2022年2022年联醇可研报告 .pdf

醇氨联产流程图的可行性报告名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 1 页，共 10 页 - - - - - - - - - 目 录1. 概述 3 2. 醇氨联产主要技术解决方案5 3. 生产能力 6 4. 醇氨联产物料平衡7 4.1. 甲醇生产物料平衡10 4.2. 合成氨生产物料平衡16 5. 工艺流程图说明20 5.1. 甲醇生产设施 22 5.2. 合成氨生产设施22 6. 主要设备特征 22 7. 每小时电耗 25 8. 环境保护 25 9. 增产项目投资估算25 附件：1. 醇氨联产各工序简图2. 醇氨联产蒸汽平衡3. 甲醇生产备用合成气平衡图名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 2 页，共 10 页 - - - - - - - - - 一、概述1、通过醇氨工艺联产最大化地利用现有生产设备实现提高甲醇产量的目的。建立这样的醇氨联产能够在不提高合成氨成本的前提下降低其产量。2. 醇氨联产主要技术解决方案1. 醇氨生产造气工段的工艺联合作为甲醇的气体合成工段生成含有最小量惰性氮气的煤造气。2. 净化，一氧化碳变换，二氧化碳净化与现有合成氨气体合成的甲烷化工段保持独立。3. 保留甲醇净化，一氧化碳变换，现有气体合成的脱碳气体合成工段的工艺流程，建设现有合成气生产的类似流程(一级脱硫 , 一氧化碳变换和二级脱硫, 脱碳（ CO2）工序和三级脱硫 )使产能增加一倍4. 将甲醇合成的吹风气提氢工序从工艺流程中去掉。甲醇合成的吹风气全部送往合成氨合成的新鲜气。5. 将新鲜合成气体的压缩工段和类似于现有的压缩机的3台新鲜合成气体压缩机结合在一起。6. 在甲醇合成工段建新的绝热预变换塔，该塔采用冷却旁路的气体流动形式，建在保温反应器前。7. 在余热换热器旁安排冷却旁路，该换热器用于新鲜气和循环气体的原始混合气的预热。8. 依靠设置新的大功率风机并借助电量万用表来增强空冷工段。9. 依靠使用新的集约化的管件和建设新的类似于现有精馏机组来强化粗醇精馏工序的设备。10. 以氢和氮主要源头中的一个作为用于甲醇合成工段驰放气和联合造气工段中富氮气的氨的合成。11. 调节吹风气中的富氮气含量，目的在于将氨合成工段前的氢氮比例维持在2.99。3 生产能力3.1 合成氨装置的生产能力现有合成氨装置的设计能力是年产合成氨100 000吨。在总流程图中若完全利用富氮气和合成吹风气每年可生产精甲醇200 000吨，并确保每年生产合成氨95 000吨，即每小时产量为 11.9吨。名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 3 页，共 10 页 - - - - - - - - - 3.2 甲醇装置的产能现有甲醇装置的设计能力是年产100 000 吨精甲醇。经技术改造目前该装置的生产能力已达到年产130 000吨。在总流程图中若联产每年可生产精甲醇200 000吨，即每小时产量为 25吨。今后如合成氨产量降低到70 000 吨时，精甲醇的年产量可以提高到230 000吨。提高这些指标需要在往合成氨送吹风气之前增加额外加工吹风气生产甲醇的回收装置。待本项目每年生产精甲醇 200 000吨实现后，再进行精确测算才有条件进行下一步改造方案。4生产甲醇和合成氨的物料衡算所提供的生产甲醇和合成氨的物料衡算，是以两种甲醇的生产方案为依据进行核算的：即只考虑单独生产甲醇，而不考虑合成氨生产；以及考虑到二者联产的情况。每个造气炉的工况是甲醇系统物料衡算的最重要的指标，列示如下：每小时进入一台造气炉的物料为：蒸汽： 3.512吨（温度： 255，压力： 35KPa ）入炉煤量： 2.561吨，总碳量 2.5610.75=1.9208吨。空气量： 2150030120=5375m3（吨煤的入炉空气量： 5375m32.561=2098.79 m3）CO2% O2% CO% H2% N2% 气量m3/h富氮气9.49 0.29 23.98 29.025 32.36 1092.4 水煤气5.02 0.18 36.4 54.8 2.4 4606 半水煤气5.88 0.2 34 49.86 8.63 5698.4 一吨煤飞灰中损失碳含量: F灰 = G灰 C灰 (飞灰中碳含量 64% )G 煤=2.561 0.04 0.64 1000 = 25.6 kg/ t 煤 2.561 一小时飞灰中损失碳含量：25.6 2.561 = 65.56 kg一吨煤单炉出渣量：G渣= G原煤 A过筛煤 G灰 A灰 A渣 =2.561 0.14 2.561 0.04 0.64 = 0.1567 吨折合156.7 kg名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 4 页，共 10 页 - - - - - - - - - 0.73 2.561 (炉渣灰分 73% ) 一小时单炉出渣量： 156.7kg 2.561 = 401.3 kg 出渣率 : 0.4013 2.561 = 15.67% 一吨煤炉渣中损失碳量：F渣 = G渣C 渣 = 0.4013 0.25 1000 = 39.17 kg/t 煤 G 原煤 2.561 一小时单炉炉渣中损失碳量：39.17 2.561 = 100.3 kg 脱碳（ CO2）PSA工艺分析：（2006年 9月 25 日，甲醇三台压缩机满量生产。）