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1、中海石油天野化工股份有限公司 20万吨甲醇装置工艺简介,2,装置简介 装备工艺篇,目录,3,装置简介,装置建设的背景及历程 为了适应市场变化，改变原材料受限制的不利局面，增强企业抗风险能力，实施多元化的经营策略，天野化工做出了油改气联产甲醇的项目决策。 2003年5月22日油改气联产甲醇项目正式立项； 2004年3月28日在甲醇装置进行了开工奠基仪式； 2005年9月30日天然气从西部公司引入，天然气配气站投运；,4,2005年10月22日甲醇天然气压缩机K01101试车成功； 2005年10月31日转化炉一次点火成功并开始转化炉烘炉； 2005年11月9日甲醇装置CO2回收装置产出合格的CO
2、2气体； 2005年11月28日转化炉投料一次成功； 2005年12月1日K01301联动试车成功； 2005年12月7日合成导气产出粗甲醇； 2005年12月11日甲醇装置一次投料成功产出了合格的精甲醇，标志着甲醇装置正式投产。 从项目奠基开工到试车投产仅用了一年半的时间。,装置简介,6,装置简介,改进与提高 试车投产以来，甲醇装置通过不断创新改造，逐步解决装置设计不合理导致的无法连续运行及产量不能达产的制约因素。特别是经过08年的大修，通过检修和技术改造，消除了影响和制约生产运行主要问题。加上历年来工艺和设备管理经验的积累和管理水平的提升，甲醇装置的整体运行能力有了质的提升。,7,2005
3、年12月31日“天野”牌甲醇首次装车销售； 2007年产精甲醇18.7341万吨； 2007年8月7日至11月3日创造了甲醇装置A级运行88天的好成绩； 2008年12月14日化工一班（白班）产精甲醇245吨，创造了最高班产纪录，并于当天生产出精甲醇709.4吨，创造了日产精甲醇的最高纪录； 2009年3月份，甲醇装置月产量首次突破2万吨大关，全月生产精甲醇2.0863万吨；,装置简介,8,2009年2月2日7月11日，创下甲醇装置连续运行144.58天的最长记录； 2009年12月4日2时45分，甲醇车间提前27天完成20万吨精甲醇的生产任务，胜利实现装置达产以及公司年初确定的努力目标，并在
4、当年创下年产20.33 万吨的历史记录。 油改气联产甲醇项目立项开工后，截止目前为止，车间历经三届领导班子的艰苦努力、艰辛探索和开拓进取，从装备、工艺、现场等管理逐步走上全员、全面、全方位的管理建设期，从局部攻关、突破过渡到实现全面精细化管理、夯实基础管理阶段。管理工作日渐完善和成熟、团队实力日渐增强、生产方面佳绩频传、屡创新高。,装置简介,9,10,11,12,非计划停车事故大幅度下降，2009年内部因素只有一次，全年无工艺操作事故。,13,装置简介 装备工艺篇,目录,14,装备工艺篇,甲醇装置的原料及产品简介,甲醇装置是以天然气为原料，天然气与蒸汽进行转化反应，生成以氢气、一氧化碳、二氧化
5、碳为主要成份的转化气，转化气再合成甲醇。本装置设计日产精甲醇667吨（年产20万吨），天然气用量包括两种：原料天然气19122Nm3H，燃料天然气6232 Nm3H，共计25354Nm3H（1.824亿方天然气年）。 甲醇装置的主要原料为天然气，产品是精甲醇。,15,装备工艺篇,天 然 气,16,GB3381992中华人民共和国国家标准工业甲醇产品质量标准,装备工艺篇,投产以来，所有出厂产品全部为优级品，其中乙醇含也控制在30PPm以内，达到美国联邦标准“A”级。,17,装备工艺篇,工艺流程中的主要消耗指标,天然气单耗：生产每吨精甲醇所消耗的天然气量，单位为标准立方米吨。设计值为976Nm3天
