以煤为原料甲醇装置净化新工艺的探讨

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1、以煤为原料甲醇装置净化新工艺的探讨刘卫平（山东红日阿康化工股份有限公司山东临沂市276021）我国甲醇工业开始于1957年。90年代以来，甲醇工业发展很快，且中小型装置的厂约占88%，其生产能力约占40%。生产原料路线则以煤为主，煤占生产能力的77％，天然气占10.3％，乙炔占3.4％，重油占9.3％，由于我国天然气价格较高，因此，在很长一段时期内，我国甲醇生产原料路线基本以煤为主。[1]我国初期的甲醇生产以联醇为主，产量较低，多数生产能力在50kt/a以下。随着低压甲醇生产技术的日臻成熟，及市场需求的不

2、断扩大，国内许多企业正在兴建100kt/a200kt/a甚至更高能力的单醇生产装置。对于目前的单醇生产装置，在设备工艺方案等很多方面相应是借鉴合成氨及联醇生产装置，但对于甲醇而言，采用联醇装置生产和采用单醇装置生产，毕竟从装置规模和生产工艺等方面是有较大区别的，有些方面是可以合理借鉴，有些是值得探讨和改进的。本文仅对目前甲醇生产工艺中净化工段生产工艺提出一些新的看法和思路，从而达到优化工艺，降低消耗的目的。一：甲醇生产装置净化所采用的现有工艺目前，以煤为原料，采用固定床间歇气化装置生产甲醇的单醇生产装置，

3、在单醇的生产装置中占主导地位，采用此种方法的甲醇装置，其净化工段的生产工艺基本采用以下工艺流程：气柜来水煤气脱硫压缩变换变脱脱碳精脱硫目前，在甲醇装置中水煤气的脱硫基本采用湿法脱硫，随着甲醇工业的发展，使用于湿法的各种脱硫剂不断得到应用，脱硫剂的脱硫效果也越来越好。有些厂家水煤气脱硫后，气体中硫含量低于50甚至40mg/Nm3。甲醇装置的变换工艺主要有中低低中串低全低变等工艺，由于全低变工艺具有能耗低、设备能力发挥大、投资省和适用于高硫化氢气体等优势，使其得到了较快的发展，同时，全低变工艺也是能体现和发挥

4、钴钼催化剂性能优势且能耗最低的变换工艺，从而使其在甲醇生产装置中逐渐取得了主导地位。在全低变工艺中，为了防止变换催化剂反硫化现象，均要求进变换炉气体中硫含量不低于一定指标，根据不同的变换催化剂生产厂家的要求，该指标从80mg/Nm3到150mg/Nm3不等，而且气体中硫含量增高，对催化剂的使用寿命和使用效果没有影响。二：甲醇生产装置净化的几种新工艺对于采用全低变工艺的甲醇装置而言，脱硫工段的主要作用是脱除气体中所含的硫，但变换供电所用的钴钼系耐硫变换催化剂则要求气体中硫含量不低于一定的数值，否则容易造成催

5、化剂的反硫化，这两个工段的要求存在一定的矛盾；另一方面，水煤气脱硫和变换后的脱硫，多数厂家采用同样脱硫方式，但这两个脱硫工段由于气体洁净度不同，在设备和布置方面是分开的，对管理和操作带来不便，且增加运行费用；基于以上情况，笔者提出了净化工段以下新的工艺流程。（一）取消水煤气脱硫塔的工艺流程目前甲醇装置的脱硫主要采用以下工艺：气柜来水煤气静电除尘器罗茨鼓风机洗气塔脱硫塔洗气塔静电除尘器压缩工段在该工艺中，由于脱硫后的气体夹带有一定量的单质硫，因此脱硫后气体应采用洗气塔和静电除尘器除去气体中的杂质，同时降低进

6、压缩机气体温度，增加压缩机运行稳定性和设备能力。取消脱硫塔以后，脱硫可采用以下新工艺：气柜来水煤气静电除焦器罗茨鼓风机洗气塔压缩机1对该工艺的几点说明（1）取消了脱硫塔，对于脱硫工段而言，也就是水煤气不经过脱硫直接进入压缩工段，由此含硫高的水煤气相应对设备和管道及装置的操作是否会带来影响是该工艺的关键问题。通过与上海压缩机厂、沈阳鼓风机厂等国内知名的压缩机生产厂家的技术部门多次联系咨询得知，对于目前国内通用的适用于甲醇装置的往复式压缩机，只要进口气体中硫含量小于1％，即15000mg/Nm3，即可按常规进

7、行设计，无需因为气体中硫含量增加而在设备材质、结构等方面进行改变。在我国，造气原料如果采用低硫煤，则水煤气中硫含量约800-1000mg/Nm3，如果采用高硫煤，则水煤气中硫含量可达3000-8000mg/Nm3，均小于15000mg/Nm3，因此，取消脱硫塔，压缩机在设备型号和材质等方面无需改变即可满足要求。（2）众所周知，水煤气在进入脱硫工段前后，水煤气管道材质是相同的，均采用碳钢材质，因此，取消脱硫塔以后，由于气体的气量、温度、压力等参数没有改变，仅仅是气体中硫含量的改变，相应管道材质、规格等方面无

8、需改变。（3）对于变换工段而言，由于水煤气没有脱硫，进口硫含量较高，无需考虑硫含量对变换催化剂的影响，但从变换工段出来进入变换后脱硫即变脱工段负荷增加，该工段相当于合并了以前工艺中水煤气脱硫和变换气脱硫两部分的能力，变脱泵要增加或加大泵流量，变脱塔要增加能力，满足工艺要求。（4）由于水煤气脱硫塔取消，脱硫放在了变换后，因此，原放在水煤气脱硫工段的硫回收装置应相应布置在变换后，便于操作和管理。2采用该工艺所具有的优势（1）工艺流