化工有限责任公司工艺技术说明和主要设备参觑能力情况介绍主要工艺技术说明项目整体规划为60万吨/年甲醇，分两期建成，一期工程甲醇生 产能力30万吨/年二甲醚生产能力20万吨/年。一、空分装置空分装置采用分子筛吸附预净化、增压透平膨胀机、全填料精馏及液 氧、液氮内压缩工艺。整套设备包括：空气过滤系统、空气压缩系统、空 气预冷系统、分子筛纯化系统、分馏塔系统，仪控系统、电控系统等。（一）空气过滤和压缩空气首先进入自洁式空气吸入过滤器，在空气吸入过滤器中除去灰尘 和其它颗粒杂质，然后进入主空压机，经过多级压缩后进入空冷塔，压缩 机级间的热量被中间;令却器中的冷却水带走。（二）空气的冷却和纯化空气在进入MS4201/MS4202分子筛吸附器前在空令塔中令却，以尽 可能降低空气温度减少空气中水含量从而降低吸附器的工作负荷，并对空 气进行洗涤。进入空令塔AT4101上部的冷冻水，首先在水令塔WT4101 中利用干燥的出塔污n2进行令却，再经过氨换热器令却，然后再进入空令 塔 AT4101上 部。（三）分子筛纯化系统由 MS4201/MS4202两台分子筛吸附器和 SH4201 一台双管板蒸汽加热器组成，分子筛吸附器吸附空气中的水份、 二氧化碳和一些碳氢化合物，两台分子筛吸附器一台工作，另一台再生。再生气的加热由蒸汽在蒸汽加热器中完成。(四) 空气的精馏出吸附器的空气分为两股，一股直接进入主换热器E4001冷却后进入 下塔(C4001)；另一股通过空气增压机(K4701)进一步压缩，并经增压机 后冷却器冷却后送入冷箱经高压主换热器(E4002、E4004)冷却变为液体 后节流进入下塔。膨胀空气自空气增压机中部抽出，首先经过膨胀机增压端(B4401)的压 缩及后冷却器(WE4401)的冷却，再进入主换器(E4001)被冷却，经膨 胀机(ET4401)膨胀后进入上塔。下塔中的上升气体通过与回流液体接触含氮量增加。所需的回流液氮 来自下塔顶部的冷凝蒸发器(K4001),在这里氧得到蒸发，而氮得到冷凝。精留上塔顶部出来的气氮(纯度为99.99%)经主换热器复热后出冷箱， 送氮气压缩机。从氮气压缩机级间抽一股压力为0.5 MPa (A)的氮气送酸性 气体脱除工序；级间抽一股压力为1.1MPa (A)的氮气送煤气化工序；氮气 压缩机末端排出的压力为8.4 MPa (A)的氮气送煤气化工序。二、煤气化装置煤经传送带由煤场送来，在“煤研磨和干燥”系统中研磨和干燥。其 能力是2x100%的煤研磨与干燥装置设备设计的煤量。添加助剂后，煤被研磨与干燥。干燥的热风来自惰性气体发生器，磨 煤机热风进口温度为1503501。粉煤经干燥后，进炉前的含水量应降低 到2%WT。然后，粉煤在CO2压力下经煤加压和进料“锁斗系统”被输 送到气化炉烧嘴。气化炉烧嘴共有三个粉煤通道，各粉煤通道可以实现煤 的悬浮密度单独测量及流量调节。煤在气化炉内与气流(蒸汽稀释的氧)高温燃烧反应生成合成气、飞灰和 渣。气化炉是一个安装在压力容器内的一种膜壁反应器。气化炉内的燃烧 温度设定为14001750C, 4.0MPa，比灰渣流动温度（FT）高100- 1501。在此温度、压力下，不仅能够保证炉内碳的转化率达到99%，同 时，灰渣有比较好的流动特性。炉内盘管水冷壁可以将粉煤部分燃烧热回 收，转化为中压蒸汽（约5.4Mpag）输出。在盘管内维持一个强制的水循环， 保证水的循环倍率控制在一个合理的范围之内。气化炉气化室排出的高温合成气和熔渣经急冷环被水急冷后，沿下降 管导入急冷室进水浴，熔渣迅速固化，合成气被水饱和。急冷环通入急冷 水，此水通过急冷环上均布的孔喷入水环形成分布板后，沿分布板均匀分 布，使下降管管壁上形成一层水膜。出气化炉的合成气再经文丘里洗涤器 和合成气洗涤塔用水进一步润湿洗涤，除去残余的飞灰。产生的灰渣留在 水中。