甲醇合成操作问答
1、甲醇合成工段的主要任务是什么？
在高温、高压和有催化剂的条件下，使H2、CO和CO2混合气在合成塔内反应生成甲醇，反应后的气体经冷却、冷凝，分离出甲醇,未反应的气体和补充的新鲜气经升压后返回合成塔继续反应，甲醇合成产生的反应热用于副产2.5Mpa的蒸汽。
2、甲醇合成过程中的化学反应有哪些？
（1） 主反应：
CO+2H2=CH3OH+Q
CO2+3H2=CH3OH+H2O+Q
（2）副反应：
2CO+4H2=CH3OCH3+H2O+Q
CO+3H2=CH4+H2O+Q
4CO+8H2=C4H9OH+3H2O+Q
CO2+H2=CO+H2O-Q
nCO+2nH2=(CH2)n+nH2O+Q
由此可见,甲醇反应过程中有一系列副反应,生成了水和几十种微量的有机杂质,这些含有水和有机杂质的甲醇称为粗甲醇。
3、甲醇合成反应的特点是什么?
(1) 可逆反应
(2) 放热反应
(3) 体积缩小的反应
(4) 需要触媒才能进行的气-固相反应。
4、影响甲醇反应的因素有哪些?
(1)温度 (2)压力 (3)气体组成 (4) 触媒性能
(5)空速 (6)惰性气含量
5、温度是如何影响甲醇反应的?
从热力学观点来看，低温有利于甲醇的合成，但从动力学角度来看，提高反应温度能提高反应速度，所以必须兼顾这两个条件，选择最适宜的反应温度。
温度过低达不到催化剂的活性温度，反应不能进行；温度太高，反应过快，温度难以控制，易使催化剂衰老失活，而且随着温度逐渐增加，平衡常数逐渐降低，反应速度甚至下降。另外，反应温度越高，副反应增多，所以对于一定的反应物组成应有一个最适宜的反应温度。
6、压力对甲醇合成反应的影响如何?
答:压力的高低,取决于使用触媒的性质,对铜基触媒而言,压力越高,反应越易向生成甲醇的方向进行,平衡甲醇含量越高,甲醇越易冷凝及分离,生产强度越高。
7、甲醇催化反应过程有几个步骤?
答:甲醇合成反应是一个气固相催化反应的过程,共分五步:
（1） CO和H2扩散到催化剂表面；
（2） CO和H2被催化剂表面吸附； （3）CO和H2在催化剂表面进行化学反应；（4） CH3OH在催化剂表面脱附；（5）CH3OH扩散到气相中去。其中第三步进行的较慢,整个反应过程取决于 该步骤进行的速度,因此,影响反应的各个因素应控制在最合适反应进行的条件下。
8、催化剂层的灵敏温度和热点温度各指什么?为什么要严格控制热点温度?
答:催化剂的灵敏温度,是指入催化剂层的第一个点,由它来反映出催化剂层中的温度变化。热点温度,指的是催化剂层中的最高温度。这个温度虽是催化剂层内某一点的温度,但能全面反映温度的操作情况,所以要严格控制。热点温度应根据不同型号的催化剂和催化剂在不同时期的活性及当时的操作条件,而有所变动。
9、在实际操作中为什么尽可能将热点温度维持低些?
答:这是因为:(1)热点温度低,对甲醇反应的平衡有利(2)可以延长催化剂的使用寿命；(3)高温容易破坏金属的机械性能和加速化学腐蚀。 由反应理论可知,催化剂理想的温度分布是先高后低,即热点位置在催化剂上部。
10 、热点温度为什么会下移?
答: (1)催化剂长期处于高温下或温度波动大,活性下降。
(2)毒物影响致使上层催化剂活性下降,热点下移。
(3)催化剂还原不好,上层催化剂活性较差,热点下移。
(4)操作不当,循环气量过大,使上层温度下降,热点下移。
11、如何控制合成塔的温度?
合成塔的温度主要是通过调节汽包蒸汽压力来控制的,在4.0Mpa附近,蒸汽压力变化0.1Mpa,对应温度变化约1.35℃,利用合成汽包蒸汽压力来控制塔温度,既简单又可靠。合成塔的温度一般随触媒使用时间的不同而做适当的调整。当通过调整温度、压力和空速也不能维持甲醇产量或合成塔压差超过规定值时,则需停车更换触媒。
12、合成塔催化剂层的温度突然下降,可能有哪些因素?如何
处理?
