60万吨甲醇项目可行性研究报告投资建议书word文档（37页）

壳牌干煤粉气化工艺壳牌干煤粉气化工艺在年就开始基础研究，年在荷兰建成日处理煤量为吨的单系列大型气化装置。

壳牌粉煤气化工艺具有如下特点采用干煤粉作气化原料，煤粉用惰气输送，操作十分安全。

对煤种的适应性比较广泛，从较差的褐煤次烟煤烟煤到石油焦均可使用对煤的灰熔点适应范围比其它气化工艺更宽，即使是高灰分高水分高硫的煤种也能使用。

气化温度高，般在，碳转化率高达。

煤气中甲烷含量极少，不含重烃，达到。

氧耗低。

采用干煤粉进料与水煤浆气化相比不需在炉内蒸发水分，氧气用量因而可减少，从而降低了成本。

配套空分装置规模相对缩小，投资也可相应降低。

气化炉采用水冷壁结构，无耐火砖衬里。

水冷壁设计寿命按年考虑。

正常使用维护量很小，运行周期长，也无需设置备用炉。

每台气化炉设有个烧嘴，对生产负荷调节更为灵活。

烧嘴保证寿命为小时，已超过连续小时运行。

热效率高。

煤气化的冷煤气效率达到，其余副产高压或中压蒸汽，总的原料煤的热效率达。

对环境影响小。

气化过程无废气排放。

系统排出的融渣和飞灰含碳低，可作为水泥等建筑材料，堆放时也无污染物渗出。

气化污水不含焦油酚等，容易处理，需要时可作到零排放。

国产化程度较低，投资较高。

气化炉非常复杂，加工和制造难度大，主要设备如气化炉内件需从国外进口，国产化程度较低，由此造成投资大，是气化工艺的倍。

目前世界上仅有套用于发电的气化炉在运行，气化炉用于化工生产尚无先例，因此，开车运行经验少，可靠性有待验证。

由于气化炉庞大且复杂，在设备制造安装和工程实施方面难度大，周期长，预计达标达产时间也较长。

未来能源干煤粉气化工艺工艺技术于上世纪年代末由前民主德国的德意志燃料研究所开发，目的是用高灰分褐煤生产民用煤气。

年，在黑水泵市的劳柏格电厂建立了套冷壁炉的商业化装置，原料处理能力为吨天，该装置运行了多年，未更换过气化炉烧嘴的主体和水冷壁。

目前该技术属于未来能源公司。

工艺技术有以下特点气化原料的适应范围广，可以气化褐煤烟煤无烟煤和石油焦，对煤的活性基本没有要求，对煤的灰熔点适应范围比其他气化工艺更宽，对于高灰份高水分高含硫煤同样适应。

气化工艺的气化温度为，碳转化率可达以上，甲烷含量低，煤气中有效组分达以上，煤的消耗低。

气化采用干粉进料，与水煤浆相比氧耗降低，可以减少空分能力，节约投资。

已投入运行的气化炉压力为，单炉日处理煤吨。

可以设计吨天，甚至更大能力的气化炉。

热效率高，冷煤气效率为，其余热能可通过副产蒸汽进行回收，总气化热效率约为。

气化炉的开工率高，维修基本上是每年次，烧嘴的设计寿命为小时，实际使用以达年未出现问题。

气化炉的开停车比较灵活，所需时间比较短。

气化炉渣经激冷后成玻璃状颗粒，性质稳定，不污染环境。

气化污水少，有害组分低，容易处理，可达标排放。

目前气化炉仅有套吨天的装置运行，装置能力较小，工程放大还有定风险。

气化炉的结构较为复杂，需引进，国产化程度较低。

与气化工艺相同，气化炉用于化工生产尚无先例，开车运行经验少，可靠性有待验证。

三种气化工艺比较如下壳牌德士古和煤气化工艺比较序号工艺名称壳牌德士古气化工艺气流床液态排渣气流床液态排渣气流床液态排渣适用煤种褐煤烟煤石油焦各种烟煤石油焦褐煤烟煤石油焦气化压力常用气化温度气化剂氧氧氧进料方式干煤粉水煤浆干煤粉序号工艺名称壳牌德士古单炉最大投煤量氧气消耗每碳转化率冷煤气效率煤气中总热效率废锅流程激冷流程操作弹性对环境影响低较低低工艺技术先进性和可靠性先进较先进先进工艺技术可靠性般高般投资比较高较低较低设备国产化程度较低，引进气化炉内件高，引进烧嘴煤浆泵较低，引进气化炉制造安装周期工程实施难度难度大难度小难度较小序号工艺名称壳牌德士古开车运行经验经验少经验丰富经验少达标达产时间预计较长短预计较短从以上三种气化工艺的特点可以看出，壳牌和均属于粉煤气化工艺，与德士古水煤浆气化工艺相比，在煤种适应性氧气消耗碳转化率热效率等方面占有定的优势，但在技术的可靠性投资国产化工程实施生产经验等方面不如德士古气化工艺。

