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1、气化煤气净气合成气氨合成 合 成 氨甲醇合成 甲醇甲醇（产品） 毛比尔法（间接液化） 汽 油费托合成（间接液化）醋酐合成液体燃料、化学品醋酐、醋酸甲酯直接液化油品加工工液体燃料、化学品炼焦焦炉煤气煤焦油焦 炭分离 粗苯煤气 城 市 煤 气苯、甲苯、二甲苯加工 萘、蒽、吡啶、酚冶 金 焦沥青、炭素制品低温干馏石灰石 电石炉 电石 乙 炔 化 学 品煤 气 燃 料 气低温煤焦油 加工 液 体 燃 料、酚半 焦 无烟燃料、还原剂、气化原料其它加工 褐煤蜡、 活性炭分子筛煤煤气化固定床（块煤）常压固定床（U.G.I 炉、恩德炉）加压固定床（鲁奇炉）温克勒炉、U-Gas 炉、灰熔聚炉干粉煤：谢尔炉、GS
2、P 炉水煤浆：德士古炉流化床（碎煤）气流床（粉煤）碳转化率低、能耗高、污染严重碳转化率低、能耗高、操作困难碳转化率高、气化强度大、环保好，但投资较高，适合于大型的煤化工基地应用烯烃、醋酸、甲醛产品投资参考：焦炭（含甲醇配套项目）：约 1200 万元/万吨；煤制甲醇：约 4000 万元/ 万吨；煤制乙烯：约 2 亿元/万吨； 煤炭液化：约 1 亿元/ 万吨（指设备投资） 。以上是指大、中型项目的概略投资。相 关 转 化：2 吨煤生产 1 吨甲醇，附加值可提高 8 倍；3 吨甲醇生产 1 吨聚烯烃，附加值可提高 1 倍。4-5 吨煤液化 1 吨油。液化反应器工氢气制备工煤浆制备工煤化工工艺路线图
3、煤制甲醇典型工艺路线图1、合成甲醇的化学反应方程式：（1） 、主反应：CO+2H2=CH3OH+102.5KJ/mol（2） 、副反应2CO+4H2=CH3OCH3+H2O+200.2 KJ/molCO+3H2=CH4+H2O+115.6 KJ/mol4CO+8H2=C4H9OH+3H2O+49.62 KJ/molCO2+H2=CO+H2O-42.9 KJ/mol2、甲醇合成气要求氢碳比 f=(H2-CO2)/(CO+CO2)2.052.10，由于煤炭气化所得到的水煤气 CO 含量较高，H 2 含量较低，因此水煤气须经脱硫、变换、脱碳调整气体组成，以达到甲醇合成气的要求。3、CO 变换反应CO
4、+H2O(g)=CO2+H2 （ 放 热 反 应 ）4、水煤气组分与甲醇合成气组分对比气体组分（%）气体种类CO H2 CO2 CH4水煤气 37.3 50.0 6.5 0.3甲醇合成气 29.90 67.64 29.90 0.1渣驰放气备煤（制浆或磨粉） 煤气化 CO 变换热回收空 分循环机 甲 醇 合 成 合成气压缩 低温甲醇洗脱硫脱碳 硫回收粗 甲 醇 精 馏 甲 醇 产 品空分氧气煤CO2H2S循环气CO+H2O(g)=CO2+H2 （放热反应）煤制甲醇工艺气化a）煤浆制备由煤运系统送来原料煤干基（25mm）或焦送至煤贮斗经称重给料机控制输送量送入棒磨机加入定量水物料棒磨机进行湿法磨煤
5、了控制煤浆粘度及保持煤浆稳定性加入添加剂了调整煤浆 PH 值加入碱液出棒磨机煤浆浓度约65%排入磨煤机出口槽经出口槽泵加压送至气化工段煤浆槽煤浆制备首先要煤焦磨细再制备成约 65%煤浆磨煤采用湿法防止粉尘飞扬环境好用于煤浆气化磨机现有两种棒磨机与球磨机；棒磨机与球磨机相比棒磨机磨出煤浆粒度均匀筛下物少煤浆制备能力需和气化炉相匹配本项目拟选用三台棒磨机单台磨机处理干煤量 4353t/h 满足 60 万 t/a 甲醇需要了降低煤浆粘度使煤浆具有良好流动性需加入添加剂初步选择木质磺酸类添加剂煤浆气化需调整浆 PH 值 68 用稀氨水或碱液稀氨水易挥发出氨氨气对人体有害污染空气故本项目拟采用碱液调整煤