(1)液体甲醇带入塔内会引起催化剂层的温度迅速下降。
(2)气体组分的变化使合成塔催化剂层的温度下降。如新鲜气氢碳比不当,甲烷含量增多都会影响甲醇合成反应,减少了反应热量使合成塔催化剂层的温度下降。
(3)新鲜气量突然减少,也会引起合成塔催化剂层的温度下降。气量减少原因也可能是压缩机跳车或设备、管道的泄漏引起的。
(4)合成塔内件损坏。
(5)仪表失灵而引起的温度下跌假象。
13、合成塔催化剂层温度上涨的原因?
(1)循环气量减少会使塔温上升。
(2)气体组分变化,如新鲜气中甲烷含量下降也会使塔温上涨。
(3)仪表失灵引起的温度上涨假象。
14、合成塔进口压力上涨有哪些原因?
合成甲醇时,无论采用何种生产工艺,其反应压力都有一个平衡点,在正常生产时这个压力平衡点较为稳定,压力如上涨,可能有以下几个原因: (1)反应温度下跌,合成反应变差,甚至恶化。而新鲜气源又不断送入造成系统压力上涨,甚至超压。
(2)循环气中甲烷含量升高会影响甲醇合成反应,也是造成进口压力上涨的原因。
(3)合成气经循环水冷却器时冷却效果差，使生成的甲醇不能分离出去。
(4)增加新鲜气量而未及时通知合成岗位。
(5)触媒活性下降，转化率不高。
15、合成塔进口压力下降有哪些原因?
生产中如发现合成塔进口压力突然或缓慢下降,应引起重视,查明原因。
(1)新鲜气量突然减少会引起合成塔进口压力下降。
(2)粗甲醇分离器液位失控引起跑气。
(3)合成系统的设备、管道损坏引起泄漏。
(4)压力表失灵。
16、我公司甲醇合成塔的型式是什么?有哪些特点?
我公司甲醇合成塔为管壳型合成反应器,它和冷管型、冷激型合成反应器相比有其独特的特点:
(1) 床层内温度平稳,有利于延长催化剂寿命,减少副反应。
(2) 能准确、灵敏地控制反应温度,并能适应系统负荷波动及原料气温
度的改变。
(3) 以较高的位能回收反应热。
(4) 出口甲醇含量较高,使循环气量减少,能耗降低。
(5) 设备紧凑,开工方便,开工时不需电加热,只需蒸汽加热。
(6) 换热管及壳程采用了特殊材质,基本避免了石蜡和羰基化合物的生
成。
17、我公司甲醇合成使用的触媒型号是什么？装填量为多少？
我公司合成塔准备使用的C-306或C-307型催化剂，它们都是低温铜基催化剂，装填量为38.8立方米。
18、对甲醇合成触媒的要求是什么?
(1) 低温活性好;
(2) 耐热、抗毒性好;
(3) 机械强度高,阻力小;
(4) 原料易得,价格便宜。
19、铜基触媒为什么要还原?
厂家生产的触媒是氧化态的,而氧化态的触媒没有活性,必须把其中的氧化铜还原才具有活性,即将触媒中组分CuO还原为单质铜。并和组分中的ZnO熔固在一起,才具有活性。
20、写出铜基触媒还原的反应方程式。
CuO +H2 ===Cu+H2O+Q
该反应为放热反应,还原过程出水量为催化剂重量的20%左右。
21、催化剂的装填有什么要求?
(1) 整个过程专人负责,包括从领出到装填完毕。
(2) 轻搬轻放,严禁猛摔猛抛,避免催化剂破损。
(3) 催化剂绝对不能受潮。
(4) 装填时严禁任何杂物混入塔内,尤其是铁质,因为铁在合成塔内是
促使合成 产生甲烷的催化剂。
(5) 催化剂应均匀的装入每个列管内,使每个管内间隙松实一致。22、催化剂还原时为什么要向系统内加氢气?加氢气时注意哪
些问题?
