甲醇系统风险评估

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1、一、甲醇系统基本情况：1、甲醇系统基本情况：河南煤化集团新乡中新化工有限公司甲醇工程项目，其设计规模 为日产甲醇1050吨，年产30万吨甲醇。进界区的粗合成气正常量 96050Nm3/h(干基)，其中有效气体成份(C0+H2)量为86382Nm3/h ; 最大气量为115260Nm3/h，其中有效气体量为103658Nm3/h。正。装置生产能力：30万吨/年甲醇年操作日：330天年操作小时：7920小时2、甲醇分厂分为以下单元：变换单元低温甲醇洗单元 硫回收单元 合成单元 精馏单元 CO2 压缩单元 离心压缩单元 变压吸附及附属压缩单元 甲醇成品罐区单元2.1 、变换单元本工序采用的变换反应是

2、在催化剂的作用下进行，从气化工序过 来的原料气直接进入本工序进行变换反应。因原料气中会有一定量的 H2S、COS等硫化物，因而采用以Co、Mo为主体的催化剂，反应温 度在2004659范围内进行，反应后的变换气中的CO为19%。2.2、低温甲醇洗单元低温甲醇洗是变换的下游装置，其作用是将粗变换气中的h2s和 CO2脱除到要求的控制指标，同时还起到脱除变换气中NH3、HCN、 HCL和羟基化合物的作用，以及为甲醇合成提供干净的原料气并为煤 气化装置提供CO2气和为硫回收装置提供克劳斯气。其原理是以拉乌尔定律和亨利定律为基础，依据低温状态下的 甲醇具有对H2S和CO2等酸性气体的溶解吸收性较大、而

3、对h2和 CO 溶解吸收性小的这种选择性，来脱除粗变换气中的 H2S 和 CO2 等酸性气体，从而达到净化粗变换气的目的。上述过程是物理吸收过 程，吸收后的甲醇经过减压加热再生，分别释放co2、h2s气体。2.3、硫回收单元来自低温甲醇洗的酸气进入酸性气燃烧炉与氧气混合燃烧，使酸气 在燃烧炉内发生克劳斯反应，使6070%的H2S转化为单质硫，出酸性气 燃烧炉的酸气继续进入一级反应器发生催化转化反应，使从一级反应器出 口的酸气中的H2S浓度基本达到满足直接氧化为单质硫的浓度，然后进行 气相催化直接氧化反应。硫回收装置主要由：酸性气体部分氧化（燃烧）、克劳斯催化、直 接氧化催化和尾气洗涤四个单元构

4、成。2.4、合成单元 将来自低温甲醇洗新鲜原料气中的一氧化碳、氢气，经过甲醇合成离心机压缩增压后，进入甲醇合成塔内进行催化反应，部分合成气 态甲醇，再经冷却、冷凝、分离出粗甲醇产品，送往甲醇精馏工段， 未反应的气体再经甲醇合成离心机循环气压缩机升压后大部分进入合成回路循环利用，少部分驰放气进入氢回收装置,回收有效气体与新鲜气汇合返回循环机进口。其甲醇合成的反应原理如下：甲醇合成反应是在催化剂上进行的复杂的、可逆的化学反应。主 反应有：CO + 2H2CH3OH + 102.5kJ/molCO2+3H2CH3OH+H2O+59.6kJ/mol甲醇合成反应是一个非均相的催化反应，其机理相当复杂，一

5、般 认为，其复杂的过程可分为扩散、吸附、表面反应、解吸、扩散五个 步骤：以上五个过程，（1）、（5）进行得最快；（2）、（4）进行 的速度比（3）快得多，因此整个反应过程取决于第三个过程，即反 应物分子在催化剂的活性表面的反应速度。2.5、精馏单元粗甲醇精馏就是根据粗甲醇中各种组分的沸点和相对挥发度的 不同，在精馏塔内的热质传递元件上，通过建立物料、热量和汽液相 平衡，在汽液相之间连续不断地实现热质的传递：在液相由上向下流 动的过程中，由于塔内温度由上到下连续升高，沸点低、易挥发的轻 组分相对地从液相向气相中扩散传递，而气相在由下向上流动的过程 中，由于温度连续降低，沸点高、挥发度较低的重组分

6、则相对地向液 相中凝集传递，同时热量从气相向液相传递。经过在精馏塔内反复多 次连续地进行这种热质传递，最终实现关键轻组分在塔顶高浓度集 聚、重组分在塔底高浓度集聚的分离过程。本甲醇精馏装置采用的是一种高效并流喷射的新型垂直筛板塔 板为塔内件的三塔双效精馏工艺，与传统的泡罩、筛板、浮阀塔板相 比，具有传质效率高、处理能力大、抗堵塞、压降低、操作弹性好及 易检修、造价低等优点，能够生产出优等级的甲醇产品。2.6、CO2压缩单元本岗位的任务是将低温甲醇洗工序送来的二氧化碳气体加压到8.0MPa左右，供气化工序使用。或将空分工序送来的氮气压缩到 8.0MPa供气化工序使用。2.7、离心压缩单元2.7.

