PDF《煤制甲醇中的合成气深冷分离制 LNG 的工艺研发》

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1 0年甲醇制烯烃项目中, 甲醇消费量仅有3 0*1

0 4 t , 意味着 仅生产了10*1

0 4 t乙烯, 截至2011年10月, 国内仅有3套煤制烯烃装置投产, 后期计划建设的 烯烃项目产能预计将会突破18

0 0*1

0 4 t [ 2] .我国已

4 5 石油与天然气化工CHEM I C A LE NG I N E E R I NG O FO I L &

G A S

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1 5 作者简介: 赖秀文(

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8 5-) , 男, 工程师, 硕士, 主要从事石化行业的深冷分离流程设计与开发工作.E - m a i l : h y _ l a i x w@1

6 3. c o m 探明的煤炭储量高达20

0 0多亿吨, 煤化工是一项发 展迅速、 前景广阔的产业.利用煤制甲醇, 后续联产烯 烃, 搭建起煤和烯烃的桥梁, 最大限度地利用了煤气化 中的各种有效成分, 同时减少了温室气体的排放, 属于 环保项目和资源综合利用项目, 对中国能源结构调整、 缓解石油供需矛盾具有重要意义. 合成气深冷分离制 L NG 工艺是煤制甲醇装置中 产品 分离和产品质量的关键环节, 是甲醇合成气中CO/H2 纯度的保证.在国内, 针对低温甲醇洗后的原 料气进行甲烷分离的装置仅为: 广汇能源在哈密地区 伊吾县淖毛湖工业园区投资6 7. 5亿元建成的一期年 产1

2 0*1

0 4 t甲醇、

8 0*1

0 4 t二甲醚、 4. 9*1

0 8 m3 液 化天然气项目.该项目中甲烷低温分离装置采用 B V 的 混合冷剂+液氮节流联合制冷工艺流程 , 预冷段 采用混合冷剂液化循环, 提供-1

5 8 ℃温位的冷源, 然 后通过外置液氮系统为低温精馏塔提供-1

8 0 ℃温位 的冷源[ 3] .由于该系统比较复杂, 需要配置冷 剂, 因此, 新疆广汇在淖毛湖工业园区的1

0 0*1

0 4 t / a烯烃 项目( 一期工程) 甲烷深冷分离装置并没有采用混合冷 剂液化工艺流程, 而是采用氮膨胀的液化工艺.

1 工艺设备 本文研制的合成气深冷分离制 L NG 的工艺包含 的设备有: 板翅式换热器、 精馏塔、 氮气压缩机、 氮气透 平膨胀机等. 1.

1 板翅式换热器 换热设备在本工艺中所占比例很大, 属于核心设 备.由于深冷工艺要求换热器流动阻力较小, 单位体 积和单位重量的传热面积大, 因此, 本装置选用重量 轻、 传热面积大、 流体通道多、 结构紧凑的板翅式换热 器, 配备杭氧专利开发的气液均布器, 使气液两相的流 体在换热器内分布均匀, 达到充分换热的目的. 1.

2 精馏塔 低温精馏塔的选型是 L NG 纯度及回收率的重要 保证.本工艺采用的合成气精馏塔内件选定杭氧填料 的3

5 0 Y 型规整填料, 原料气经气体分布装置分布后, 与液体呈逆流连续通过填料层的空隙, 在填料表面上, 气液两相密切接触进行传质, 气相为连续相, 液相为分 散相.在正常操作状态下, 压降比传统筛板塔低3 0% 左右. 甲烷精馏塔内件选定浮阀塔盘, 气体靠压差自下 而上以鼓泡的形式穿过塔盘上的液层升向塔顶.在每 层塔盘上, 气、 液两相密切接触, 进行传质.浮阀塔盘 具有制造方便、 塔板开孔率大、 板效率高等优点, 因阀 片可随气量变化自由升降, 操作弹性大, 故可同时满足 气液相7 0%~1

1 0%的操作弹性范围. 1.

3 动设备 动设备往往是决定一套装置能够稳定长久运行的 关键.本装置机械部分主要包括氮气压缩机和氮气透 平膨胀机.氮气压缩机作为整个氮气循环回路过程中 的增压器, 采用全凝式汽轮机驱动, 选用的是杭氧透平 生产的技术, 成熟可靠的产品, 满足能耗低、 效率高、 使 用寿命长、 调节范围宽的要求;