在采用低氢还原法时,将催化剂中的氧还原出来生成水,加氢气就是催化剂开始化学反应,出化学水。
加氢气时一定要缓慢,切忌过猛过快。如果加氢气过猛易使催化剂剧烈反应,造成局部烧结或局部快速还原出水,使催化剂还原颗粒快速长大,活性大幅度下降,严重时整炉催化剂活性受损报废,损失极大。23、催化剂升温还原中的注意事项有那些?
(1)系统置换时,要使O2＜0.2%。
(2)补氢时切忌间断加氢或猛加氢。
(3)炉温控制要稳,严防过热或温度忽高忽低。
(4)升温时要靠蒸汽的热量,不得用反应热来调节温度。
(5)温度升到100℃时注意仪表的准确性。
(6)如遇循环机跳车时,应立即停止加热,停止补氢。
(7)还原结束时,出口温度应到达要求(视不同型号催化剂而定)。
(8)出水量控制在30Kg/h以下。
(9)每小时记录一次出水量、温度、压力等,每班做2-3次氢含量分析。
24、影响水冷器冷却效果的主要原因有哪些?
在甲醇生产中,循环水冷却器起着冷却合成气的作用,使甲醇和水冷凝下来。当发现水冷效果不好时,可以从以下几个方面找原因:
(1) 水量小或水压低,应开大进水阀或提高水压。
(2) 冷却器换热管结垢,清理积垢。
(3) 冷却水温度高,联系供水,降低水温。
(4) 合成甲醇时有石蜡生成,附着在水冷器管壁上,降低水冷效果。可适
当减少冷 却水量,用温度较高的合成气来熔化石蜡。
25、影响甲醇分离效率的因素有哪些?
(1)甲醇的冷却温度。
(2)合成气的压力。
(3)分离器的结构好坏,内件结构是否合理。
(4)适当的气体流速,一般气体流速为1-1.5m/s。
(5)分离器液位的高低。
26、造成分离器出口带液的原因有哪些?如何处理?
(1)分离器液位太高,应开大排放阀降低液位。
(2)进分离器的气速过大,使甲醇液滴来不及分离。应减少气速。
(3)分离效果差,设备故障,停车后排除。
27、造成甲醇膨胀槽压力突然猛涨的原因是什么?如何处理?
(1)分离器液位低,排放阀开的太大,关小自调阀。
(2)甲醇膨胀槽排液自调失灵全关,应走旁路。并联系仪表检修自调。
(3)精馏工序粗甲醇槽进口阀关,造成膨胀槽液位大幅度上升,因缓冲空间小而压力猛涨。应立即打开贮槽阀及膨胀槽放空阀,将压力调至正常。
28、甲醇分离器压力波动会对合成系统造成什么影响?
压力波动过大时,会引起压缩机入口压力波动,从而引起压缩机的出口压力波动,造成气量波动,最终影响到系统生产的稳定。
29、为什么要设置汽包液位低低联锁停车?
汽包的液位太低,使反应热不能及时带走,催化剂温度升高,对催化剂的使用寿命造成极大危害,严重时会烧毁催化剂乃至合成塔内件,故设汽包液位低低联锁停车。
30、为什么长期停车要对汽包进行干法或湿法保护?
为防止氧气进入设备及系统造成腐蚀,故用N2保护或加药满水保护。
31、分离器底部甲醇液排放阀有什么重要性?
分离器底部的甲醇液排放阀是一个压差较大的截流阀,阀前为高压合成区,阀后是压力为0.3-0.6Mpa的低压甲醇,该阀是合成系统高压区和低压区的界限,因此控制位置十分重要。开度过大易造成分离器液位过低,高低压窜气,膨胀槽超压；开度过小,分离器液位过高,会造成带液事故的发生。此阀在生产过程中时刻受液体甲醇的冲刷,长期使用后,可能会发生内漏并影响液位控制,停车后应检修。
32、甲醇合成系统短期停车,合成塔卸压后为何要置换?
