一、裝置概況

    神木化工年產(chǎn)60萬噸甲醇項目共有兩套生產(chǎn)裝置，分期建設(shè)完成。一期年產(chǎn)20萬噸甲醇裝置于2003年開工建設(shè)，2005年10月建成投產(chǎn)；二期年產(chǎn)40萬噸甲醇裝置于2006年開工建設(shè)，2008年8月建成投產(chǎn)。兩套裝置均由天辰設(shè)計院與華陸工程共同設(shè)計。

二、工藝配置及工藝指標控制

1.制氣

    兩套裝置均采用德士古水煤漿加壓氣化工藝。其原理是將水煤漿與氣化劑（純氧）通過裝在氣化爐頂?shù)墓に嚐�嘴噴入高溫氣化爐內(nèi)進行快速氣化反應(yīng)得到產(chǎn)物粗煤氣，粗煤氣經(jīng)氣化爐激冷室、碳洗塔洗滌降溫（<215℃）后送往變換工序。

運行工藝指標：

氣化爐操作壓力 3.8MPa     氣化爐操作溫度 1350℃

合成氣組成％（v/v）       

CO          44.6           O2 + Ar      0.12

H2          34.9            N2          0.8

CO2        19.4            H2S         0.11

CH4         0.07

渣中殘?zhí)迹ィ╩/m）  30.2

碳轉(zhuǎn)化率％          >95

冷煤氣效率%        >71

2.氣體凈化

    粗煤氣經(jīng)高溫耐硫變換工序，回收余熱及部分水，根據(jù)合成新鮮氣氫碳比的要求（最佳氫碳比＝（H2－CO2）/(CO+CO2)＝2.05～2.15 ），部分一氧化碳通過變換爐轉(zhuǎn)化為氫氣和二氧化碳。變換氣中含有大量二氧化碳、硫化氫等酸性氣體，對甲醇合成有害或無用，在凈化工序脫除。

    一期年產(chǎn)20萬噸甲醇裝置氣體凈化采用南化院的NHD脫硫脫碳工藝，后置高溫有機硫水解、活性炭干法脫硫，凈化氣總硫含量控制< 0.1ppm 、CO2≤3.5% ，凈化氣滿足氣體合成甲醇的要求。

    二期年產(chǎn)40萬噸甲醇裝置氣體凈化采用大連理工大學(xué)的低溫甲醇洗工藝，低溫甲醇洗工藝是采用冷甲醇作為溶劑脫除酸性氣體的物理吸收方法，在低溫下，甲醇對CO2、H2S、COS 的溶解度較高，在3.1 MPa的壓力下，1M3甲醇溶液能吸收160～180 M3 CO2，而1 M3 NHD溶劑僅能吸收40～55 M3 CO2， 吸收等量酸性氣體時，低溫甲醇溶液的循環(huán)量小 ，裝置總能耗較低，其技術(shù)經(jīng)濟性優(yōu)于NHD 工藝。經(jīng)低溫甲醇洗脫硫脫碳后的凈化氣指標控制為：總硫含量控制< 0.1ppm 、CO2≤3.0% 。
3.甲醇合成

    兩套合成裝置均采用氣相低壓合成甲醇技術(shù)，合成塔采用華東理工大學(xué)的專利技術(shù)絕熱等溫甲醇合成反應(yīng)器。觸媒采用南化院的C307甲醇合成催化劑。（主要成分由銅、鋅、鋁等氧化物組成，其中含CuO 54%～60% 、ZnO 20%～30%、A12O3 5%～10%、H2O 3%～6%）。

    運行指標控制為：操作溫度210～270℃，操作壓力5～5.6 MPa，空速8000～12000h-1，新鮮氣H/C 2.05～2.15，合成塔入口氣H/C 5.4～6.0，粗甲醇純度≥94％。

