壳牌煤气化制甲醇之变换装置工艺流程的优化设计

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1、壳牌煤气化制甲醇之变换装置工艺流程的优化设计周明灿张雄斌2,刘伟双建永1(1.屮国五环工程有限公司，湖北武汉430223；2.华烁科技股份有限公司，湖北武汉430074)摘要：介绍了壳牌煤气化制甲醇的变换工艺流程和操作参数：针对现有工艺提岀了三段变换和二段变换2个优化改进方案，从流程特点、蒸汽消耗、建设投资和催化剂装填等方妞，对比了现有流程和2个改进流程的优缺点。结果表明，CO变换装置采用二段变换流程优于采用三段变换流程。关键词：壳牌煤气化、合成甲醇、CO变换、工艺流程、蒸汽消耗、装置投资Opti

2、mizingDesignforProcessFlowinShiftDeviceofMethanolMadebyShellCoalGasificationZhouMing-can1,ZhangXiong-bin2,LiuWei1，ShuangJian-yong1(1.ChinaWuhuanEngineeringCompanyLtd,WuhanHubei430223;2.HaisoTechnologyCO.,Ltd,WuhanHubei430074)Abstract：Athorhasintroducedt

3、heshiftprocessflowandoperatingparametersforthemethanolmadebyShellcoalgasification;inallusiontopresentprocessauthorhaspresentedtwoimprovingschemesoptimizedforthreestagesshiftandtwostagesshift;advantagesandshortageswerecomparedforthepresentprocesswiththet

4、woimprovingprocessfromaspectsofprocessfeature,steamconsume，constructioninvestmentandfillingcatalystetc.Resultindicatesthatusingtwostagesshiftprocessismoresuperiorthanusingthethreestagesshiftprocess.Keywords:Shellcoalgasification;synthesismethanol;COshif

5、t;processflow;steamconsume;investmentofplantco变换工艺流程设计主要依据原料气的特性、变换气的用途和催化剂的特性来确定，在满足工艺要求的情况下尽量降低操作费用和建设投资。壳牌粉煤加压气化工艺大多采用废锅流程冷却煤气，所产煤气压力约3.8MPaA,温度约165°C,含饱和水蒸汽。生产甲醇时，壳牌气化装置多采用CO2作为粉煤输送的载气。由于载气CO2在气化炉内会发生一定程度的变换逆反应，导致煤气中CO含量比合成氨厂壳牌煤气化采用氮气输送粉煤制得的煤气更高，CO干

6、棊体积含量甚至会超过70%。生产甲醇的变换气要求H2与CO的体积比约为2.15,无需对CO进行深度变换。壳牌煤气生产甲醇的变换装置曾有多个工厂采用过高水气比变换工艺，但由于装置蒸汽消耗较高，大多己进行了低水气比改造，目前新上壳牌煤气制甲醇的项目基本都采用低水气比变换工艺。以下笔者从节约生产成本和降低建设投资方面提出了2个优化改进方案，并与现有壳牌煤气制甲醇变换工艺进行对比和论证。1.现有壳牌煤气制甲醇变换工艺流程及主要操作参数现有壳牌煤气制甲醇的变换多采用三段低水气比工艺，新鲜煤气分量进入各个变换炉，

7、再根据出变换装置H2与CO体积比的要求从段间抽取部分变换气绕过下游变换炉。以某壳牌煤气生产60万吨甲醇项目为例，进入变换装置的煤气总气量为190214Nm3/h（干基），温度168°C,压力3.8MPaA,其流程为进变换工序新鲜气42-45°%进第一变换炉，30-35%进第二变换炉，20-25°%进第三变换炉；出第二变换炉设一副线抽走变换气50-55°%的气量绕过三变炉，另45-50%气量和20-25°%新鲜气量一起进三变炉，同时留有一个大副线绕过三个变换炉，该大副线正常情况下不开。一变炉入口煤气采用

8、一变炉出口变换气加热，一变炉入口正常不加蒸汽，二变炉、三变炉入口通过加入锅炉给水或经处理的工艺冷凝液和蒸汽来调节温度和水气比。各变换炉的催化剂装量分别为：第一变换炉20m3,第二变换炉39nr第三变换炉33n?,各变换炉进出口组成及操作温度参数见表1。表1各变换炉进出口组成及操作温度参数序号项同-第1变换炉第2变换炉第3变换炉入口出口入口出口入口出口1温度°C2104062103962103642H2,mol/%16.2633.1322.1538.69