6、浆 PH 值碱液初步采用 42浓度了节约水源净化排出含少量甲醇废水及甲醇精馏废水均作磨浆水b）气化本工段煤浆与氧进行部分氧化反应制得粗合成气煤浆由煤浆槽经煤浆加压泵加压连同空分送来高压氧通过烧咀进入气化炉气化炉煤浆与氧发生下主要反应：气化反应气化炉反应段瞬间完成生成 CO、H2 、CO2、H2O 和少量CH4、 H2S 等气体离开气化炉反应段热气体和熔渣进入激冷室水浴被水淬冷温度降低并被水蒸汽饱和出气化炉；气体经文丘里洗涤器、碳洗塔洗涤除尘冷却送至变换工段气化炉及碳洗塔等排出洗涤水（称黑水）送往灰水处理c）灰水处理本工段气化来黑水进行渣水分离处理水循环使用从气化炉和碳洗塔排出高温黑水分别进入各
7、自高压闪蒸器经高压闪蒸浓缩黑水混合经低压、两级真空闪蒸被浓缩进入澄清槽水加入絮凝剂使其加速沉淀澄清槽底部细渣浆经泵抽出送往过滤机给料槽经由过滤机给料泵加压送至真空过滤机脱水渣饼由汽车拉出厂外闪蒸出高压气体经过灰水加热器回收热量之通过气液分离器分离掉冷凝液进入变换工段汽提塔闪蒸出低压气体直接送至洗涤塔给料槽澄清槽上部清水溢流至灰水槽由灰水泵分别送至洗涤塔给料槽、气化锁斗、磨煤水槽少量灰水作废水排往废水处理洗涤塔给料槽水经给料泵加压与高压闪蒸器排出高温气体换热送碳洗塔循环使用2）变换本工段气体 CO 部分变换成 H2本工段化学反应变换反应下列方程式表示：CO+H2O H2+CO2由气化碳洗塔来的粗
8、水煤气经气液分离器分离掉气体夹带的水分后，进入气体过滤器除去杂质然后分成两股部分（约为 54%）进入原料气预热器与变换气换热至 305左右进入变换炉与自身携带的水蒸汽在耐硫变换催化剂作用下进行变换反应出变换炉的高温气体经蒸汽过热器与甲醇合成及变换副产压蒸汽换热、过热中压蒸汽自身温度降低后再原料气预热器与进变换粗水煤气换热温度约 335进入中压蒸汽发生器副产 4.0MPa 蒸汽温度降至 270之后进入低压蒸汽发生器温度降至 180然后进入脱盐水加热器、水冷却器最终冷却 40进入低温甲醇洗 1#吸收系统另部分未变换的粗水煤气进入低压蒸汽发生器使温度降至 180副产0.7MPa 低压蒸汽进入脱盐水加
9、热器回收热量水冷却器用水冷却至 40送入低温甲醇洗 2#吸收系统气液分离器分离出来的高温工艺冷凝液送气化工段碳洗塔气液分离器分离出来的低温冷凝液经汽提塔用高压闪蒸气和中压蒸汽汽提出溶解在水中的 CO2、H2S、NH3 送洗涤塔给料罐回收利用；汽提产生的酸性气体送往火炬3）低温甲醇洗本工段采用低温甲醇洗工艺脱除变换气中 CO2、全部硫化物、其他杂质和 H2Oa）吸收系统本装置拟采用两套吸收系统分别处理变换气和未变换气经过甲醇吸收净化后的变换气和未变换气混合作甲醇合成的新鲜气由变换来的变换气进入原料气级冷却器、氨冷器、进入分离器出分离器的变换气与循环高压闪蒸气混合后喷入少量甲醇以防止变换气中水蒸气
10、冷却后结冰然后进入原料气二级冷却器冷却至20进入变换气甲醇吸收塔依次脱除 H2S+COS、CO249出吸收塔经二级原料气冷却器级原料气冷却器复热去甲醇合成单元净化气 CO2 含量约 3.4%H2S+COS0.1PPm来自甲醇再生塔经冷却甲醇49从甲醇吸收塔顶进入吸收塔上段 CO2吸收段甲醇液自上而下与气体逆流接触脱除气体中 CO2CO2 的指标由甲醇循环量来控制中间二次引出甲醇液用氨冷器冷却以降低由于溶解热造成的温升在吸收塔下段引出的甲醇液大部分进入高压闪蒸器；另部分溶液经氨冷器冷却后回流进入 H2S 吸收段以吸收变换气中的 H2S 和 COS 自塔底出来的含硫富液进入 H2S 浓缩塔为减少
11、H2 和 CO 损失从高压闪蒸槽闪蒸出的气体加压后送至变换气二级冷却器前与变换气混合以回收 H2 和 CO未变换气的吸收流程同变换气的吸收流程b）溶液再生系统未变换气和变换气溶液再生系统共用套装置从高压闪蒸器上部和底部分别产生的无硫甲醇富液和含硫甲醇富液进入H2S 浓缩塔进行闪蒸汽提甲醇富液采用低压氮气汽提高压闪蒸器上部的无硫甲醇富液不含 H2S 从塔上部进入在塔顶部降压膨胀高压闪蒸器下部的含硫甲醇富液从塔中部进入塔底加入的氮气将 CO2 汽提出塔顶然后经气提氮气冷却器回收冷量后作为尾气高点放空富 H2S 甲醇液自 H2S 浓缩塔底出来进热再生塔给料泵加压甲醇贫液冷却器换热升温进甲醇再生塔顶部
