摘要：作為化工生產(chǎn)中應(yīng)用廣泛的原材料，甲醇同樣也是許多生產(chǎn)過程中必不可少的溶劑類型。由于化工生產(chǎn)中應(yīng)用十分普遍，甲醇作為原材料遍及橡膠加工、香料、涂料、農(nóng)藥、醫(yī)學(xué)等多個領(lǐng)域，在許多國家當(dāng)中，甲醇的生產(chǎn)水平已經(jīng)成為本地化工生產(chǎn)水平的基本標(biāo)志。在煤制甲醇生產(chǎn)過程中，涉及十分復(fù)雜的生產(chǎn)工藝，為了探討離心壓縮機的應(yīng)用情況，現(xiàn)就煤制甲醇生產(chǎn)的工藝特征分析如下。

關(guān)鍵詞：煤制甲醇生產(chǎn);離心壓縮機;應(yīng)用策略

引言

煤化工是將煤經(jīng)過化學(xué)加工，使其轉(zhuǎn)化為所需產(chǎn)品的過程。甲醇是一種常用有機原材料，煤制甲醇生產(chǎn)具有成本低、材料來源廣泛的特征，可以獲得顯著的經(jīng)濟效益，因此煤制甲醇對于行業(yè)發(fā)展的重要性也逐漸體現(xiàn)出來。

1煤制甲醇產(chǎn)品概述

甲醇作為一種重要的有機化工原材料，其同樣也是生產(chǎn)實踐中常用到的有機溶劑之一。目前，甲醇可以直接參與生產(chǎn)的產(chǎn)品種類達到數(shù)百種之多，廣泛的分布于染料、涂料、合成橡膠以及香料等產(chǎn)業(yè)當(dāng)中，同時與醫(yī)藥、農(nóng)藥等領(lǐng)域也具有密切的關(guān)聯(lián)。我國是一個煤炭大國，煤炭儲量豐富但是綜合利用效率不高的問題十分普遍，在一定程度上限制了我國化工行業(yè)的發(fā)展。

2煤制甲醇工藝流程及離心壓縮機應(yīng)用

2.1煤制甲醇工藝流程

甲醇是最簡單的飽和醇，其工藝流程大致如下：（1）氣化將原料煤加水連同空分送來的高壓氧，在氣化爐中發(fā)生反應(yīng)生成CO、H2、CO2、H2O和少量CH2、H2S等氣體。本工藝流程一般配置空分裝置;在煤氣化過程中，有時要用高壓CO2載體輸送煤粉進氣化爐。在氣化爐中煤漿與氧發(fā)生如下主要化學(xué)反應(yīng)：CmHnSr+m/2O2→mCO+（n/2-r）H2+rH2SCO+H2O→H2+CO2氣化反應(yīng)在氣化爐反應(yīng)段瞬間完成，生成CO、H2、CO2、H2O和少量CH4、H2S等氣體。離開氣化爐反應(yīng)段的熱氣體和熔渣進入激冷室水浴，被水淬冷后溫度降低并被水蒸氣飽和后出氣化爐;氣體經(jīng)文丘里洗滌器、碳洗塔洗滌除塵冷卻后送至變換工段。（2）變換由于氣化工段H2含量不足，所以在本工段將氣體中的CO部分變換成H2。主要化學(xué)反應(yīng)為：CO+H2O→H2+CO2（3）低溫甲醇洗本工段采用低溫甲醇洗工藝脫除變換氣中CO2、全部硫化物、其他雜質(zhì)和H2O。主要包括吸收系統(tǒng)、溶液再生系統(tǒng)和壓縮制冷系統(tǒng)。（4）甲醇合成及精餾經(jīng)甲醇洗脫硫脫碳凈化后的合成氣，經(jīng)過甲醇合成氣壓縮機壓縮后進入反應(yīng)器進行甲醇合成，CO和H2在Cu-Zn催化劑作用下，合成粗甲醇，粗甲醇從甲醇分離器底部排出，經(jīng)甲醇膨脹槽減壓釋放出溶解氣后送往甲醇精餾工段制得精甲醇。（5）空分裝置煤氣化需要空分裝置的氧氣，空分裝置主要包括分子篩凈化空氣、空氣增壓、氧氣和氮氣內(nèi)/外壓縮流程等。原料空氣自吸入口吸入，經(jīng)自潔式空氣過濾器除去灰塵及其他機械雜質(zhì)。過濾后的空氣進入離心式空壓機經(jīng)壓縮機壓縮到約0.57MPa（A），然后進入空氣冷卻塔冷卻。經(jīng)空冷塔冷卻后的空氣進入切換使用的分子篩純化器，空氣中的二氧化碳、碳氫化合物和水分被吸附。凈化后的空氣抽出一小部分，作為儀表空氣和工廠空氣。其余空氣借助空氣增壓機及膨脹機等設(shè)備，在換熱器和精餾塔內(nèi)冷卻液化餾分，制得液氧、液氮，然后根據(jù)具體工藝需要送至各種場合。

