水煤浆气化生产甲醇配套变换工艺与布置探讨.pdf

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1、第42卷第1期2016年1月煤化工与甲醇COalCemicalMethanol化工设计通讯ChemicalEngineeringDesignCommunications水煤浆气化生产甲醇配套变换工艺与布置探讨向国军(武汉金中石化工程有限公司，湖北武汉430223)摘要：结合水煤浆气化工艺产粗煤气中工艺冷凝液流量大、变换系统余热回收设备多的特点，对传统布置方案存在的弊端进行了分析，并提出了优化后的设备布置方案。通过优化设备布置，消除了变换系统存在的安全隐患，为变换装置的长周期稳定运行打好基础。关键词：水煤浆气化；变换装置；工艺；设备布置中图分

2、类号：TQ223．121文献标志码：A文章编号：1003-6490(2016)0l_0014_02DiscussiononProcessandEquipmentArrangementforCOShiftofCoal-waterSlurryGasificationMethanolProductionX／angGuo-junAbstract：Combiningthecharacteristicsoflargeflowrateofprocesscondensateandmultipleequipmentofwasteheatrecoveryinc

3、oshiftunit，theauthoranalysisthedisadvantageoftraditionalequipmentarrangement，andputforwardtheimprovedscheme．Itwilleliminatehiddendanger，andcreateafavorableconditionforthelongperiodstableoperationofshiftunit．Keywords：coal-waterslurrygasification：COshiftunit；equipmentprocess

4、由于国际原油价格的不断波动，影响着我国的能源安全和我国贫油、少气、多煤的资源禀赋，发展煤基甲醇，进而生产醇醚燃料的新型煤化工成为国家积极引导扶持的热门产业【l】。GE公司水煤浆气化技术是在国内工业化应用最早使用业绩最多的气化技术。迄今在国内已有178台气化炉投入运行B】。其配套变换单元是煤制甲醇工艺中重要的工序，作用是调整煤气化单元产生的粗煤气中的H，／CO的比值，以满足下游甲醇装置对合成气的要求，同时分解COS和HCN等有机物、回收热量。本文结合国内项目工程实例，对水煤浆气化生产甲醇配套变换工艺及布置方案进行探讨。1工艺流程概述及分析1．

5、1主工艺流程概述本项目为年产180万t甲醇规模，变换单元采用双系列设置。变换工艺采用了部分耐硫变换流程：来自煤气化的粗煤气一部分经废热锅炉降温、分离冷凝液后进入变换炉参与变换反应，而另一部分粗煤气作为调节气，直接经过废热锅炉降温、分离冷凝液后与变换气混合，通过控制进变换炉和旁路的流量分配来满足甲醇合成对氢碳比的要求。分离出冷凝液的变换气经洗涤水洗掉变换气中的氨后送至低温甲醇洗工序。主工艺流程见图1。图1变换装置主工艺流程1．煤气分离器(V108)；2-煤气过滤器(V109)；3-低压蒸汽过热器II(E107)；4-水煤气废热锅炉II(E10

6、8)；5-水煤气废热锅炉I(E101)；6冲压锅炉给水加热器I(E102)；7-第一水分离器(V101)；8-中温挟热器／蒸汽过热器(E103)；9．变换炉(R101)；收稿日期：2015—12-25作者简介：向国军(1983一)，男，湖北宜昌人，注册化工工程师主要从事化工项目工艺和管道设计工作。·14·lO一变换废热锅炉I(E104)：11一低压蒸汽过热器I(E106)：12．变换废热锅炉II(E105)；13．第二水分离器(V102)；14一第三水分离器(V103)；15一低压废热锅炉(E109)；16一第四水分离器(V104)；17．

7、甲醇中压锅炉给水预热器(E117)；18．低压锅炉给水加热器(Elll)：19．第五水分离器(v105)；20．脱盐水加热器(E112)；21．变换水冷器(E113)：22．洗氨塔(T101)1．2工艺流程特点分析1．2．1原料气特点来自上游水煤浆气化单元所产粗煤气温度为242℃，压力6．38MPaA，单系列粗煤气流量为772847m3(标)／h，组成见表1。表1变换单元原料气组成组分COC02H2ca,N2+ArH2S+COSH20NH3+HCNmol／％18．8187．192】5．33】0．0390．1610．16858．2230．06

8、9由表1分析可知，粗煤气中水蒸气含量高达58．223％，即粗煤气中携带饱和水蒸汽为361．36t／h，出变换单元的变换气为40℃，可知变换单元冷凝后的工艺冷凝液处理量非常大。另外