6、然气吨甲醇，2009年实际值为1062 Nm3天然气吨甲醇，其中包括我公司与西气公司计量存在偏差而分摊部分，按装置性能考核值(不包括分摊部分)应该是993天然气吨甲醇。 单位精甲醇综合能耗：设计指标为35.61GJT精甲醇，实际高于设计值40.19GJT精甲醇。,18,装备工艺篇,甲醇的第一步是通过天然气蒸汽转化反应制造出合成甲醇的原料气即：氢气、一氧化碳、二氧化碳的混合气体。 反应条件：温度855左右，压力2.53MPa，镍催化剂的催化作用下进行转化反应。 反应方程如下： CH4+H2OCO+3H2 -205.66KJ/mol CH4+2H2OCO2+4H2 -164.69kJ/mol 同时
7、发生CO的变换反应 CO+H2OCO2+H2 +40.7KJ/mol 转化反应是吸热反应，其反应热由在转化管外燃烧的天然气提供。,甲醇生产原理 天然气蒸汽转化,19,甲醇生产原理 甲醇合成反应,装备工艺篇,生产甲醇的第二步是甲醇合成，主反应是氢气与一氧化碳或二氧化碳反应生成甲醇，合成反应是一个可逆的放热反应。 反应条件：温度220255；压力7.2MPa；铜催化剂。 反应方程如下： CO+2H2 CH3OH +89.35KJ/mol CO2+3H2CH3OH+H2O +46.65KJ/mol,20,装备工艺篇,甲醇生产原理 转化工序脱硫原理,由于天然气中含有微量的硫（有机硫、无机硫），硫的存在
8、会造成转化触媒和合成触媒中毒，所以天然气在进转化管前必须先进行脱硫，使总硫量降到0.1PPm以下。 本装置采用镍钼加氢（有机硫转化为无机硫），氧化锌脱硫，它属于干法脱硫中的化学吸附法。含硫天然气中的有机硫先经过催化加氢，转化成硫化氢，然后进行脱除，其反应如下： COS+H2CO+H2S +Q 氧化锌脱硫是通过化学吸附来脱硫的，可以脱除无机硫，其化学反应方程如下： H2S+ZnOZnS+H2O 氧化锌和硫化氢即使在常温下也可以反应生成性质稳定的硫化锌。反应生成的硫化锌不能再生，因此氧化锌脱硫剂在使用一段时间后，随着氧化锌含量的降低，硫化锌含量的升高，脱硫效果下降，氧化锌脱硫剂需要定期更换。,21
9、,甲醇精馏基本原理是利用粗甲醇中各组分在一定压力下，沸点的不同，在精馏塔填料中进行多次的传热传质过程，除去粗甲醇中的杂质，获得产品甲醇。我厂甲醇精馏采用三塔加压流程，它的特点是更合理地利用了热量，除预精馏塔外，它还采用了两个主精馏塔，第一主精馏塔为加压精馏，操作压力为0.57 MPa，第二主精馏塔为常压操作，三塔流程较两塔流程节约了热能，节省了冷却用水，有效地利用了能量。 在三塔加压流程中，二甲醚及轻质馏分是在预精馏塔内脱除的，加压精馏塔和常压精馏内主要脱除乙醇、水等重组分，最终获得产品甲醇。常压精馏塔底部残留的4.72%的甲醇，在回收塔中得到进一步回收利用，避免了浪费，最终从回收塔底部排出的
10、废水中甲醇含量小于36PPm，排入生化池继续处理。,装备工艺篇,甲醇生产原理 甲醇精馏工序,22,氢回收,CO2 回收,CO2 压缩,天然气 压缩,天然气 转化,甲醇 精馏,甲醇 合成,K 01301,中间 罐区,原料 天然气,3.9MPa 工艺蒸汽,燃料 天然气,烟 道 气,CO2,酸性气 来自合成氨,燃料 膜分离尾气,氢回收,H2,驰 放 气,循环气,粗醇,粗醇,粗 醇,精 醇,精甲醇 去成品罐区,装备工艺篇,工艺流程图简图,23,装备工艺篇,工艺流程图说明,来自西部公司的天然气经过减压后压力1.4MP进入配气站，流量为19122 Nm3/h的原料天然气进入天然气压缩机K01101进行压缩
