浅谈煤气化制甲醇工艺中夹点技术

王庆营（兖矿新疆能化有限公司，新疆 乌鲁木齐 830011）

浅谈煤气化制甲醇工艺中夹点技术

王庆营（兖矿新疆能化有限公司，新疆 乌鲁木齐 830011）

文章探讨了各单元的工艺优化方向，以及节能潜力，对甲醇合成、渣水处理单元、单元消耗工艺工程、低温甲醇洗单元、变换热回收单元的目标值及设计值进行了探讨，针对媒气化制甲醇工艺中的夹点技术进行探究。

夹点技术；节能；煤气制甲醇

煤化属于一种能耗及水耗都较高的行业，需要积极的推广节能减排技术，是为了保证煤化工企业可以持续的发展下去，降低水耗及能耗。兖矿新疆煤化工有限公司为年产30万吨甲醇、30万吨合成氨和52万吨尿素的醇氨联产企业。通过使用夹点技术，分析造成能源不合理使用的根本原因，可以较大程度上改变能源使用比较脆弱的地方，促使方案的有效性及可行性得到不断的优化，促使节能改造的潜力得到较好的改观。

1 夹点技术

夹点下的一个子系统，是热源系统，可以达到零度的是位于夹点处的热流量值，系统外界的任何热量都不会流入，其中的热量因为冷却公用工程带走。可以使用Q来进行表示的，是跨越夹点的热量传递形式，在此时会有相互的换热匹配发生，关于夹点位置上下的热物流及冷物流，实现热平衡跨越，主要是通过夹点上的两个子系统。因此，需要在设计的时候，保持在传热时，不可以有跨越夹点的情况出现；公用工程加热器是不可以设置在夹点上、下的位置上的，从而就保证了工程量达到最小值。

2 媒气化制甲醇工艺中夹点技术的应用

2.1 低温甲醇洗单元

为了满足甲醇合成的有关标准，以及促使净化气的质量得到不断提升，从而需要将煤气中的有害气体清洗掉，这是低温甲醇洗。在低温甲醇洗中，低温物流是所有物流数据中占据绝大多数的，使用丙稀价格较高的，是在冷公用工程进行冷却处理的时候。最小传温差被确定为5℃，是当计算出冷公用工程的有关费用之后，将夹点设计的基本原理为根据，可以达到102.5℃，是冷热物流复合曲线夹点温度，假设会促使冷却工程及加热工程的耗能不段上升的，是当传热跨越了夹点的时候。按照夹点设计的基本性原理，需要增加换热器，会有引起流股分割的情况发生的，是当倘若夹点不允许有一点能量流过的时候，尽管跨越可以达到最小工程量的标准，从而按照上述情况，就会增加设备的投资成本，促使流程变得比较的复杂。因此，需要对设备投资、运行费用、操作可靠性等要素进行综合的考虑，当在进行设计优化的时候。

2.2 变换热回收单元

促使CO和水蒸气在催化剂的作用之下，有变换反应的出现，将一些水煤气输送到变换炉中，转换成为H2和CO2，从而调节合成反应原料气中的氢碳比；将粗煤气的温度控制在40℃左右，将其传输到低温甲醇洗单元中，最大限度的回收水煤气的热量。上述两点是变换热回收单元主要的两个工艺目的。设最小热温差为10℃，得到了充分使用的，是冷却公用工程在变换热回收单元中，冷、热物流复合曲线没有夹点形成，设计值及目标值是完全一致的。发生蒸汽、循环冷却水都包含于此单元内部冷却公用工程之中，降低了循环水的使用量，产生更多的中压蒸汽及低压蒸汽，通过对废热进行最大限度的利用，达到节能的目的。

2.3 多种工艺整合单元

当下对自身工段的能量守恒过度关注的，是煤气化制甲醇，其有着非常复杂的工艺。在大部分的时候，降低热量仍然是使用冷却公用工作，可以实现热交换的物流很少，除此之外，仅仅可以使用加热公用工程提升热量的，是需要热量的物流。会致使能量损失比较严重，当冷公用工程及热公用工程的使用量，都明显的增加。要将系统看成一个整体，是为了保证过程工业工程设计，能耗最小、水耗最小，具备的优化潜能越大的情况，是当系统结构复杂程度越高的时候。倘若把热温差值设计成11℃，将合成甲醇、变换热回收单元、精馏、低温甲醇洗单元、渣水处理单元等当成一个整体，冷却、热公用工程的节能效果就可以提升。

3 结语

作为一种有效、简便的技术手段，分析甲醇工艺的时候，采用夹点技术，可以揭示出可实现的节能潜力，还可以确定能量使用不合理的原因，为工艺改进提供出明确的方向。其中换热网络匹配比较合理的，仍然存在一定的优化空间，尽管是低温甲醇洗单元，所以可以将其物流换热的方式进行优化和分析；在渣水处理单元的节能潜力是有限的，内部仅仅是需要冷却公用工程，其换热网络问题属于是阈值问题。然而，为了达到节能的目的，其闪蒸汽可以考虑作为其他工艺单元的热源；精馏单元及甲醇合成单元的冷却、加热公用工程的节能潜力较大，需要综合考虑其操作可靠性、运行费用、设备投资等影响因素，之后进行优化。煤气化制甲醇使用夹点技术，不仅可以将节能潜力发挥好，还可以确定能量不合理因素，为改进工艺指明了发展方向，因此是比较科学合理的，将所有的单元看作成为是一个整体，会将系统的节能潜力极大程度的提升。

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