煤化工项目鲁奇三合一装置工艺介绍.ppt

1,,,大唐煤化工项目 鲁奇三合一装置工艺概况,2,,,,一、三合一装置简介,3,三合一装置是指大唐国际引进德国鲁奇公司的三项专利技术：低温甲醇洗脱硫脱碳工艺、百万吨级甲醇合成工艺和甲醇制丙稀MTP工艺 （Methanol to Propylene） 的总称，同时包括CO变换单元其中甲醇制丙烯装置为目前世界上首套工业化装置,4,三合一装置各单元,三合一装置主要负责将煤气化装置产生的粗煤气进行精制，得到的合格合成气体在甲醇合成塔中合成甲醇，同时进行精制，为丙烯生产装置提供原料 三合一装置构成如下：,,5,6,7,本界区原料、产品方案,粗煤气： 640万吨/年,甲醇： 168万吨/年,丙烯： 47万吨/年,硫磺： 3.8万吨/年,乙烯： 2.3万吨/年,LPG： 3.64万吨/年,汽油： 18.2万吨/年,二氧化碳： 200万吨/年,,,,,,,,,,,8,,,,2、各装置工艺流程简介,9,,,,,2.1 CO变换单元,10,,,,,本单元主要的任务是利用一氧化碳和水蒸汽反应将来自煤气化单元的粗煤气中过量的一氧化碳转化成甲醇合成反应所需的大量氢气 主要反应方程式： CO+H2O→CO2+H2+2.33 KJ/mol,11,130.6℃, 275t/h,来自气化,中压蒸汽,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,分离器,过滤器,第一变换炉,第二变换炉,分离器,,,,,,,,,,,,,,,一氧化碳变换工艺流程简图,粗煤气来自煤气化装置 247244.48Nm3/h 170℃，3.8MPa（a） H2：17.2%；CO：46.4%； CO2：12%；H2O：23.1%,冷凝液去气化,,,,,,,,来自电厂脱盐水 25℃,275t/h,,,,,,,,,粗合成预热器,220℃,266℃ 5.1MPa 600t/h,260℃,H2：30.6%；CO：9.1%；CO:27.3%；H2O：32.2%,272℃,,,,,,,,,,,450℃,330℃,H2：38.8%；CO：5.9%；CO:35.1%；H2O：19.3.2%,40℃,变换气去低温甲醇洗装置 257600Nm3/h 40℃，3.4MPa（a） H2：42.5%；CO：18.5%； CO2：37.5%；H2O：3%,除盐水加热器,中压蒸汽过热器,361℃,SA387Gr.11CL.2+ SA347,12,煤气化装置来的粗煤气，气量247244.48Nm3/h，温度170℃，压力3.8MPa。

首先进入粗煤气分离器，分离出水、煤灰后再进入粗煤气过滤器，过滤一些杂质，然后进入粗煤气加热器，加热至220℃，在蒸汽混合器中配入600t/h饱和中压蒸汽，再经过粗煤气换热器加热以温度260℃进入第一变换炉，出第一变换炉后的反应气温度为450 ℃依次经过中压蒸汽过热器、粗煤气换热器、粗煤气加热器换热，以251.6 ℃进入第二变换炉出第二变换炉的反应器以361 ℃依次经过废锅、第二除盐水加热器、分离器，分离出的气体以40 ℃, 3.42MPa送到下一单元－低温甲醇洗单元一氧化碳变换简易流程概述,13,,,,,2.2 低温甲醇洗单元,14,,,,,本单元主要的作用是利用甲醇在低温下对酸性气体溶解度大，可以将其有选择性地吸收的特性，将来自CO变换单元的变换气中多余的CO2以及对甲醇合成催化剂有毒害作用的硫化氢等杂质脱除，使净化后的气体成为适合于甲醇合成反应所需的净煤气 本单元主要是采用一些化工单元操作，属物理过程，不涉及化学反应15,,,,中压闪蒸塔,变换气 来自低温甲醇洗780242Nm3/h 40℃，3.3MPa H2：42.5%；CO：18.5%； CO2：37.5%；H2S：0.43%,锅炉给水,,,,氨洗塔,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,去水处理,合成气去甲醇单元,甲醇洗涤塔,丙稀制冷剂,富CO2甲醇,富H2S甲醇,去再吸收塔,精洗甲醇来自热再生塔,去再吸收塔,闪蒸汽压缩机,变换气洗涤,-19.9℃,绕管换热器,-42.6℃,493934.5Nm3/h 30℃，3.2MPa H2：66.99%；CO：28.9.%； CO2：2.7%；,去热再生塔T-40005,-23.5℃,-37℃,,,主洗甲醇来自再吸收塔,-53.1℃,-57.3℃,-29.6℃,-23.8℃,,,,,,,16,低温甲醇洗－气体洗涤,来自CO变换工段的变换气（温度40℃，压力3.4Mpa(a)），首先经过一系列换热器换热后被冷却到约10℃，然后通过氨洗涤塔T40001（，用锅炉给水进行洗涤以降低其NH3 和HCN含量。