(1) 短期停车,合成塔卸压后,系统内残留少量的CO和甲醇,在检修设
备时,这部分CO和甲醇会流入空气中,影响检修人员身体健康,所
以在合成塔卸压后用N2置换。
(2) 气体中CO对设备管道有羰基腐蚀作用。合成塔停车卸压后,温度
逐渐下降, 当温度降到150-200℃时,残留在系统中的CO将对设
备管道的腐蚀速度加快,所以必须用N2对系统进行置换。
(3) 为防止停车卸压后,空气进入系统内氧化催化剂,需用N2置换系
统略带微正压,确保催化剂的安全。
33、停车卸铜基催化剂前，为什么要对其钝化？
答：甲醇合成塔内的铜基催化剂在投运前已将其中的氧化铜还原为金属铜，原子态铜在卸出催化剂管时，由于空气中的氧与催化剂充分接触，迅速反应并产生大量的反应热，以致产生局部温度过高，或温差猛增，损害合成塔内件。
催化剂的钝化是指将其从塔内卸出之前，利用循环气中通入少量的有控制的氧气，对催化剂进行缓慢地氧化，在其外表形成氧化覆盖膜，从而阻止氧气和原子铜进一步反应，可阻止在卸催化剂时，造成合成塔内件的损害。
34、合成系统停车时应该注意那些事项？
答：长期停车时，应减小压缩机速度，降负荷，然后循环降温，降温期间应避免温度骤变，最大降温速率为40-50℃／h,循环降温停止后，通过放空使回路降压，降压速率<0.3MPa／Min。当压力卸至常压
时,用N2置换,并封死合成塔,保持微正压,防止空气进入合成塔内。35、甲醇合成时,对循环气压缩机有哪些要求?
答:循环压缩机的任务是把出合成塔未反应的气体,加压后又送回合成塔,根据甲醇生产的特点,对压缩机有以下要求:
(1) 要求较大的打气量与较大的调节幅度。
甲醇铜基催化剂使用初期活性高,反应热量大,需要较大的循环量来维持塔内反应热的平衡,铜基催化剂容易衰老,到催化剂使用后期反应热难以维持塔内热平衡,循环量减的很小。
(2) 铜基催化剂活性高但抗毒性差,造成催化剂中毒的物质很多,润
滑油就是毒物之一。因此甲醇生产要求循环机采用无油润滑。
(3) 铜基催化剂活性高,反应剧烈,温度变化快,因此要求压缩机调节
气量方便,稳定可靠。
(4) 容易安装,检修方便,能量利用高,运行周期长是基本要求。36、什么是临界温度和临界压力?
临界温度是指气体液化时的最高温度,临界压力是指临界温度下,气体液化的最低压力。
37、合成塔入口甲醇含量是由哪些因素决定的?
它取决于水冷器的冷却深度,操作压力及分离器分离效果。
38、为什么新鲜气中氢碳比的控制应略大于2,而入塔气中
H2:CO远大于2?
甲醇合成时H2:CO是按2:1消耗的,H2:CO2是按3:1消耗的,故新鲜气中氢碳比略大于2。但由于CO在催化剂活性中心吸附速率比H2快的多,所以要达到吸附相中H2:CO=2:1,就要使气相中的氢气过量一些,一般认为
H2:CO=4-5较为合适,而且氢过量对减少副反应及降低催化剂的中毒程度有利。
39、合成系统氢碳比失调后会出现什么状况?
首先,使反应温度降低,系统压力升高,并且大幅度波动,引起循环气量波动,因为循环气流量的波动,使整个工艺系统流量不稳定,形成恶性循环。
40、甲醇分离器出口为什么要加除沫器?
生产时分离器出口会产生一些液沫,如有液体带入压缩机,就有可能对压缩机叶轮产生损害,带入合成塔会造成塔温下降,影响触媒的使用寿命,因此要加除沫器。
41、管壳式甲醇合成塔的产汽原理是什么?
甲醇合成塔反应是放热反应,在合成塔列管内进行,反应热由管内传
向管间的热软水,形成汽水混合物,密度变轻,向上移动并不断汽化, 最后通过升汽管进入合成汽包,在汽包内气液分离。上部饱和蒸汽通过阀门排放,下部为密度较大的水,靠自重通过下降管进入合成塔管间继续受热,从而形成自然对流循环,不断产生饱和蒸汽。
42、锅炉给水和炉水的PH值应控制在什么范围最好?为什么?