7、1、合成气压缩机合成气压缩机是合成气压缩装置的主要核心设备，由沈阳鼓风机 有限公司制造，其型号为2BCL458，驱动机为杭州汽轮机股份有限 公司制造的NK32/36/16型凝汽式汽轮机。离心式压缩机为一缸两段 八级叶轮结构：第一段为新鲜气压缩段，由七级叶轮组成； 第二段为循环段，由一级叶轮组成。 2BCL458 为垂直剖分式。轴端 为园锥型，膜片式挠性联轴器连接传动。对来自低温甲醇洗装置的净化气和来自甲醇合成装置的循环气 进行压缩，最后将工艺气输送到甲醇合成装置，以为甲醇合成提供符 合压力要求的原料气和气体循环的动力。2.7.2 氨压缩机氨冷冻离心压缩机组由沈阳鼓风机有限公司制造，由汽轮机、高

8、 压缸2MCL456和低压缸MCL458组成。压缩机型号为MCL458+2MCL456，驱动机为杭州汽轮机股份有限公司制造的汽轮 机,代号为T7820，型号NK25/28/25，单缸冷凝式汽轮机。离心式压 缩机为两缸三段十四级，经两次中间冷却和一次末端冷却，主体为水 平剖分式。膜片联轴器。氨压缩制冷装置是为低温甲醇洗装置配套的，主要是为其提供所 需的冷量，必要时还为空分装置提供冷量支持的装置。2.8、变压吸附及附属压缩单元本单元的任务就是把净化原料气利用吸附剂进行分离提纯，以获 得合格的CO和H2，供乙二醇使用，把回收的解析气通过压缩机提压 返回合成岗位生产甲醇。设计CO生产能力为22000N

9、m3h,H2生产能力为42000Nm3h,解析废 气回收能力13000N m3h,生产负荷可根据生产需要随时调整，易于操 作，生产灵活。按工艺效果可分为预处理工序、PSA-CO工序以及PSA-H2工序。 本装置分为三个工序气体首先经过预处理工序吸附处理CH3OH,随后进入PSA-CO工序分离提纯得到符合要求的CO产品气，PSA-C O吸附尾气进入PSA-H2工序分离提纯得到符合要求的H2气 体。2.9、甲醇成品罐区单元 罐区由粗醇罐区和成品罐区组成。整个罐区由一台粗甲醇罐(V-2802 )、两台精甲醇罐(V-2801A/S )、一台甲醇收集罐(V-2803 )、 两台粗甲醇泵(P2802A/S

10、 )、四台精甲醇泵(P2801A/B/S/C)、一 台液下泵(P-2803)、和相应管道、消防管道组成。设置粗甲醇罐区，以接收甲醇合成工序生产的粗甲醇，精馏工序 生产正常后，粗甲醇罐区的粗甲醇再经粗甲醇泵升压后送往精馏工 序；精馏工序生产的精甲醇产品由精馏的中间罐区计量后，再由精甲 醇泵送至成品罐区贮存，出售甲醇时有四台精甲醇泵可以通过管道、 鹤管装车。罐区主要由一台3000立方米的粗甲醇罐(V-2802、两台10000 立方米的精甲醇罐(V-2801A/S、组成，当甲醇外销遇到问题时，可 以确保贮存前面工序生产的20天左右的精甲醇。二、甲醇装置评估甲醇分厂目前人员整体素质和技术水平不断提高，

11、人员对整个装 置的设计理念、联锁控制和设备的运行参数掌握较为熟悉；整个装置 从变换、气体净化、甲醇合成、大机组以及变压吸附都得到良好的掌 控，目前整个装置的安全辅助设施配备较为齐全，总体来讲，甲醇分 厂安全生产措施比较完善。三、存在问题及建议(1) 甲醇分厂现有员工大部分都是干刚毕业不久的学生，对装置 的理解和驾驭能力还不够强，需进一步加大业务技能知识的培训；(2 )硫回收尾气中的硫化氢含量较高，达到5000ppm，若直接 排放对环境的污染很大，需要进一步脱除H2S，计划将此股气体引至 锅炉的烟气脱硫进一步处理；(3) 低温甲醇洗尾气带液且异味较大，为改善厂区环境和周边居 民的生产生活环境，计划将气体引至锅炉烟囱放空；(4 )变压吸附装置外送至乙二醇装置的CO产品气中的CH4含量 偏高达到1%甚至更高，计划对系统进行改造。使CO产品气中的ch4 含量降至0.5%以下，以满足乙二醇装置对气体品质的要求。