根据气化煤种的性能和三种气化工艺特点的分析，壳牌煤气化工艺和粉煤气化工艺均可以作为本项目的备选气化工艺，具体采用何种工艺，需在下阶段进行详细比较分析，现阶段本项目暂按粉煤气化工艺编制。

制备制备由酸性气体脱除分离压缩组成。

酸性气体脱除由于自煤气化装置来的合成气中含有和二氧化碳气体，因此在分离前需对气体进行酸性气体脱除。

酸性气体脱除采用低温甲醇洗工艺。

只需设置低温甲醇洗装置段吸收系统，在脱硫的同时脱除二氧化碳气体，与甲醇装置低温甲醇洗工序用同套再生系统。

分离目前工业上从混合气中分离有四种方法铜氨液法变压吸附法法法和深冷分离法。

铜氨液法铜氨液法是利用含有亚铜离子和碳酸或醋酸的氨水溶液为吸收剂，在常温及下，吸收混合气中的。

该法缺点是设备腐蚀严重，络合物稳定性差，因此后来很少采用。

变压吸附法法变压吸附法是种较新的分离工艺，目前在工业上已得到广泛采用，利用变压吸附法可以分离等气体。

变压吸附法的优点是可以适用于多种气体来源，如合成氨尾气焦炉气水煤气等，但缺点是对原料要求高，如当原料气中氨等成分较高时，制得的纯度较低。

另外在原料气中浓度较低时，采用变压吸附法不经济。

变压吸附法的分离过程较为复杂，须先用套装置脱出比吸附能力强的水和硫化物等。

再用另套装置回收，其纯度可大于，回收率约为。

变压吸附法的规模有定限制，若处理量大于时，需要多套装置并联操作。

法法的吸收溶液是将氯化亚铜和氯化铝溶于甲苯溶液中制成的。

该溶液在常温常压下与原料气中的形成分子络合物，吸收后的溶液在下进行解析即可分离出。

该法具有吸收溶液稳定性好选择性高收率和纯度高操作条件温和等优点，但缺点是对原料气中杂质要求苛刻，如原料气中含有及氨时，易与吸收溶液发生分解反应，使溶液吸收能力下降，反应常生成，使设备腐蚀如含有不饱和烃，则与吸收溶液反应生成聚合物，堵塞管道。

另外吸收溶液怕水，使得溶液配置以及装置开车过程复杂。

深冷分离法深冷分离法制取有两种方法，即部分冷凝法和甲烷洗法。

部分冷凝法是利用与其它气体冷凝点的差别，在的低温下，使组分或几个组分冷凝液化，其它组分保持气态，从而将分离。

甲烷洗工艺使利用低温下甲烷对溶解力强的特点，在洗涤塔中用液态甲烷洗涤原料气中的，再通过精馏得到高纯度的和氢气。

深冷法有以下特点收率高，可以同时得到高纯度的和氢气流程简单，装置占地少，操作简单在高压状态下，分离容易工艺成熟可靠，操作成本低但用深冷法分离的原料气中，对和的含量要求较高，否则在低温条件下容易堵塞管道。

本项目为醋酸装置制取，要求的纯度为以上，而富氢气可返回甲醇合成系统。

通过以上分析后可以看出，变压吸附法操作较为复杂，不利于大规模制备法操作条件苛刻，腐蚀严重，也不宜采用。

本项目推荐采用深冷法分离，而部分冷凝和甲烷洗工艺均可以同时得到高纯度的和氢气，应此两种工艺均可以采用，最终采用那种工艺将根据专利费和设备的报价的情况决定，在本项目中暂按部分冷凝工艺进行编制。