12、甲醇中残存的 CO2 以及溶解的 H2S 由再沸器提供的热量进行热再生混和气出塔顶经多级冷却分离甲醇级冷凝液回流二级冷凝液经换热进入 H2S 浓缩塔底部分离出的酸性气体去硫回收装置从原料气分离器和甲醇再生塔底出来的甲醇水溶液经泵加压后甲醇水分离器通过蒸馏分离甲醇和水甲醇水分离器由再沸器提供塔顶出来的气体送到甲醇再生塔中部塔底出来的甲醇含量小于 100PPm 的废水送水煤浆制备工序或去全厂污水处理系统c）氨压缩制冷从净化各制冷点蒸发后的-33气氨气体进入氨液分离器将气体中的液粒分离出来后进入离心式制冷压缩机段进口压缩至冷凝温度对应的冷凝压力然后进入氨冷凝器气氨通过对冷却水放热冷凝成液体靠重力排入
13、液氨贮槽液氨通过分配器送往各制冷设备4）甲醇合成及精馏a）甲醇合成经甲醇洗脱硫脱碳净化后的产生合成气压力约为 5.6MPa 与甲醇合成循环气混合经甲醇合成循环气压缩机增压至 6.5MPa 然后进入冷管式反应器（气冷反应器）冷管预热到 235进入管壳式反应器（水冷反应器）进行甲醇合成 CO、CO2 和 H2 在 Cu-Zn 催化剂作用下合成粗甲醇出管壳式反应器的反应气温度约为 240然后进入气冷反应器壳侧继续进行甲醇合成反应同时预热冷管内的工艺气体气冷反应器壳侧气体出口温度为 250再经低压蒸汽发生器锅炉给水加热器、空气冷却器、水冷器冷却 40进入甲醇分离器从分离器上部出来未反应气体进入循环气压
14、缩机压缩返回甲醇合成回路部分循环气作为弛放气排出系统调节合成循环圈内的惰性气体含量合成弛放气送至膜回收装置回收氢气产生富氢气经压缩机压缩后作为甲醇合成原料气；膜回收尾气送至甲醇蒸汽加热炉过热甲醇合成反应器副产的中压饱和蒸汽（2.5MPa）将中压蒸汽过热到 400粗甲醇从甲醇分离器底部排出经甲醇膨胀槽减压释放出溶解气后送往甲醇精馏工段系统弛放气及甲醇膨胀槽产生的膨胀气混合送往工厂锅炉燃料系统甲醇合成水冷反应器副产压蒸汽经变换过热后送工厂中压蒸汽管网b）甲醇精馏从甲醇合成膨胀槽来的粗甲醇进入精馏系统精馏系统由预精馏塔、加压塔、常压塔组成预精馏塔塔底出来富甲醇液经加压至 0.8MPa、80进入加压塔
15、下部加压塔塔顶气体经冷凝后一部分作位回流一部分作为产品甲醇送入贮存系统由加压塔底出来的甲醇溶液自流入常压塔下塔进步蒸馏常压塔顶出来的回流液部分回流部分作为精甲醇经泵送入贮存系统常压塔底的含甲醇的废水送入磨煤工段作为磨煤用水在常压塔下部设有侧线采出采出甲醇、乙醇和水的混合物由汽提塔进料泵送入汽提塔汽提塔塔顶液体产品部分回流其余部分作产品送至精甲醇中得间槽或送至粗甲醇贮槽汽提塔下部设有侧线采出采出部分异丁基油和少量乙醇,混合进入异丁基油贮槽汽提塔塔底排出的废水含少量甲醇进入沉淀池分离出杂醇和水废水由废水泵送至废水处理装置c）中间罐区甲醇精馏工序临时停车时甲醇合成工序生产的粗甲醇进入粗甲醇贮罐中贮存
16、甲醇精馏工序恢复生产时粗甲醇经粗甲醇泵升压后送往甲醇精馏工序甲醇精馏工序生产精甲醇进入甲醇计量罐中经检验合格的精甲醇用精甲醇泵升压送往成品罐区甲醇贮罐中贮存待售。5）空分装置本装置工艺为分子筛净化空气、空气的增压、氧气和氮气内压缩流程带中压空气增压透平膨胀机采用规整填料分馏塔全精馏制氩工艺。原料空气自吸入口吸入经自洁式空气过滤器除去灰尘及其它机械杂质过滤后的空气进入离心式空压机经压缩机压缩到约 0.57MPa(A)然后进入空气冷却塔冷却冷却水为经水冷塔冷却后的水空气自下而上穿过空气冷却塔在冷却的同时又得到清洗。经空冷塔冷却后的空气进入切换使用的分子筛纯化器空气中的二氧化碳、碳氢化合物和水分被吸附分子筛纯化器为两只切换使用其中一只工作时另一只再生纯化器的切换周期约为 4 小时定时自动切换。