为防止给水系统腐蚀,给水的PH值应控制在8.2-9.2之间,炉水PH值应在9-10之间。这是因为:
(1) PH值低时,水对锅炉钢材腐蚀性增强。
(2) 炉水中的磷酸根与钙离子的反应,只有在PH值足够高的条件下,
才能生成易排污的水渣。
(3) 为了抑制炉水中硅酸盐的水解,减少硅酸在蒸汽中的溶解携带
量,PH值应高些,但也不能过高,否则游离的NaOH较多,容易引起
碱性脆蚀。
43、汽包间歇排污和连续排污的目的是什么?
间歇排污的目的是排走汽包底部固体杂质、水垢；连续排污的目的是除去锅炉液面上的悬浮物,同时控制水碱度,PH值,氯离子含量。44、弛放气为什么要在洗涤塔中用水洗涤?
合成工段弛放气中甲醇含量为0.49%,其对膜的密封材料有腐蚀性,影响密封效果,通过洗涤,既回收了甲醇,又防止甲醇对膜密封材料的腐蚀。
45、膜分离原理是什么?有哪些特点?
两种或两种以上的气体混合物通过高分子膜时,由于各种气体在膜中扩散系数的差异,导致不同气体在膜中相对渗透速率不同而被分离,利用这一原理将不同气体分离的技术称为膜分离技术。其特点有:
(1) 易于操作,维护方便。
(2) 易于安装,寿命长。
(3) 安全可靠,能耗低。
(4) 连续运行,适用范围宽。
46、原料气为什么要进行脱除硫化物?
(1) 硫化物能导致催化剂中毒。
(2) 硫化物能腐蚀设备、管道。
(3) 硫化物在合成时能参加反应生成硫醇等杂质,造成粗甲醇质量下
降。
47、合成塔内催化剂绝热层的作用是什么?
(1) 绝热层能较快的将床层温度提高至反应的最佳温度区域。
(2) 因为催化剂层上部负荷大,老化中毒较快,反应热将很快减少,在
取走它的热量后,上层温度会降低,不利于发挥所有催化剂的活
性作用。床层温差大,不易操作。
48、催化剂失活的原因有哪些?
(1) 毒物被牢固的吸附在催化剂的活性中心上,使催化剂表面失去活
性。
(2) 铜基催化剂的活性中心存在于被还原的Cu-CuO界面上,合成气中
充满着H2、CO等还原物质,合成温度也适合CuO被还原,随着时间
推移,这部分作为活性中心的界面就会越来越小,使催化剂失
活。
(3) 由于催化剂的传热系数小,反应热不可能及时被带走,使催化剂
经常在较高的温度下工作,使Cu的晶粒长大,甚至有时操作控制
不当;使催化剂超温等都是催化剂失活的原因。
(4) 催化剂的风化,破碎也是催化剂失活的原因。
49、催化剂的使用与维护应注意哪些?
(1) 严格控制原料气中的硫含量,使总硫<0.1ppm。
(2) 要正确制定和严格执行催化剂的还原方案,防止还原时温度失控
和出水过分集中。
(3) 催化剂过筛,冲装要减少撞击、搓擦,并尽可能填匀、填实。
(4) 控制合成塔的生产负荷,尤其是不能使合成塔超温运行。
(5) 循环压缩机跳车,应立即放掉系统压力。
50、催化剂还原时注意事项有哪些?
(1) 还原过程中应注意贯彻“提温不提氢,提氢不提温”的原则。
(2) 确保循环压缩机正常运行,万一发生故障,应立即切断氢源与加
热源,并加大N2流量,尽可能保持床层温度稳定。
(3) 进出口氢浓度的分析要及时可靠,确保还原过程按方案平稳进
行。
(4) 操作人员应精心操作,认真做好记录,发现异常情况要及时处理
和上报。
(5) 分离器严防带醇、带水。
51、判定触媒还原结束的方法?
(1) 合成塔进出口氢含量一致。
(2) 合成塔不再有水生成,分离器液位不涨。
(3) 合成塔出口有甲醇生成。
52、惰性气体含量对甲醇合成有何影响?
甲醇原料气中甲烷、N2等惰性气体不参与合成反应,而且在合成系统中越积越多,降低了原料气中CO、CO2及H2的有效分压,对甲醇合成反
应不利,而且增加了压缩机的动力消耗。但在系统中,又不能排放过多,否则会引起有效气体损失。
53、空速对甲醇合成反应有何影响?