再经过变换气最终冷却器（绕管式）后，温度降到－19.9℃，送到并联的两台吸收塔T－40002AB的底部 吸收塔T－40002AB从下到上依次可分为预洗段、硫化氢吸收段和二氧化碳吸收段 在预洗段，变换气中微量组份如NH3和HCN等被低冷甲醇吸收在H2S吸收段，将H2S和COS脱除，使净煤气中硫含量满足甲醇合成催化剂的要求在CO2吸收段，将多余的CO2脱除，使净煤气中CO2的含量达到适合于甲醇合成反应所需的含量出CO2吸收段的净煤气经过变换气最终冷却器 E40003（绕管式）回收冷量后，被送到甲醇单元作为甲醇合成的原料气 来自CO2吸收段的部分含CO2甲醇和H2S吸收段富硫甲醇送入中压闪蒸塔T40003中在此甲醇在中压下闪蒸，有价值的H2和CO闪蒸出来，再循环气压缩机（C40001）压缩后循环回变换气入口管线17,低温甲醇洗－再 生 部 分,N2冷却器,再沸器,精洗甲醇加压泵,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,富H2S甲醇,,富CO2甲醇,,精洗甲醇去洗涤塔,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,CO2产品送气化140908Nm3/h,11.7℃，0.125MPa,,汽提N2 74011.1Nm3/h 40℃,0.74MPa,再吸收塔,热再生塔,Claus气去硫回收 10540.9Nm3/h,24.7℃，0.19MPa,CO2：66.6；H2S:31.7%;;COS:0.43,来自尾气洗涤塔,去尾气洗涤塔,蒸汽加热,含CO2、HS2甲醇液,贫/富甲醇换热器,热再生塔进料泵,主洗甲醇去洗涤塔,去尾气洗涤塔,去尾气洗涤塔,18,经闪蒸塔闪蒸后的含CO2甲醇被送入再吸收塔T40004上段。

在再吸收塔的上段甲醇继续被闪蒸，释放出所含的绝大部分CO2CO2产品气离开塔后，在变换气最终冷却器 E40003中被加热后，被送到气化界区作为粉煤输送的介质 同时闪蒸后的冷甲醇被送到吸收塔T－40002的CO2洗涤段作为主洗甲醇 再吸收塔同时采用低压氮气作为气提介质，来气提甲醇中的CO2，气提后含CO2的氮气被送到尾气洗涤塔T－40007 来自再吸收塔T40004底部下段的富H2S甲醇经过加热后送至热再生塔T40005 热再生塔塔顶出来的甲醇蒸气/酸气混合物通过冷却、分离后，未被冷凝的克劳斯气体在克劳斯气被送到克劳斯硫回收单元（4500单元） 从热再生塔中段出来的再生甲醇被返回吸收塔T40002AB的CO2吸收段作为精洗甲醇低温甲醇洗－溶液再生,19,,,,,再沸器,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,蒸汽加热,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,甲醇蒸汽去热再生塔,贫甲醇,含水粗甲醇,甲醇水塔进料泵,板式换热器,洗涤水泵,脱盐水,去废水水处理 405.6kg/h,20.1℃，0.25MPa,尾气放空 209212.6Nm3/h, 8.1℃,0.1MPa,再吸收塔来尾气,甲醇水塔,低温甲醇洗－甲醇水分离与尾气处理,尾气洗涤塔,226546.8Nm3/h,20,热再生塔底出来的富水甲醇被导入甲醇水塔T40006。

