一种全新变换工艺流程在600 kt/a煤制甲醇装置中的应用
翁希旭， 左 峰， 张建利
（兖州煤业榆林能化有限公司， 陕西 榆林719000）
［摘 要］根据600 kt/a煤制甲醇装置的蒸汽平衡，考虑甲醇装置的耗能特点，对变换工段的废热利用设计进行了优化，利用水煤气的潜热和显热加热锅炉水生产饱和蒸汽，再利用变换炉出口的高温变换气加热饱和蒸汽，使其成为过热蒸汽供用户使用。实践证明，新工艺具有明显的经济效益。
［关键词］煤制甲醇；气体变换；水煤气；饱和蒸汽；过热蒸汽；热能；综合利用
［中图分类号］TQ 113.26+4.2 ［文献标志码］B ［文章编号］1004-9932（2015）01-0043-03
0 引 言
兖州煤业榆林能化公司600 kt/a甲醇装置以煤和空气为主要原料，采用水煤浆加压气化技术制备粗合成气，粗合成气经部分耐硫变换、低温甲醇洗净化得到满足甲醇合成要求的精制合成气，再经合成和精馏得到精甲醇。在煤制甲醇工艺过程中，气化、变换反应均是强放热反应，生成很大的反应热，而后序低温甲醇洗工段则需要低温操作，这些热量在进入低温甲醇洗工段前需要移走，因此，对变换工段的反应热进行有效综合利用是工艺设计的一个重点。入变换工段的水煤气温度为241.9 ℃，而送出变换装置的变换气温度为40 ℃，工艺设计通常是通过利用反应热副产蒸汽的方式来回收热量，从而降低水煤气的温度。但传统变换工艺设计副产的蒸汽为饱和蒸汽，饱和蒸汽再作为热源对其他介质进行加热；或是利用变换反应热加热其他工艺单元来的饱和蒸汽使其成为过热蒸汽。这2种热量利用方式效率低，受整体系统热量平衡的限制，副产的较低等级蒸汽富余，难以全部利用，被迫放空排放，造成能量浪费。因此，如何通过合理的方式高效回收利用热量，对于装置的整体节能降耗具有重要的意义。
1变换工艺常采用的工艺流程
目前常见的变换工艺流程有2种。
一种是利用水煤气的潜热和显热副产低等级的饱和蒸汽送往管网使用，而后通过变换反应热加热原料气（见图1）。其缺点为低等级蒸汽富余，不能完全利用，进入变换炉的水煤气温度不容易控制，经常导致变换炉超温运行，影响催化剂的使用寿命，气体成分亦不易调节。
另一种是利用变换反应热加热其他单元装置引入的高等级饱和蒸汽，形成满足用户需求的过热蒸汽（见图2）。其缺点为流程复杂、管线长、投资大，还会因不同单元各自的工况条件不一致相互制约或影响，不利于操作控制。……
更多内容请见《中氮肥》2015年第1期