在甲醇生产中,气体一次通过合成塔仅有3-6%的转化率,新鲜气的甲醇合成率不高,因此新鲜气必须循环使用。此时合成塔空速常由循环机动力、合成系统阻力等因素来决定。空速低,反应过程中气体混合物的组成与平衡组成较接近,催化剂生产强度较低,但单位甲醇产品所需循环气量较小,气体循环的动力消耗较少,预热为反应气体到催化剂进口温度所需换热面积较小,并且离开反应器的气体温度较高,其热能利用价值较高。
如果采用较高的空速，催化剂生产强度可能提高，但增大了预热所需的传热面积，出塔气热能利用价值降低，增大了循环气体通过设备的压力降及动力消耗，并且由于气体中反应产物的浓度降低，增加了分离反应产物的费用．空速达到一定程度后，催化剂温度将不能维持，在甲醇生产中，空速一般控制在10000-20000/h之间．
54、原料气中ＣO２含量的高低对甲醇生产有何影响?
CO2的存在,其与H2合成甲醇的热效应相对于CO为小,催化剂床层温度易于控制,对延长催化剂的使用寿命有利。但CO2浓度过高,会造成粗甲醇含水量增多,降低压缩机生产能力,增加气体压缩与精馏粗醇的能耗，故CO2在原料气中有一个最佳含量。
55、甲醇生产中汽包给水突然中断应如何处理?
如果汽包液位在报警线以上,应先和调度联系,查找原因,尽快恢复供水。如果已出现报警,还不能恢复供水,应立即停压缩机,关闭自产蒸汽排放阀,合成塔封塔,系统保压。
甲醇合成工段实验报告 一、实验目的 1、通过模拟化工生产过程中开车、运行、停车等操作过程，了解基本的单 元操作方法，熟悉控制系统的操作，建立化工流程级概念，认识化工生产各个 设备操作的相互联系和影响，理解化工生产的整体性。 2、通过仿真实验,深入了解生产装置的工艺流程，获得基本生产感性知识，提高动手能力，理论联系实际，扩大知识面，提高操作水平。 3、深入了解煤气化制甲醇过程控制系统的动态特性，提高对复杂化工工程 动态运行的分析和协调控制能力，熟练一些常见面事故的处理方法等。 4、提高综合能力，培养团队合作意识，提高工程素养和创新能力等。 5、在一定程度上逐步实现学生由学校向社会的转变，培养初步担任技术工 作的能力。 二、实验过程工艺流程图 1、物料来源与去向简述 1、H2与CO的混合气直接进入循环系统。 2、蒸汽通过压缩机进入循环系统。 3、混合原料气进入E-401换热器，经过管程换热后然后进去合成塔。 4、合成塔中甲醇蒸汽进入401、402、403换热器，经过三级壳程换热后与 原料气氢气进入粗甲醇罐。 5、粗甲醇罐中蒸汽重新进入循环系统继续参与反应；另粗甲醇蒸汽进入循 环系统前经分离器分理处部分进入火炬燃烧。 6、在合成塔中的制冷剂为由外部锅炉水竟汽包进入合成塔；蒸汽再进入汽 包中排出。
2、流程图 三、实验步骤 1、启动 打开电脑并登录操作平台，与现场设备相连接，准备开始操作。2、系统置换 1、现场人员确认F-402液位调节阀LICA4001的前阀VD4005关闭。 2、现场人员确认F-402液位调节阀LICA4001的后阀VD4006关闭 3、现场人员确认F-402液位调节阀LICA4001的旁路阀V4003关闭 4、现场人员缓慢开启低压N2入口阀V4008。 5、现场人员开启PRCA4004前阀VD4003.。
