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因为,尽管内压缩流程使用了空气增压机来提供系统的部分制冷量,空气增压机液氧泵的功率比氧压机高,理论上要多消耗的压缩功但是氧压机实际运行往往偏离其设计工况。
两者实际的功率是很接近的。
从安全方面分析,尽管外压缩流程的使用也比较普遍,氧气压缩机的设计和制造水平不断提高,但是统计数据表明,氧压机有多台次发生过燃烧事故,而内压缩流程从未出现过类似事故。
另外,由于内压缩流程使用了液氧泵,可及时抽走主冷凝器液氧中的液态烃,使得空分装置的运行更加安全可靠。
从投资上看,两种流程相近,内压缩流程稍低些。
此外,使用液氧泵的内压缩流程比使用氧压机的外压缩流程操作管理更为方便,维修工作量少,占地少。
两种氧气增压方案的比较见下表。
液氧泵和氧压机增压方案比较表序号项目液氧泵流程氧压机流程相对能耗相对投资维修费用低高占地面积小大安全性安全较安全因此,本项目推荐采用液氧泵内压缩流程。
装置的系列数空分装置每期可采用两套制氧能力的方案。
共三期六套的空分考虑选用国产装置。
其中离心空气压缩机空气增压压缩机驱动汽轮机产品氮气增压机高低压板式主换热器低温透瓶膨胀机低温泵所有低温阀门调节阀门和切换阀门及系统分析仪和主要仪表均为进口设备,国内的子公司制造和采购的设备主要为精馏塔空气纯化系统空气预冷系统空气过滤器部分仪表和电控设备等。
空压机及配套汽轮机的选择本项目的空分装置需要处理的空气量约为,由于处理量大,采用离心式压缩机压缩空气,蒸汽透平驱动,汽轮机选用全凝式。
空压机配汽轮机的蒸汽可用两种等级的蒸汽压力,温度。
二压力,温度。
等级的汽轮机,业绩较少,价格较高等级的汽轮机,空分装置配套的很多,技术已比较成熟。
故本次设计选哟国内等级的汽轮机。
干燥工艺技术选择常用干燥方法有冷分离法,固体吸收法,溶剂吸收法。
冷分离法冷分离法是利用压力变化引起温度变动,使水蒸气从气相中冷凝下来的方法。
常用有两种流程节流膨胀冷却流程与加压后冷却流程。
节流膨胀冷却脱水法,般用于高压天然气气田,高压天然气经过节流膨胀或低温分离,把天然气中的部分水冷凝下来。
这种方法简单,经济,但应控制天然气降压后仍高于输送压力,同时,不使温度降的太低,防止冷凝水结冰。
加压后冷却法,对于低压天然气田及人工煤气,需加压后再冷却当时将煤气中水蒸气冷凝下来。
上述两种方法煤气干燥度即露点温度,将受多种因素影响且能量损失大。
固体吸附法固体干燥剂脱水的过程是周期性的,用个或多个干燥塔吸附脱水。
应采用吸附水能力比吸附烃类或吸附酸性气体能力强的干燥剂,可用热气体通过吸过水的干燥剂将水分带出使之再生。
固体吸附法脱水的优缺点见表优点缺点能获得露点极低的净化气不受净化气温度流量压力等变化的影响设备构造简单便于操作腐蚀及净化气量少时,费用也不太高。
设备费高耗热较多净化气中成分易使干燥剂中毒粉碎吸附与再生均不连续。
常用的固体吸附脱水法有氯化钙法,硅胶法,活性氧化铝矾土法,分子筛法以及复式固定干燥剂法等,各种干燥剂特点见下表。
复式固定干燥剂是综合了多种干燥剂的优点,该法是根据不同的气源,分别放置不同的脱水剂,以便有选择的脱除不同组分气体水分。
各种干燥剂特点脱水剂优点缺点使用情况氯化钙法成本低,工艺过程简单腐蚀性严重,废渣废水处理困难适用于高寒地带硅胶法吸附能力好,吸水选择性强遇液态水,油料易碎,处理量大时时效快适用于处理量大而含水量不大情况活性氧化铝法及活性铝矾土吸附能力较好,再生温度低,在液态水中不易碎活性丧失较快,特别酸性气体多时适用于含酸性气体少的煤气分子筛吸附能力较好,对高酸性气体的脱水可用抗酸性分子筛成本稍高适用于处理量较大,露点降要求高的气体溶剂吸收法液体吸水剂溶剂吸收法所用设备费最少。
液体吸水剂应满足以下要求在较大水浓度范围内吸水能力大操作时水蒸气的压力低水溶液没有腐蚀性粘度较低具有化学稳定性和热稳定性容易再生无毒反应热和熔解热小。
常用的液体吸收剂有氯化钙溶液氯化锂水溶液甘醇醇胺二甘醇及三甘醇等。
各种吸水剂特点见表几种吸水剂的特点吸水剂优点缺点使用情况氯化钙溶液成本低耗量小公斤万,能用于高寒地带。
遇水乳化,产生电解腐蚀,露点降低,与发生沉淀。
逐渐淘汰。
氯化锂水溶液吸水能力大,腐蚀性小有杀菌力,可使处理煤气消毒,不易加水分解,露点下降大。
价格较高,工业产品含不纯物时,引起腐蚀。
适用于空气调节用于煤气脱水。
甘醇醇胺乙醇胺,二甘醇同时脱除和水,甘醇可降低醇胺的发泡,步净化和脱水。