2.2空分壓縮機

其一，空氣增壓壓縮機?？辗盅b置在設(shè)備選取時需要根據(jù)制氧量的差異來進行控制。常規(guī)條件下，在制氧量要求不高的情況下，可以采取VK等系列的壓縮機，這些類型的壓縮機結(jié)構(gòu)十分固定，都采用整體增速的模式來滿足生產(chǎn)要求。壓縮機當(dāng)中采用多個中間冷卻器來進行冷卻處理，分別為半開放式的三元徑向輪和其他類型的半開放式三元徑向輪，能夠有效提升整體效率。一些入口部分安裝導(dǎo)向葉輪裝置后，能夠借助于葉片的開度進行調(diào)整，從而滿足壓縮機的性能要求。隨著制氧量的增加，對于空分壓縮機的技術(shù)水平也提出了更高的要求，所以這個階段應(yīng)用較多的是MCO或者DMCL等類型的設(shè)備，這些屬于單缸單軸的多級結(jié)構(gòu)，能夠滿足壓縮生產(chǎn)的實際要求。整個壓縮機組采用首級葉輪半開放高效三元混流葉輪，其他則設(shè)置為高效三元徑向葉輪，利用雙缸三段壓縮機能夠降低葉輪的尺寸，實現(xiàn)流量的科學(xué)調(diào)節(jié)。

2.3制冷壓縮機組

在甲醇洗單元，甲醇的低溫環(huán)境由制冷裝置來完成，通常制冷劑為NH3或丙烯。蒸發(fā)溫度一般約-40℃，從制冷點蒸發(fā)后的約-40℃氣體進入分離器，將氣體中的液粒分離出來后進入離心式制冷壓縮機壓縮至冷凝溫度對應(yīng)的冷凝壓力，然后進入冷凝器。制冷劑氣體通過對冷卻水放熱冷凝成液體后，通過分配器送往各制冷設(shè)備。通過一套完整的制冷系統(tǒng)，給甲醇創(chuàng)造低溫環(huán)境。根據(jù)裝置規(guī)模的不同，冷量也會有所不同。丙烯壓縮機進出口壓力為0.14～1.8MPa（A），氨壓縮機進出口壓力為0.07～1.8MPa（A），中間可能根據(jù)工藝的需要還有別的蒸發(fā)溫度，一般會有中間加氣情況。對于丙烯壓縮機一般為單缸6～7級，氨壓縮機一般為雙缸12～14級。機殼采用水平剖分式焊接結(jié)構(gòu)。當(dāng)冷量加大時，壓縮機的機型也會增大，目前對于低溫制冷壓縮機沈陽鼓風(fēng)機集團有限公司已研制過最大葉輪直徑達到1500mm左右的機型。另外為保證安全，防止氣體泄漏，壓縮機軸端采用性能可靠的串聯(lián)式帶中間迷宮密封的干氣密封。

結(jié)語

綜上所述，甲醇合成氣壓縮機為工藝流程中主要用到的關(guān)鍵動設(shè)備。然而，離心式壓縮機流量減少時，可能出現(xiàn)喘振現(xiàn)象，從而造成運行效率下降、能耗增大甚至引發(fā)事故。研究通過對某煤制甲醇合成氣壓縮機振動異常情況進行分析，結(jié)合甲醇合成反應(yīng)的特點，考慮工藝氣組分對甲醇合成反應(yīng)速率的影響，從而產(chǎn)生了異常振動。為此，探索出了新的解決問題的思路，即通過系統(tǒng)工藝氣組分的調(diào)整，使甲醇合成反應(yīng)速度基本保持穩(wěn)定，消除了甲醇合成壓縮機的振動異?，F(xiàn)象。

參考文獻：

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[2]劉洋，史金龍，金鑫.170萬t/a煤制甲醇及轉(zhuǎn)化烯烴項目合成氣壓縮機的研制[J].通用機械，2019（05）：30-32.

作者簡介：劉宏圖（1994），男，民族：漢，籍貫：甘肅省鎮(zhèn)原縣，本科，任職：助理工程師，新疆廣匯單位：新能源有限公司，研究方向：煤化工生產(chǎn)技術(shù)

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