该工艺具有可以利用低温甲醇洗冷量主要设备在个密闭的冷箱内，占地少纯度高操作稳定的特点。

甲醇合成目前世界上甲醇生产主要采用低压法，七十年代后国外新建的大中型甲醇装置全部采用低压法，低压法是大规模甲醇工业化装置的发展主流。

各种甲醇工艺过程类似，主要区别在于反应器的设计反应热的移走及回收利用方式的不同，另外所用催化剂亦有差异。

结合本项目的情况，甲醇合成选用低压法工艺。

甲醇合成系统包括合成气压缩等压合成除外甲醇合成热量回收甲醇分离等。

甲醇合成塔是核心设备，目前先进的合成塔主要有以下几种多段冷激式甲醇合成塔多段冷激式甲醇合成塔是采用固定床段冷激式绝热轴向流动的甲醇合成塔。

在中低压条件下使用铜基催化剂进行甲醇合成反应，其热量通过特殊设计的菱形分布系统将冷激气体喷入床层中间带走，以调节合成塔内温度。

英国公司甲醇合成塔属于这种形式。

目前世界上大型甲醇装置中，有很多采用多段冷激式甲醇合成塔。

近年来，在原来的基础上，对冷激式合成塔进行了大量多方面的改进和完善，陆续推出了系列冷激式合成塔的改进型。

冷激式合成塔有以下特点合成塔单系列生产能力大，适合大型或超大型装置。

甲醇合成塔设备结构简单，催化剂装卸方便。

采用特殊设计的分布系统进行冷激，温度控制较为方便。

不能回收甲醇合成产生的高位热能，合成回路循环气量大。

存在催化剂段间返混现象，合成塔出口甲醇含量低。

催化剂时空产率不高，用量较大。

管束式甲醇合成塔管壳式甲醇合成塔是反应塔管间副产蒸汽的等温反应器，管内装填催化剂，在中低压条件下进行甲醇合成反应，由管间沸水移出热量，并产生中压蒸汽，以控制床层温度，延长催化剂寿命，控制副反应的发生，德国公司的甲醇合成塔为此种形式。

中国国内列管型或绝热列管型合成塔也属此类。

为了适合装置大型化的发展，公司对管壳式甲醇合成塔进行了改进，发明了两段等温甲醇合成工艺气冷水冷双塔，该工艺有两台管壳式甲醇合成塔组成，第合成塔采用副产中压蒸气的方式移出反应热，第二台反应器产生的反应热则通过与新鲜合成气逆流换热方式脱除，在第二台反应器中，新鲜合成气在馆内通过，反应气走壳层。

与单个管壳式合成塔工艺相比，两段等温甲醇合成工艺有以下特点与单台反应塔相比，第反应器尺寸减少了约。

减少了约的合成气循环比。

热量回收效率高，减少了冷却成本。

单系列能力可以达到吨天以上。

整个合成回路包括循环压缩机热交换器等的投资减少近。

多段径向甲醇合成塔日本公司开发了种新的甲醇合成塔，它是多段间接冷却径向流动的合成塔，也称为反应器。

该反应器由外筒催化剂筐以及许多垂直的沸水管，即反应器的冷却管组成。

冷却管埋于催化剂层中，合成气由中心管进入，然后径向流动通过催化剂层进行反应，反应后的气体汇集于环形空间，由上部出去。

冷却管吸收反应放出的热量发生蒸汽，根据反应的放热速率和移热速率，合理选择冷却管的数量和间距，则使反应过程按最佳温度线进行。

反应器有以下特点气体径向流动，流道短，空速小，因此压降很小，约为轴向反应器的十分之。

床层与冷管之间的传热效率也很高，每吨甲醇能产生吨多蒸汽在给水预热的条件下。

单程转化率高，循环气量小。

反应过程按最佳温度线进行。

绝热式甲醇合成塔对于大型或超大型的单系列甲醇装置，丹麦公司采用台串联绝热式甲醇合成塔，在第第二甲醇合成塔出口设废热锅炉回收热量，第三甲醇合成塔出口气体预热第甲醇合成塔的人口气体。

公司的绝热式甲醇合成塔与多段激冷式合成塔相比有以下特点较高的单程转化率。

较低的催化剂用量。

热量回收好。

设计简单，设备制造容易，便于运输。

单系列生产能力大。

缺点是设备台数多，流程复杂，投资较大。

轴径向混合流合成塔开发的大型轴径向甲醇合成塔的主要结构特点环形的催化剂床顶端不封闭，侧壁不开孔，造成催化剂床层上部气流的轴向流动床层主要部分气流为径向流动催化剂筐的外壁开有不同分布的孔，以保证气流分布各段床层底部封闭，反应后气体经中心管流入合成塔外的换