低温甲醇洗操作规程 第一章工艺原理及流程简述 第一节工艺和操作原理 1、基本原理 其原理是以拉乌尔定律和亨利定律为基础，依据低温状态下的甲醇具有对H2S和CO2等酸性气体的溶解吸收性大、而对H2和CO溶解吸收性小的这种选择性，来脱除粗变换气中的H2S和CO2等酸性气体，从而达到净化粗变换气的目的。上述过程是物理吸收过程，吸收后的甲醇经过减压加热再生，分别释放CO2、H2S气体。 2、低温甲醇洗工艺的特点 （1）工艺成熟，有多套大型装置长期稳定运行的经验； （2）对原料气的净化程度较高； （3）运行费用较低； （4）洗涤用的甲醇溶剂容易获取。 3、操作条件 （1）温度 本装置洗涤塔采用五段吸收，各段吸收剂-甲醇的温度较低，温度一般在-40~-60℃左右；在较低温度条件下，可以大大提高甲醇的吸收效果；粗煤气的进入C5201的温度愈低，则冷量损失愈少，就可以大大降低冰机的负荷。 （2）压力 吸收压力高，吸收的推动力增大，既可以提高气体的净化度，又可以增加甲醇的吸收能力，减少甲醇的循环量。低温甲醇洗工序的压力由前后工序的压力确定。对于甲醇再生而言，压力愈低愈有利，但是为了把再生过程中释放的CO2和H2S气体分别送往CO2压缩机和硫回收装置，一般情况下再吸收塔、热再生塔的塔顶压力略高于大气压。 （3）溶液循环量 溶液循环量取决于生产负荷和溶液的吸收能力，在保证气体净化度的前提条件下，增加主洗流量，减少精洗流量，可减少再生热负荷，达到节能目的。 第二节工艺流程叙述 1、原料气冷却 从变换装置来的原料气（40℃，3.45MPaA）进入到低温甲醇洗的原料气/合成气换热器E-5201的管程，与壳程的净化气换热回收其冷量后，再进入到原料气深冷器E-15202的管程，被壳程的4℃级氨冷却到10℃左右，再进入到氨洗涤器C-5207的下部。 来自界区的锅炉给水（158℃，6.0MPag）进入到锅炉给水冷却器E-5224的管程，被壳程的循环水冷却降温后，进入氨洗涤器C-5207的上部，对来自下部的原料气进行洗涤，以减少氨和氢氰酸含量，洗涤水出界区； 向从氨洗涤器C-5207顶部出来的原料气中喷入一定量的低温甲醇，以防气相中的水分在下一步的冷却过程中冷凝结霜，然后原料气再进入原料气最终冷却器E-5203壳程，被管程的低温净化气、CO2产品气和循环气冷却到-17.1℃左右。 2、H2S/CO2 吸收 -17.1℃左右的原料气进入吸收塔C-5201的预洗段，在这里，微量成份如NH3、H2O、羰基化合物和HCN等被一小股饱和了CO2的低温甲醇洗涤吸收下来。 粗煤气然后通过升气管进入到C-5201的H2S洗涤吸收段，在此H2S 和COS被来自E-5205饱和了CO2的低温甲醇洗涤下来。富H2S甲醇通过液位控制离开C-5201的集液区被送到中压闪蒸塔C-15202的下段进行闪蒸再生。 脱硫后的气体然后通过另一升气管进入C-5201的CO2洗涤吸收段，煤气依次被经-40℃级氨冷却后的含一定量二氧化碳的甲醇、经过闪蒸再生的半贫甲醇、经过热再生的贫甲醇进行洗涤吸收；在
甲醇钠车间操作规程 （碱法） 山东辛龙生物科技股份有限公司
1 岗位名称、任务、管辖范围 1.1岗位名称： 甲醇精馏及甲醇钠反应岗位。 1.2任务： 甲醇精馏及甲醇钠反应任务是：将氢氧化钠甲醇溶液在合成塔内与过量的无水甲醇反应生成甲醇钠甲醇溶液产品。形成的有水甲醇进入甲醇精馏塔进行精馏，制得的无水甲醇循环使用，精馏塔底的稀甲醇进入稀甲醇回收岗位，进一步脱水、回收甲醇。 1.3管辖范围： 包括甲醇钠合成塔、甲醇精馏塔、甲醇再沸器、甲醇冷凝器、合成塔甲醇再沸器、无水甲醇贮罐、甲醇钠产品储罐，无水甲醇输送泵，有关物料输送部分及其与上述各部分有关的仪表、管道和安全设施。 2 岗位定员及分工 岗位定员：9人 岗位分工：中控6人，巡检取样3人。 3岗位在生产过程中的地位和作用 甲醇精馏塔：提取无水甲醇，辅助甲醇钠反应岗位。 甲醇钠合成塔：NaOH与甲醇反应生产甲醇钠甲醇溶液。 4 工艺信息 4.1 工艺流程图及工艺过程简述 甲醇钠工艺流程方框图： Na OH 反应精馏蒸馏CH3OH CH3ONA 水（H2O） 工艺过程简述：