大部分渣从底部以熔渣形态离开气化炉，并在渣（水）池中经急冷后散 裂成小的（平均约为1毫米）玻璃状的颗粒。绝大部分迅速沉淀并通过渣锁斗 系统定期排出界外。收集在渣池中的渣由锁斗系统排出，并经链式捞渣机使 其与水分离后，运至中间渣场。气化各单元工艺流程说明如下：（一）磨煤及干燥单元该单元使用常规的煤研磨及干燥技术。来自原料煤贮仓的碎煤/石灰石加入到磨煤机内磨成粉状，并由高温惰 性气流烘干。惰性气流进入磨煤机进口时温度为150350C,离开磨煤机 时温度为100110C。可见，煤的研磨与干燥实际上是在惰性的环境中（氧 浓度低）进行的。因而排除了自燃和粉尘爆炸的潜在危险。在设计条件下， 氧气浓度最大为8%（体积百分比）。粉煤的颗粒尺寸分布规格和粉煤的水分含量满足以下要求即可：a）颗粒尺寸90|J占90%（重量）；b）颗粒尺寸Hp占10%（重量）；c) 水分含量典型值2%重量。惰性气体发生器的燃料正常情况下采用合成气并用燃烧空气鼓风机提 供助燃空气。在开车和停炉期间采用液化石油气进行操作。粉煤和惰性气体是在粉煤袋式过滤器内分离的，粉煤袋式过滤器的性 能是通过滤袋上的压降来控制的，粉煤袋式过滤器进行伴热以防止冷凝。过滤后的惰性气体含有10mg/Nm3(湿基)粉煤，通过循环风机循环。 收集的粉煤由粉煤旋转卸料阀卸料，由螺旋输送机输送。(二) 粉煤加压及输送单元该单元采用锁斗来完成粉煤的加压和输送，在一个加料程序中，常压 煤斗内的粉煤通过重力作用装入粉煤锁斗(V-1204)。V-1204内充满粉煤 后，即与所有低压设备隔离。当加压到与加压煤斗(V-1205)具有相同的压 力时，加压完毕，位于V-1204与V-1205之间平衡阀门打开。当锁斗与加 压煤斗(V-1205)具有相同的压力且加压煤斗(V-1205)内的煤位降低到足以 接收下一批粉煤时，只需打开煤粉锁斗下部的两个锁斗阀就能将煤从锁斗 倒入加压煤斗，到此，完成一次加料。开关程序协调煤粉锁斗(V-1204)的 截止、降压和再次装煤。另外，在加压煤斗(V-1205)(该煤斗为烧嘴提供进 料)和气化炉之间要保持恒定的压差。(三) 气化及合成气洗涤单元该单元是整个装置的核心。主要由以下几个系统组成：粉煤及氧气供应系统合成气及洗涤系统渣锁斗系统气化蒸汽/水系统来自U-1200单元的粉煤分三路进入气化炉烧嘴的三个煤粉管。氧气 经预热器加热后先在混合器内与一定量的蒸汽混合，然后也按一定的配比 量进入烧嘴。粉煤及氧气供应系统的作用是根据炉膛燃烧负荷的需要调节 粉煤与氧气的比例。在该系统中，粉煤悬浮密度的测量及流量调节由彼此 独立的三个调节系统组成，氧气的调节为一路。当炉内燃烧负荷变化时， 系统先调节氧气流量，然后再根据计算值调节所需要粉煤流量，最后根据 测量值再对粉煤流量给以修正。炉内燃烧负荷的调节范围是60 120%。气化炉由上段的辐射室和下段的急冷室组成。煤粉在辐射段内高温不 完全燃烧，生成的合成气主要成分为CO和h2。在急冷室，合成气被急冷 并被水饱和，熔渣迅速固化。出气化炉的合成气再经文丘里洗涤器和合成 气洗涤塔用水进一步润湿洗涤，可以除去残余的飞灰。生产的灰渣留在水 中，绝大部分迅速沉淀并通过渣锁斗系统定期排出界外。粗合成气出急冷室后，在气化炉出口管道处与喷入的冷凝液相接触， 以防止粗合成气中夹带的灰颗粒在出口管道处积聚而堵塞管口。然后粗合 成气进入文丘里洗涤器，与高压灰水泵送入的灰水直接接触形成雾化，粗 合成气进一步被增湿，被水润湿的固体颗粒增重，将在合成气洗涤塔内加 速沉降。合成气气液混合物离开文丘里洗涤器后进入合成气洗涤塔(C-1301 )内 浸没在液相中的齿槽管，然后返上升气管，由升气管出来经换向帽进入洗 涤塔的中部分离空间。在上述过程中，气体中夹带的悬浮的微量颗粒及夹 带的液滴在分离空间沉降于洗涤水中，气体则进入二块冲击式洗涤塔板， 被进一步洗涤。