甲醇水塔顶部的甲醇蒸汽作为气提介质被送入热再生塔T40005甲醇水塔底部产品是不纯水，经冷却后送入尾气洗涤塔T40007来洗涤来自再吸收塔的气提氮气经过洗涤后，尾气被排放，洗涤液被送到甲醇水塔T40006回收其中含有的甲醇低温甲醇洗－甲醇水分离与尾气处理,21,,,,,2.3 硫回收单元,22,,,,,本单元的主要作用是将来自低温甲醇洗的含硫气体进行处理，使之达到国家规定的排放标准，同时副产硫磺产品 H2S＋1/2O2=S+H2O H2S+3/2O2=SO2+H2O 2H2S+SO2=3S+2H2O,23,,Sulfur degassing tank,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,1165.5Nm3/h,,,,,,,,,,,,Sulfur separator,Pump,,,,锅炉给水,燃料气,燃烧炉,硫磺脱气池,去硫磺成型,锅炉给水,硫磺分离器,去尾气焚烧,二级克劳斯反应器,低压蒸汽,一级克劳斯反应器,废热锅炉,去焚烧炉,克劳斯气,氧气,空气,低压蒸汽,氧克劳斯硫回收,10540.9Nm3/h, 24.7℃， 0.19MPa, CO2：66.6 H2S:31.7 COS:0.43,18437.1Nm3/h, 240℃， 0.15MPa, CO2：39 H2S:3.155 SO2:3.2 COS:2.9 SX:0.281,5220Nm3/h,322℃ H2S:1.75 SO2:0.874 COS:0.16 SX:1.32,223.4℃ H2S:0.4 SO2:0.2 COS:0.16 SX:0.36,17832Nm3/h 130℃ H2S:0.4 SO2:0.2 COS:0.16,24,,,,来自低温甲醇洗单元的酸性气体通过酸气分离器D-45001分离后进入氧克劳斯燃烧炉B-45001、燃烧室D-45002，部分H2S与空气、氧气在此反应转化为硫蒸汽。

废热锅炉E-45001直接与燃烧室D-45002相连，废热锅炉将过程气冷却到约230℃并冷凝出部分硫蒸气 离开废热锅炉后的过程气依次进入一级克劳斯反应器R-45001（氧化铝催化剂）、一级硫冷凝器E-45002、预热器E-45003、二级克劳斯反应器R-45102（铝基催化剂）、二级硫冷凝器E-45004、硫分离器D-45003中，硫组分被进一步转化成单质硫 从废热锅炉E-45001、一级硫冷凝器E-45002、二级硫冷凝器E-45004和硫分离器冷凝下来的液硫送入液硫脱气单元中的硫脱气池中进行脱气，脱气后的液硫被送到硫磺成型装置 来自硫分离器的克劳斯尾气去焚烧在焚烧室D-45006中，所有的残余的硫组分和尾气中的其它可燃物与燃料气在约800℃的温度下燃烧，焚烧后的气体送入电厂锅炉进行一步处理25,,,,2.4 甲醇单元,26,,,本单元的主要作用是将来自低温洗装置的净煤气中的氢气、一氧化碳和二氧化碳在。