比三甘醇携带损失大,再生温度高,腐蚀严重,露点下降少适用于些露点要求不高的煤气中。
二甘醇缩二乙二醇较稳定,浓溶液不凝固,正常操作存在时稳定,吸容量大,携带损失小,检修安装较容易,处理量灵活。
携带损失比三甘醇大,再生浓度为,初期投资大。
逐渐被三甘醇法取代。
三甘醇二缩三乙二醇比二甘醇的全部优点更优越,再生浓度高达以上,露点降低比上述方法都高需加消泡剂以避免轻油存在时发泡,溶剂在市场供广泛使用应不多,初期投资大。
通过上述比较可知,三甘醇法和冷却法各有优点,三甘醇法是普遍采用的方法。
由于本项目低温甲醇洗需冷量,是级的制冷装置,也是种可选用的方法。
选用这种方法的前提是低位热能足够富裕。
两种方法究竟选用何种工艺待下阶段作更详细工作后明确。
可暂按冷却法考虑。
主要装置来源碎煤固定床干法排灰加压气化技术耐硫耐油变换技术低温甲醇洗净化技术异丙醚脱酚技术。
碎煤固定床干法排灰加压气化,国外德国鲁奇公司称鲁奇气化。
原东德称煤气化,捷克称煤气化技术。
该技术世纪年代由德国鲁奇公司开发,随后在德国英国苏联捷克南斯拉夫南非等建有近余台气化炉,特别是南非建有余台,现在运行的还有台用于生产油品。
在美国上世纪年代,在大平原第期建了台气化炉用于煤制天然气。
在中国上世纪年代末引进德国鲁奇公司气化技术,用台气化炉生产万合成氨,年代兰州煤气厂沈阳煤气厂引进捷克气化技术和气化炉台,哈尔滨煤气厂引进原东德公司气化炉台,年代中,义马煤气厂用政府贷款方式,引进澳大利亚鲁奇公司气化炉台,现已扩至台。
在中国为了开发这项煤气化技术,年代初到年代东北煤气厂研究所建了套工业试验装置。
对沈北褐煤等煤种进行了气化试验,取得了套完整数据。
上世纪年代初,中国煤炭科学研究院又建了套试验装置,对哈尔滨长焰煤龙口褐煤以及蔚县烟煤等煤种的试烧。
在上述技术开发和消化吸收各种气化炉的基础上,在上世纪的国家“七五八五”把碎煤加压气化列为国家重点攻关项目,包括直径米碎煤加压气化炉,耐硫耐油变换催化剂和有关技术,低温甲醇洗热力学,相平衡数据测定,异丙醚萃取脱酚技术。
直径碎煤加压气化炉建在太原化肥厂,试验完后此炉移交云南解化用于合成氨生产,在此开发基础上,化二院完成了天脊第五台气化炉设计,义马煤气厂台气化炉设计。
并顺利投产,当前正为新疆广汇设计台气化炉。
耐硫耐油变换技术首先用于哈尔滨煤气厂,随后又用于云南解化技改,义马煤气厂。
低温甲醇洗技术先后用于天脊化肥厂改造,云南解化扩建改造,义马煤气厂二期万城市煤气。
神华宁夏煤业集团万甲醇等项目。
甲烷合成技术来源碎煤加压气化净化煤气通过镍催化剂在下,将氢气合成甲醇技术,年代开发成功,年代初在美国大平原建成万合成天然气工厂。
技术成熟可靠。
建议引进鲁奇公司或托普索技术。
硫回收技术来源硫回收技术很多,但能满足当今环保要求的技术还不多,建议选用金陵石化或齐鲁石化开发的硫回收工艺技术。
工艺装置综述碎煤加压煤气化气体经煤气冷却及低温甲醇洗可以将大部分有害气体组分脱除干净,在低温甲醇洗出口净化气体主要有以及的总硫。
净化气进入甲烷化装置生产出甲烷,经干燥送往管道。
加压气化煤气冷却分离的煤气水送至煤气水分离装置,分离出焦油中油石脑油,剩余含酚的污水至酚回收氨回收得到粗酚液氨后,废水送污水浊循环作为补充水,多效蒸发后进行焚烧达到零排放。
低温甲醇洗分离出来的酸性气体在硫回收装置生产硫磺,尾气送至烟囱达标排放。
总论概述项目规模根据国家发改委发改办工业号文件精神以及市场的需求,内蒙古大唐国际克旗煤制天然气项目规划规模为日产万立方米煤制天然气,分三期建设。
项目背景以煤炭资源替代部分油气资源,是我国经济建设可持续发展的必由之路。
我国能源结构的特点决定了寻求油气的替代能源是我国经济发展与能源战略安全的长远战略。
大唐甲烷产品目标市场定位为国内燃料和天然气的替代和补充,是所有替代燃料技术中最成熟最安全最经济的选择,这对我国实现节约和替代油气的目标具有重要的现实和战略意义。
项目建设是贯彻党中央西部大开发战略,发展少数民族地区经济的需要。
党中央国务院明确指出,不失时机地实施西部大开发战略,直接关系到扩大内需促进经济增长,关系到民族团结社会稳定和边防巩固,关系到东西部协调发展和最终实现共同富裕。
强调要抓住机遇,把西部地区的发展潜力转换为现实生产力,把潜在市场转换为现实市场,为国民经济提供更广阔的空间和巨大的推动力。
党中央的决策,为西部地区经济发展提供了契机。
该项目道天然气需求量约亿,年为亿,年将达到亿以上,占我国能源消费总量的比例将从上升为,其中用于发电城市燃气化工大约各占。
用气方向天然气可用于发电化工城市燃气压缩气车,目前中