测量数值取自 9月 25 日 8：0016：00 进口压力： - 0.73 MPa 进口流量：时间： - 8：00： 77389 km3时间： - 16：00： 77678 km3差值： 289 km3出口压力：0.61 MPa出口流量：时间： - 8：00： 66684 km3 . 时间： - 16：00： 66947km3差值： 263 km3进口气体压力（ Mpa）、成分如下：时间H2% CO% N2% CH4% O2% CO2% 9：00 59 26.4 0.7 1.9 0.2 11.8 10：30 58.2 26.5 1.0 2.5 0.4 11.4 11：00 61 24.2 0.8 2.0 0.2 12.0 12：00 59.2 25.6 0.8 2.4 0.2 11.8 14：00 59.6 25.2 0.7 2.5 0.2 11.8 15：00 59.6 25.8 0.2 2.4 0.2 12.2 出口气体压力（ Mpa）、成分如下：时间H2% CO% N2% CH4% O2% CO2% 9：00 63 29.2 2.1 2.1 0.2 3.4 10：00 66 26.4 1.6 2.4 0.2 3.4 名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 5 页，共 10 页 - - - - - - - - - 12：00 66 24.5 3.7 1.8 0.2 3.8 13：00 66.2 25.2 2.8 2.0 0.2 3.6 14：00 65.8 25 2.3 1.9 0.2 4.8 15：00 66.4 24.6 2.9 2.3 0.2 3.6 2. 脱碳（ CO2）PSA放空气气体成分如下：时间H2% CO% N2% CH4% O2% CO2% 9：00 0.6 0.2 93.4 10：30 0.8 0.2 94.2 11：00 0.8 0.2 92.8 12：00 0.8 0.2 92.6 13：20 0.8 0.3 90.9 14：00 1.2 0.2 87.8 名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 6 页，共 10 页 - - - - - - - - - 5. 醇氨联产的工艺流程描述5.1 甲醇生产设施位于甲醇和合成氨装置煤造气部分的17台造气炉，是在同一工艺状态下运行的。在此情况下，靠吹送富氮气，可以得到含有2-3%惰性氮的水煤气以及含有约50%的一氧化碳和氢的富氮气。富氮气流送往合成氨生产工段。来自造气炉的水煤气经过水洗去尘后，与来自脱碳CO2工段的返回馏分进行混合，之后，通过第一脱硫工段。被经过初步清洗的气体混合物被送往压缩工段，气体被压缩到约0.8MPa，在与工艺水蒸气混合后（蒸汽与气的比例0.21:1），被加热到 210, 水煤气通过一氧化碳中温工段，离开该工段时为350 。在转换工段，一氧化碳的含量被降低了30%左右。在降温及分离水分后，被转换的气体送往脱碳CO2工段，由于二氧化碳被分离，在该工段，泛函数值从1.2-1.3升到了 2.1-2.2。分离出的二氧化碳以馏分的形式存在，二氧化碳含量在 92%以上，它们被排到大气中，而回收的馏分，含有50%以上的一氧化碳和氢，被返回到第一脱硫工段。通过第二段脱硫，以及几段精脱硫，合成气进入往复式压缩机，被加压至 5.4MPa，然后进入甲醇合成循环的循环压缩机增压。循环和新鲜合成气的混合气体被分成两组气流，其中一组为主要的工艺气流，另一组为旁路气流。主要气流通过余热交换器，依靠甲醇合成后的保温反应器循环气的热量，气流被加热到 200 - 245 ，然后进入甲醇绝热反应器，该反应器是新安装的，位于现在甲醇合成保温反应器的前边。伴随绝热反应器中的甲醇合成反应，混合反应物的温度提升不会超过275 。在绝热反应器出口，加热的混合物同旁路冷气流混合，然后以200-245 的混合物进入到催化剂的绝热层，该层放在合成反应器保温部分的前面。然后反应混合物以210-257 进入到反应管中，该些管装了甲醇合成的催化剂，并被管外沸水冷却。从反应管出口出来的反应混合气的温度为 230-260 ，在催化剂层的温度最高不超过264 ，在此情况下，管间沸水的温度为220-255 。在甲醇合成反应器之后的循环气进入余热换热器，在该位于绝热预变换器入口前的换热器中，把由循环气和新鲜气混合物组成的主要气流加热到200-245 。在余热换热器中冷却后，温度降到了92.4 ，循环气进入空冷冷凝机，温度降到35 ，同时冷凝粗醇。把粗醇作为液态馏分提取后，部分循环气离开甲醇合成循环，作为吹风气送往合成氨的继续生产。经过压力为 4.8MPa分离器后的液态粗醇，进入到压力为0.4MPa的灌中。此时，在液体甲醇中进行气体冷凝时产生的可溶解物分离，闪蒸气继续利用。然后粗醇被送到精馏。循环气的主气流进入到循环压缩机，压力被升到5.3 MPa，然后同新鲜合成气进行混合。