被塔板洗涤后的合成气进入塔顶部的旋流板除雾器，分离 出雾沫液滴后的合成气离开洗涤塔去下游CO变换工序。煤中约65%的矿物含量是以熔渣形式离开气化区的。在辐射燃烧室内 维持高的气化温度能够保证渣会以液态形式沿着膜壁向下流动，进入急冷 室水浴室后固化成玻璃体。大多数从气化炉来的固体都在锁斗的底部沉积。 大块的渣由破渣机叶1301)破碎。粗渣和其它沉降在气化炉急冷室底部的 固体由一股循环水输送到锁斗(V-1303)中。相对干净的水从锁斗顶部出来 再通过渣锁斗循环泵(P-1304)循环到气化炉急冷室水池。间隔一段时间， 一般约为30分钟，程序会启动锁斗卸料循环。减压以后，用灰水对管线进 行简单的冲洗以除去所有的固体，使渣和水倾倒进入渣池(V-1411)的刮板 输送机(Q-1401)o卸料完成后，锁斗在高压灰水作用下再次增压，总的卸 料循环过程(降压、卸料、再次注水、增压)时间大约为三分钟。(四) 渣及灰水处理单元从气化炉急冷室和合成气洗涤塔(C-1301)底部来的灰水在减压后送入 高压闪蒸罐(V-1401)。一部分的水闪蒸变成蒸汽，和少量溶解的气体向上 流动。经过灰水加热器(E-1401)、脱盐水加热器(E-1403)和高压闪蒸罐冷 凝器(E-1404)冷却后，流到高压闪蒸分离罐(V-1403)。分离下来的冷凝水 送到除氧器(V-1408)，没有冷凝的气体和水蒸气送到火炬。从真空闪蒸来的水和固体混合物送到沉降槽(S-1401)。从刮板输送机 溢流的水也被送到沉降槽。在沉降槽中加入絮凝剂来促进沉降。在沉降槽 安装了一个缓慢移动的沉降槽耙料机(A-1402)来把沉降下来的固体送到底 部的出口。在沉降槽底部的固体和水通过沉降槽底流泵(P-1404)送到过滤 机。从沉降槽溢流出来的水仅含有非常细小的固体，通过重力作用流到灰 水槽(T-1401)。大部分灰水循环送回到工艺过程中。一部分灰水排到废水 处理装置，用来控制灰水系统中溶解的固体的累积。这部分排污在离开灰 水处理部分前通过废水冷却器(E-1405)来冷却。三、一氧化碳变换甲醇合成反应需要控制合成新鲜气中(H2-CO2)/(CO+CO2)在2.05 - 2.1之间。HT-L粉煤加压气化生产的粗煤气中CO和H2含量不符合甲醇合 成新鲜气的要求，需将粗煤气进行CO变换，变换系统采用低水汽比耐硫 部分变换工艺。耐硫变换不需再补加蒸汽，在变换反应过程中产生大量反应热，通过 设置中、低压蒸汽发生器副产中、低压饱和蒸汽，副产的饱和蒸汽送入外 管网，变换反应的低位热量用于加热锅炉给水和脱盐水，使热量得到充分 利用，降低系统能耗。从气化来的3.72MPa(G)，210.5C的粗煤气，首先进入低压蒸汽发生 器，利用粗煤气的热量副产0.4MPa(G)的低压饱和蒸汽，副产的低压饱和 蒸汽送入界区外低压蒸汽管网。低压蒸汽发生器所需的锅炉水来自脱氧槽， 低压蒸汽发生器的液位通过调节锅炉给水流量来控制。粗煤气经低压蒸汽发生器降温后进入变换炉进料分离器分离液体后， 气相从分离器顶部排出，分离器中的冷凝液在液位控制下自分离器底部排 出M经令凝液增压泵增压后返回气化单元的洗涤塔循环使用。在变换炉进料分离器顶部气相管线上设置了温度调节系统，通过调节 低压蒸汽发生器的产汽压力来调节粗煤气的温度，相应改变了粗煤气中的 气相水含量，以保证粗煤气在对应温度、压力下的H2O/气=0.36o粗煤气随后进入变换炉进料换热器，在此被加热至240C后，进入变 换炉上段，在炉内催化剂的作用下，粗煤气中的部分CO与H2O发生变换 反应，温度升至385C后出变换炉去变换炉进料换热器，在此被粗煤气令 却至345C进入变换炉下段，进一步进行变换反应生成H2和CO2,反应式 为：co+h2o-co2+h2+qCOS+lO-CQ+fS+Q根据下游工艺的要求,需控制变换气中的CO含量约为 19.618%(mol)，为此在变换炉的进