4.北洋精餾

    兩套裝置的精餾工段均采用天津大學(xué)精餾技術(shù)研究中心的三加一塔流程，即預(yù)塔、加壓塔、常壓塔、汽提塔（回收塔），所得產(chǎn)品純度較高，甲醇含量可達99.85％以上，產(chǎn)品質(zhì)量達到美國聯(lián)邦A(yù)A級標準及GB338-2004標準。

三、質(zhì)量控制

1.粗甲醇質(zhì)量控制

    甲醇合成中，除生成甲醇和水外，還生成許多微量有機雜質(zhì)，如甲酸甲脂、甲酸乙脂、丙酮、丁酮、二甲醚、乙醇等。這些雜質(zhì)的生成，與合成甲醇的工藝條件有關(guān)。如反應(yīng)溫度、壓力、空速、催化劑、反應(yīng)氣的組分異常變化以及催化劑中的微量雜質(zhì)等的作用，都可能使合成反應(yīng)偏離主反應(yīng)的方向，而增加甲醇中雜質(zhì)含量。粗甲醇質(zhì)量不好直接影響精餾工段的負荷，進而影響精甲醇產(chǎn)品的質(zhì)量。

    ①甲醇合成溫度的控制：甲醇合成溫度過高，高級醇及烴類副產(chǎn)物就會增加；合成溫度過低，多有石蠟等副產(chǎn)物產(chǎn)生。最佳反應(yīng)溫度控制在220～250℃。

    ②控制好循環(huán)氣體中的含醇量，入塔氣體中含醇量越低（控制<0.41％），越有利于合成甲醇反應(yīng)地進行，也可以避免高級醇等副產(chǎn)物的生成。

    ③觸媒老化粉化，觸媒粉及粗甲醇管道設(shè)備由于吹掃、清洗不干凈而殘存的機械雜質(zhì)隨粗甲醇進入精餾工段，會影響產(chǎn)品的蒸發(fā)殘渣及色度。

2.精甲醇質(zhì)量控制

    甲醇蒸餾工序的目的是脫除粗甲醇中的有機雜質(zhì)和不易溶的氣體、降低水分，制得符合標準得產(chǎn)品。

    ①精餾設(shè)備及管道、儲罐大修后要吹掃、清洗干凈，否則殘存的機械雜質(zhì)會導(dǎo)致產(chǎn)品的蒸發(fā)殘渣超標、產(chǎn)品外觀不合格。

    ②預(yù)塔精餾的質(zhì)量控制

    預(yù)精餾塔脫除粗甲醇中以二甲醚、甲酸甲脂等為代表的沸點較低的輕餾分雜質(zhì)以及粗甲醇中殘余的溶解氣體（CO、H2、N2等）。嚴格控制預(yù)塔塔釜溫度、塔頂溫度、放空氣冷凝溫度在一定范圍內(nèi)，保證萃取水量，才能保證輕組分的脫除。如果預(yù)塔操作不好，輕組分脫除效果差，就會導(dǎo)致主精餾塔采出的產(chǎn)品多項指標不合格。烷烴類輕組分超標，會導(dǎo)致產(chǎn)品水溶性及色度不合格；輕組分超標會導(dǎo)致產(chǎn)品中還原性雜質(zhì)增加，氧化值不合格。

    ③主精餾塔（加壓塔、常壓塔）的質(zhì)量控制

    主精餾塔主要脫除粗甲醇中沸點較高的重餾分雜質(zhì)，產(chǎn)品的采出主要靠加壓塔和常壓塔，為了防止產(chǎn)品水含量超標，需要嚴格控制各溫度指標及回流比（加壓塔回流比2.0～3.0；常壓塔回流比1.5～2.0），特別是回流比的控制，回流比小，會造成重組分上移，極易造成產(chǎn)品水分超標。另外，常壓塔的設(shè)計進料口的位置要合適，精餾段要有足夠的空間；塔中部的側(cè)線采出是保證產(chǎn)品乙醇含量達標的重要手段（乙醇密度為0.7893g/cm3，沸點78.4℃）。

來源：中國化工報