名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 7 页，共 10 页 - - - - - - - - - 5.2.合成氨生产装置 . 来自17个造气炉的总富氮气与少量吹风气混合进入水清除杂质工段，接着进入一段脱硫，然后一段造气压缩机压力2.2 mPa进行压缩。压缩气混合物与来自合成甲醇的吹风气混合，进入饱和水蒸汽装置，然后依次进入中温、低温一氧化碳转化工段，脱碳（co2），精脱碳 (co)和甲烷化脱碳（ co2）工段。得到的富氮合成气与来自合成氨的吹风气经过隔膜提氢装置提出的氢气混合进入三段压缩机。压缩机提升气体压力至31.4 mPa 新鲜合成气在二次氨冷凝前进入氨合成循环通道, 从而可以从合成催化剂的有毒含氧成分中进行对反应混合物的精脱。氨合成在 25.0-31.0 Mpa压力条件下按照循环流程进行. 在循环环节内，为了维持含有反应物机组的局部较高的压力, 二次冷凝后部分循环气作为吹风气从循环环节排出. 驰放气的压力达到 9.0 p, 经水洗后脱离氨进入膜提氢装置。纯度为92%的分离氢气在压缩工段前返回新鲜合成气流 . 剩余部分的驰放气送往三废混燃炉从而生成压力为3.8Mpa的补充蒸汽。6. 合成氨和甲醇现有生产设备的特性6.1.合成氨合成系统的主要设备合成氨合成系统主要有以下设备：造气系统： 10 台造气炉 D= 2600. 脱硫系统： 1台脱硫塔 D=500012, H=27196 转换系统：采用“中温转换低温转换低温转换”的转换技术1台中温转换器D=3500. 1台低温转换器 (2 段) D= 3500. 1台二段脱硫塔 D= 280028, H=2803 2脱碳系统： 2脱碳采用 NHD技术1台2脱碳设备D= 3200. 甲烷化系统： 1 台甲烷化设备D= 3000. 压缩系统： 4台 632压缩机（带扩展气缸）合成系统： 1台合成塔Dn 1200. 名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 8 页，共 10 页 - - - - - - - - - 6.2.甲醇生产系统的的主要设备甲醇生产系主要的设备：造气系统： 10台造气炉D= 2600/2800. 脱硫系统：1台水煤气脱硫塔D=480014, H=38000.1 台转换 器D=340018, H=18995;脱硫系统：2级脱硫塔D=320012, H=293563级脱硫塔#1 D=260012, H=15305#2 D=260012, H=17030#3 D=260012, H=18705脱碳提氢系统： 10 台吸收器D=260012, H=9170; 6 台吸收器D=140020, H=8095;压缩系统： 4 台 432压缩机合成系统： 1台保温反应器Dn 1200. 6.3. 甲醇精馏系统设备甲醇精馏系统， 这是今年（ 2006年）新建成的 10万吨甲醇项目的一部分。通过实施技术改造可以把产能提高到年产13万吨。在这部分系统中使用3塔的精馏工艺。这些塔的特征为：预馏塔D= 1400, H=29690 48 片加压塔D=1600, H=48750 85片常压塔D=2200, H=49895 - 85 片7. 主要能耗 /小时1. 工艺耗煤（造气用煤） - 46.56 t/h. 2. 电耗 - 36500 kVt-h. 3. 燃料煤（三废炉用煤） - 960 kg/h. 废渣（残渣） : 名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 9 页，共 10 页 - - - - - - - - - 1.煤渣和煤灰含碳量 21.25% - 14.19 t/h. 8. 环境保护在醇氨联产项目中，主要依靠合理利用现有醇氨车间的造气工段的气体增加产品产量。新安装的设备仅有变换工段与半水煤气脱硫工段。考虑到造气工段废物废水在产量提高1.5倍的情况下增加估计占全部的70%，废物废水增加预计在 15%. 单位成品预计明显降低耗煤，可以保障单位产品降低排污，特别是废气与污水。9. 扩大生产投资评估以2006年开车的甲醇生产项目的实际支出为依据进行评估。事实上，改造需要以原来已经编制的技术文件为基础，建设新的脱硫工段和变换工段，新的精醇生产线，补充甲醇合成工艺的新鲜气压缩工段，以及脱碳（CO2）装置。原则上，到预先合成保温反应器与绝热反应器改造投资评估 : 编号名称总费用( . )投资比率 % 1 一段脱硫13 400 14,10 2 转化与脱硫7 700 8,10 3 精脱硫7 700 8,11 4 脱碳（CO2）5 000 5,26 5 压缩20 000 21,05 6 合成6 000 6,32 7 精馏15 400 16,21 8 催化剂, 填料, 其他工艺材料6 800 7,16 9 设计4 000 4,22 10 不可预测的支出9 000 9,47 总计95 000 100.0 依靠全面利用现有设备可能降低建成项目的实际支出。为此，必须对现有设备的现状进行补充研究，了解装置内部构造以及作好必要的技术结算。名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 10 页，共 10 页 - - - - - - - - -