煤制甲醇及转化烯烃.pptx

核心技术 煤气化 合成气净化 甲醇合成 甲醇制烯烃 煤制甲醇 1.备煤装置:备煤装置的任务是将原料煤磨 碎、干燥，为气化装置和热力系统提供合格 的原料和燃料。 2.空分装置：空分装置的作用是为气化 装置提供所需的氧气和输送煤粉用的高压氮 气以及公用工程所需的低压氮气。 3.煤气化技术：本装置是将原料煤通过煤气化 炉，获取以合成气(CO+H2)为主要成分的煤气。从备 煤装置高压煤粉发送斗送来的煤粉与输送煤粉用的 高压CO2一起进入气化炉顶部喷咀，来自空分装置 的氧气，经氧气预热器加热到一定温度后，与中压 蒸汽混合，经炉顶喷咀送入炉内。煤粉与氧气/蒸 汽在4.0MPa压力、高温1600下，发生部分氧化和 气化反应，产生以（CO+H2）为主的粗煤气。 气流床技术由于煤种适应性强，炉子操作温度高 ，热效率高，合成气中有效组分高，原煤和氧耗相对流化 床均低，且具有运行可靠性性高、自动化程度高、环保性 能良好等优势，是当今世界最先进的煤气化工艺。 主要的气流床技术有Shell干粉煤气化、K-T煤气 化、德士古煤气化、GSP煤气化。 煤气化 气流床的优点 因常压操作，经济性和操作方面尚存在 一些不足，目前不再发展。 GSP气化工艺流程主要由煤粉输送系统、气化系统、粗合成 气处理系统、排渣系统和黑水处理系统等组成。图 1为 GSP气化工艺 流程,GSP气化工艺用高压 N2或CO2作为载气，将来自磨煤单元制备的 煤粉,靠给料容器与气化炉之间的压差定量输送至气化炉，煤粉在气 化炉内发生部分氧化反应，反应生成的工艺气( CO+H2) ，经过激冷 和洗涤满足除尘、降温、增湿后送入变换系统; 同时，将气化系统中 产生的黑水送入黑水处理系统，通过闪蒸、沉降、过滤单元，回收热 量及循环使用灰水，反应生成的液态渣，经过激冷冷却、固化后通过 渣锁斗系统排送至渣池，经过渣水分离后将渣送出界外。 GSP气化工艺流程 Shell煤气化工艺流程及气化炉 Shell煤气化工艺流程见图： 1）来自制粉系统地干 燥煤粉由氮气或二氧化 碳气经输送至炉前煤粉 仓及煤锁斗； 2）再经由加压氮气或二 氧化碳加压将细煤粒由 锁斗送入相对布置的气 化烧嘴； 3）气化所需氧气和水蒸 气也送入烧嘴。 N2、CO2气动输送 N2、CO2加压 （1 1）煤粉及气化剂的输送：）煤粉及气化剂的输送： 1）通过控制加煤量，调节氧量 和蒸汽量，使气化炉在 14001700范围内； 2）气化炉操作压力为24MPa。 3）在气化炉内煤中的灰分以熔 渣的形式排出。绝大多数熔渣从 炉底离开气化炉，用水激冷，再 经破渣机进入渣锁系统，最终泄 压排出系统。 熔渣为一种惰性玻璃状物 质。 水激冷熔渣水激冷熔渣 （2 2）气化及排渣：）气化及排渣： 循环冷却煤气循环冷却煤气 粗气粗气 1）粗气夹带飞散的熔渣粒 子激被冷气冷却，使熔渣 固化而不致粘在冷却器壁 上，然后再从煤气中脱 除。 2）煤气冷却器采用废热锅 炉，用来生产中压饱和蒸 汽或过热蒸汽。 3）粗煤气经陶瓷过滤器除 去细粉尘（20mg/m3)。 4）部分煤气加压循环作为 循环冷却煤气用于出炉煤 气的激冷。 （3）粗煤气激冷、废热回收、除尘： 4.CO变换技术:从气化炉出来的煤气中H2/CO 之比值不能满足甲醇合成反应的要求，因此， 需要将煤气中约60%左右的CO变换为H2。CO变 换分为双系列生产，采用宽温耐硫变换工艺。 文丘里洗涤后粗煤气温度降到约190，压力约 为3.8 MPa，先进入主热交换器预热，然后与中 压蒸汽混合后，温度升高到260，进入变换炉 一段，进行变换反应。 5.酸性气体脱除技术:酸性气体脱除工序的 任务是将变换气中的H2S和CO2 脱除。多采用德 国Lurgi公司低温甲醇洗工艺 低温甲醇洗 1、 采用物理吸收法的一种酸性气体净化工艺,该工艺使用冷甲醇 作为酸性气体吸收液,利用甲醇在-60摄氏度左右的低温下对酸性气 体溶解度极大的物理特性,同时分段选择性地吸收原料气中的H2S、 CO2及各种有机硫等杂质。 2、低温甲醇洗的特点：具有优异的酸性气体选择性、吸收性以及运 行稳定性 3、整个流程主要分为以下几个部分： 原料气冷却、酸性气体洗涤脱除、中压闪蒸回收有效气、H2S气提 富集（含CO2低压闪蒸）、甲醇再生及尾气洗涤放空。 V1气液分离器；C1甲醇洗涤塔；C2二氧化碳解吸塔； C3硫化氢浓缩塔；C4甲醇再生塔；C5甲醇/水分离塔 6.冷冻技术:冷冻工序设置的目的是为 酸性气体脱除工序和空分制氧单元提供所 需的冷冻量。采用液氨蒸发制冷，气氨压 缩机采用离心式压缩机。 7.硫磺回收:硫磺回收装置的作用是将 净化装置排出的富H2S酸性气体进行处理 以达到环保排放要求，并回收副产品硫 磺。 8.甲醇合成技术:合成甲醇是一个多相催化反 应过程，吸附的CO与H2之间的反应是整个反应过 程的控制步骤，它决定着整个反应的速度。主要 化学反应式如下： Lrugi甲醇合成工艺流程 9.粗甲醇精馏技术：粗甲醇中含有易挥发的 低沸点组分（如H2、CO、CO2、二甲醚、乙醛和 丙酮等）和难挥发的高沸点组分（如乙醇、高级 醇和水等），所以需通过精馏的办法制得精甲 醇。 甲醇精馏工艺流程 10.H2回收技术：通常，合成弛放气 中H2浓度高达70%以上，为了系统的平衡 及优化，这部分H2需作回收处理，并返回 系统。H