPa,CO2：39H2S:3.155SO2:3.2COS:2.9SX:0.281,5220

14、Nm3/h,322H2S:1.75SO2:0.874COS:0.16SX:1.32,223.4H2S:0.4SO2:0.2COS:0.16SX:0.36,17832Nm3/h130H2S:0.4SO2:0.2COS:0.16,净化工序（车间）设备汇总,鲁奇大甲醇工艺,甲醇合成原理 在Lurgi低压甲醇工艺中，甲醇由氢气、一氧化碳和二氧化碳在高选择性铜基催化剂存在条件下合成反应。主要反应式如下：CO+2H2CH3OH+90.8KJ/molCO2+3H2CH3OH+H2O+49.5KJ/mol这些都是高放热反应，反应热必须被及时移走。Lurgi甲醇合成工的甲醇反应器采用水冷和气冷，能非常有效地达到

15、此换热要求。,甲醇的性质,甲醇，又名：木精、木醇、木酒精；英文名：Methanol；Methylalcohol。分子式：CH3OH；分子量：32。常温常压下，纯甲醇是无色透明、易挥发、可燃，略带醇香味的有毒液体。甲醇可与水以及乙醇、乙醚等多种有机液体无限互溶，但不能溶于脂肪烃类化合物。甲醇蒸汽和空气混合能形成爆炸性混合气，爆炸极限为636.5（体积）。甲醇的毒性较大，当人吸入10ml就会双目失明，吸入30ml就会致命，空气中允许的甲醇浓度为50mg/m3,鲁奇甲醇技术里程碑,1923.9.26 第一套甲醇装置,1969年 第一个低压甲醇合成催化剂试验1970年 与德国南方化学合作生产甲醇合成催

16、化剂1970年 100根列管反应器示范装置投入运行1972年 最早的3套低压甲醇合成装置投入运行1997年 鲁奇大甲醇概念发表2004年 总计42套低压甲醇合成装置，包括5个已授予合同的鲁奇大甲醇装置,甲醇技术竞争局面：,市场份额,鲁奇 27%,三菱化学及其他12%,英国帝国化学 61%,1969-1992,1992-2002,鲁奇 55%,三菱化学及其他20%,英国帝国化学25%,近年鲁奇承建的甲醇项目一览表,Methanex,USA1700 mtpd1992Statoil,Norway2400 mtpd1992SINOPEC,China340 mtpd1993KMI,Indonesia20

17、00 mtpd1994NPC,Iran2000 mtpd1995Sastech,RSA400 mtpd1996Titan,Trinidad2500 mtpd1997PIC,Kuwait2000 mtpd1998YPF,Argentina1200 mtpd1999Atlas,Trinidad5000 mtpd1999NPC,4th Methanol,Iran5000 mtpd2000Methanex,Chile 2400 mtpd2002NPC,5th Methanol,Iran5000 mtpd2004Hainan,China 2000 mtpd2004Qafac,Qatar 6750 mtp

18、d2004Acetex,Saudi Arabia 5400 mtpd2004,鲁奇大甲醇阿特拉斯特立尼达,Davy（ICI）M5000甲醇项目，特立尼达,2002年签署详细设计的合同2005年6月机械竣工2005年9月底产出第一批甲醇，10月中旬取得流程产能(100%设计产能)2005年11月成功完成性能测试,Lrugi甲醇合成流程,合成气来自低温甲醇洗CO2：2.716%；CO：28.95；H2：66.99,中间换热器,水冷甲醇反应器,汽包,中压锅炉预热器,甲醇分离器,气冷甲醇反应器,中压蒸汽,8.1MPa,150,循环气来自甲醇分离器CO2：3.7%；CO：3.3；H2：66.985,7.

19、15MPa40,737051Nm3/h,240,211,261,230,209,40,548.07MPa,合成气/循环气压缩机,去PSA11602.5Nm3/h,223t/h粗甲醇去精馏单元,中压蒸汽（开车）,CH3OH：10.66,CH3OH：16.3,压缩机额定功率：38650KW额定蒸汽量：212.3t/h,40509700单重287T材质SA387/GR11/12催化剂：97.8m3,40007500单重2232材质SA387/GR11/12催化剂：2X41.13m3,两个并列的甲醇反应器共用一个汽包,水冷式甲醇合成塔,甲醇合成产品组成,我国工业甲醇产品的质量标准,甲醇精馏流程,塔顶冷却器,回流罐,再沸器,预精馏塔,加压精馏塔,常压精馏塔,再沸器,再沸器,回流罐,回流罐,废水,高沸醇,塔顶冷却器,粗甲醇228.5t/hMeOH94,425032800单重242T材质SA516 Gr.70,560058600单重792T材质SA516 Gr.70,730059800单重975T材质SA516 Gr.70,甲酸、二甲醚、烷烃、CO2、H21733Nm3/Hr,MeOH26、高沸醇42、H2O31,115，15.7T/Hr,100.2t/h去罐区,108.1t/h去罐区,鲁奇大甲醇工艺装置,谢谢！请各位领导指导!,