德士古煤气化和壳牌煤气化工艺生产甲醇的综合技术经济比较

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1、德士古煤气化和壳牌煤气化工艺生产甲醇的综合技术经济比较胡四斌(五环科技股份有限公司，湖北武汉430223)2007-11-01进入21世纪以后，国际原油价格大幅攀升，而我国的资源分布情况又属缺油少气，基于此，国内开始大力发展煤化工，尤其是以煤为原料生产甲醇及其下游产品。近十年来，煤气化技术取得了飞速的发展，成功开发了煤种适应性广、气化压力高、生产能力大、气化效率高、污染低的新一代煤气化工艺，主要有德士古(Texaco)水煤浆煤气化工艺和壳牌(Shell)干粉煤气化工艺。   2006年，五环科技股份有限公司根据某业主的要求为其醋酸装置提供甲醇及CO项目的工程技术咨询。

2、工程技术咨询的内容为：采用不同煤种分别运用德士古水煤浆气化工艺和壳牌干粉煤气化工艺生产甲醇及联产CO，从工艺方案、单元配置、装置投资、消耗以及公共工程能力和建设周期等方面对2种气化工艺进行了综合技术经济比较。工程技术咨询结论为：采用不同的煤气化工艺生产甲醇及其下游产品，其工艺路线、公用工程配置、项目投资、产品成本以及工厂的经济效益是各不相同的。笔者对此进行简要论述。1 德士古煤气化工艺生产甲醇及CO1.1 基本要求   (1)原料煤和燃料煤 原料煤采用神华煤，燃料煤采用义马煤。煤质典型组分见表1和表2。   (2)装置能力 根据2台φ3.2mm气化炉在压力6.5MPa

3、下的产气能力，气化装置总有效气(CO+H2)为180000m3／h，由此可确定工厂产品能力为：精甲醇54×104t／a(67.43t／h)；一氧化碳34.5×104t／a(34500m3／h)。   (3)外供蒸汽 要求为醋酸装置提供的蒸汽品质为1.8MPa，340℃，100t／h。1.2 工艺技术   1.2.1 工艺流程和物料平衡   工艺方框流程见图1，物料平衡见表3。1.2.2 工艺技术方案和装置能力配置   (1)煤气化装置 煤气化采用GE公司水煤浆激冷流程，气化压力为6.5MPa压力，主要工艺过程包括水煤浆制备、水煤浆气化、灰水处理等。煤磨机选用φ4m×6

4、.7m湿式溢流型棒磨机3台，2开1备。单台磨机的煤处理能力为62.5t／h。气化炉配置3台25m3急冷式气化炉，2开1备。   (2)空分装置 空分采用内压缩液氧泵流程，主要工艺过程包括空气的过滤和压缩、预冷和纯化系统、冷量制取、空气精馏、液体产品贮存和氮压站等。煤气化正常工况下需氧量为73000m3／h，选用2套40000m3／h制氧能力的空分。空压机流量为230000m3／h，Ne=19600kW，2台全开。空气增压机流量为120000m3／h，Ne=12000kW，2台全开。空压机和空气增压机采用高压蒸气透平驱动。   (3)一氧化碳变换及热回收 一氧化碳变换采

5、用一段2层耐硫变换，变换余热用于副产中压蒸汽、低压蒸汽、预热锅炉给水、除盐水，冷凝液经低压蒸汽汽提回用。   变换炉直径为φ3200mm，选用热壁炉，1台。催化剂型号为K8-11H，装填量为上层8m3，下层32m3。   (4)酸性气体脱除 酸性气体脱除采用低温甲醇洗工艺技术，低温甲醇洗为2套吸收系统，分别用于变换气和煤气的酸气脱除，再生系统1套共用。变换气甲醇洗涤塔为φ2800mm×47450mm，1台。煤气甲醇洗涤塔为φ2000mm×59000mm，1台。   (5)合成气压缩 合成气压缩采用离心式联合压缩机组，新鲜气压缩至7.6MPa(绝)，循环气压缩至8.3M

6、Pa(绝)，压缩机轴功率为5075kW，中压蒸汽透平驱动。   (6)甲醇合成 甲醇合成采用国外甲醇合成技术，合成压力8.3MPa(绝)，甲醇催化剂由国外专利商供货，甲醇合成塔国产。甲醇合成塔φ3800mm，H=14000mm，2台。甲醇催化剂装量为38m3／台。   (7)甲醇精馏 甲醇精馏采用三塔精馏工艺，在常压塔后增设回收塔。塔内件采用塔板和规整填料。加压精馏塔φ2900mm，H=38000mm，1台。   (8)CO分离 CO分离采用引进深冷分离技术，冷箱整体引进，产品CO纯度大于98.5％。CO压缩机选用离心式CO压缩机，1台，从国外引进。CO分三段进压缩机

7、，产品CO的出口压力为3.5MPa，压缩机轴功率为1080kW，电驱动。   (9)冷冻 冷冻采用节能型双级离心式氨压缩制冷循环，离心式制冷压缩机采用中压蒸汽透平驱动。离心式制冷氨压缩机制冷量29160MJ／11520MJ，蒸发温度－40℃／4℃，轴功率为5490kW，1台。1.3 公用工程   (1)循环冷却水站 根据工艺装置和热电站循环冷却水消耗，循环水站设计规模为54000m3／h。循环冷却水给水压力0.40MPa，回水压力≥0.2MPa，给水温度32℃，回水温度42℃，温差10℃。全厂补充一次水量为1550m3／h。   (2)除盐水站 为了