11、，压缩后的天然气温度103、压力2.85MPa送往天然气转化工序。 在天然气压缩前分离掉天然气中的轻质油等杂质。 甲醇原料天然气压缩机K01101是由电机驱动的两级多轴式离心压缩。是德国阿特拉斯制造的进口设备。,24,氢回收,CO2 回收,CO2 压缩,天然气 压缩,天然气 转化,甲醇 精馏,甲醇 合成,K 01301,中间 罐区,原料 天然气,3.9MPa 工艺蒸汽,燃料 天然气,烟 道 气,CO2,酸性气 来自合成氨,燃料 膜分离尾气,氢回收,H2,驰 放 气,循环气,粗醇,粗醇,粗 醇,精 醇,精甲醇 去成品罐区,装备工艺篇,工艺流程图简图,25,装备工艺篇,工艺流程图说明,压缩后的原料
12、天然气经过预热、脱硫后，配入3.9MPa的工艺蒸汽，工艺蒸汽按水碳比3.2配比，经混合器预热器加热到520、压力2.53MPa后进入一段蒸汽转化炉进行转化反应。反应的气体855、2.19MPa、117680 Nm3/h，经过一系列的降温、分离水分，最终以流量75900NM3/H、温度40、压力2.00MPa进入合成气压缩机。,26,氢回收,CO2 回收,CO2 压缩,天然气 压缩,天然气 转化,甲醇 精馏,甲醇 合成,K 01301,中间 罐区,原料 天然气,3.9MPa 工艺蒸汽,燃料 天然气,烟 道 气,CO2,酸性气 来自合成氨,燃料 膜分离尾气,氢回收,H2,驰 放 气,循环气,粗醇,
13、粗醇,粗 醇,精 醇,精甲醇 去成品罐区,装备工艺篇,工艺流程图简图,27,装备工艺篇,工艺流程图说明,合成气压缩机K01301的作用有两个，一是将来自转化工序的转化气和氢回收工序的氢气加压后送到合成工序生产甲醇；二是为合成塔气体循环提供动力。 经过合成气压缩机前5级压缩后，进入6级循环段压缩的气体温度53、压力7.9MPa、流量487798 Nm3/h。 合成气压缩机是由蒸汽透平驱动的6级多轴式离心式压缩机，也是阿特拉斯制造。,28,氢回收,CO2 回收,CO2 压缩,天然气 压缩,天然气 转化,甲醇 精馏,甲醇 合成,K 01301,中间 罐区,原料 天然气,3.9MPa 工艺蒸汽,燃料
14、天然气,烟 道 气,CO2,酸性气 来自合成氨,燃料 膜分离尾气,氢回收,H2,驰 放 气,循环气,粗醇,粗醇,粗 醇,精 醇,精甲醇 去成品罐区,装备工艺篇,工艺流程图简图,29,来自压缩工序的合成气，进入甲醇合成塔R01401进行合成反应。出塔气体温度259，压力7.58MPa经过一系列的换热和最终分离，生产出的粗甲醇35.35T/H被送往甲醇精馏工序，非正常状态还可以送往中间罐临时贮存。 合成反应的单程转化率只有3540，因此合成塔出口的合成气大部分气体，经分离出粗甲醇后循环回合成塔再次生产甲醇。,工艺流程图说明,装备工艺篇,30,氢回收,CO2 回收,CO2 压缩,天然气 压缩,天然气
15、 转化,甲醇 精馏,甲醇 合成,K 01301,中间 罐区,原料 天然气,3.9MPa 工艺蒸汽,燃料 天然气,烟 道 气,CO2,酸性气 来自合成氨,燃料 膜分离尾气,氢回收,H2,驰 放 气,循环气,粗醇,粗醇,粗 醇,精 醇,精甲醇 去成品罐区,装备工艺篇,工艺流程图简图,31,甲醇分离器后分离出的循环气一部分去压缩工序循环段进行压缩再 参加合成反应；另一部分弛放气去氢回收，回收的氢气去合成气压 缩机压缩参加合成反应,尾气去转化作燃料。 甲烷、氮气等气体在合成反应中属于惰性组份，需要将其分离出去，因此设置了氢回收装置。,工艺流程图说明,装备工艺篇,32,氢回收,CO2 回收,CO2 压缩,天然气 压缩,天然气 转化,甲醇 精馏,甲醇 合成,K 01301,中间 罐区,原料 天然气,3.9MPa 工艺蒸汽,燃料 天然气,烟 道 气,CO2,酸性气 来自合成氨,燃料 膜分离尾气,氢回收,H2,驰 放 气,循环气,粗醇,粗醇,粗 醇,精 醇,精甲醇 去成品罐区,装备工艺篇,工艺流程图简图,33,来自合成的粗甲醇，经过预精馏塔脱除轻组分、加压精馏塔和常压 精馏塔脱除重组分后，在加压精馏塔取出13.22 t/h精甲醇并在常压 精馏塔取出14.2