沉淀合格后的氢氧化钠甲醇溶液与精馏脱水后的无水甲醇反应生产甲醇钠甲醇溶液和水份，生产的水份由过量的甲醇气体从合成塔顶部带入精馏塔底提纯循环利用，部分稀甲醇由精馏塔底部排出进入稀甲醇回收系统回收利用。 4.2 化学反应方程式 CH3OH+Na OH CH3ONA+H2O 4.3岗位工艺指标一览表 工艺过 程 项目工艺参数-- 配制碱液 甲醇钠含水量≤1.5% 醇碱液含量18-20% 静置时间≮24小时 溶液温度55-60℃ Ⅰ套Ⅱ套Ⅲ套 再沸器蒸汽压力0.02-0.10MP a 0.02-0.08MPa 0.02-0.10MPa 精馏塔压力（监 视） 0.02-0.06MP a 0.02-0.04MPa 0.02-0.06MPa 塔顶至塔地温度66-90℃66-90℃66-90℃ 甲醇精馏 分流量7.5-8.5m3/h 4.5-5.5m3/h 7.5-8.5m3/h 回流量11.5-12.5m3/ h 8.5-9.5m3/h 11.5-12.5m3/h 精馏甲醇含水量＜0.04%＜0.04%＜0.04% 塔底液相含水量≯35%≯35%≯35% 甲醇钠合成汽化器蒸汽压力0.1-0.3MPa 0.1-0.3MPa 0.1-0.3MPa 塔底蒸汽压力0.1-0.6MPa 0.1-0.6MPa 0.1-0.6MPa 塔顶至塔地温度85-110℃85-105℃85-110℃ 馏出甲醇含水量 2.0% 2.0% 2.0% 碱液喷淋量1600-2400L/ h 1000-1600L/h 1600-2400L/h
煤制甲醇工艺流程化设计 主反应为：C + O 2 → C O + C O 2 + H 2 → C H 3O 副反应为： 1 造气工段 （1）原料：由于甲醇生产工艺成熟,市场竞争激烈,选用合适的原料就成为项目的关键,以天然气和重油为原料合成工艺简单，投资相对较少，得到大多数国家的青睐，但从我国资源背景看，煤炭储量远大于石油、天然气储量，随着石油资源紧缺、油价上涨，在大力发展煤炭洁净利用技术的形势下，应该优先考虑以煤为原料,所以本设计选用煤作原料。 图1-1 甲醇生产工艺示意图 （2）工艺概述：反应器选择流化床，采用水煤浆气化激冷流程。原料煤通过粉碎制成65%的水煤浆与99.6%的高压氧通过烧嘴进入气化炉进行气化反应，产生的粗煤气主要成分为CO ，CO 2，H ２等。 2423CO H CH H O +?+2492483CO H C H OH H O +?+222CO H CO H O +?+
2 净化工段 由于水煤浆气化工序制得粗煤气的水汽比高达1.4可以直接进行CO变换不需加入其他水蒸气，故先进行部分耐硫变换，将CO转化为CO2，变换气与未变换气汇合进入低温甲醇洗工序，脱除H2S和过量的CO2，最终达到合适的碳氢比，得到合成甲醇的新鲜气。 CO反应式： CO+H O=CO+H 222 3 合成工段 合成工段工艺流程图如图1。 合成反应要点在于合成塔反应温度的控制，另外，一般甲醇合成反应10～15Mpa的高压需要高标准的设备，这一项增加了很大的设备投资，在设计时，选择目前先进的林达均温合成塔，操作压力仅5.2MPa，由于这种管壳式塔的催化剂床层温度平稳均匀，反应的转化率很高。在合成工段充分利用自动化控制方法，实行连锁机制，通过控制壳程的中压蒸汽的压力，能及时有效的掌控反应条件，从而确保合成产品的质量。 合成主反应： CO+2H=CH OH 23 主要副反应： CO+3H=CH OH+H O 2232 4 精馏工段 精馏工段工艺流程图见图2。 合成反应的副产主要为醚、酮和多元醇类，本设计要求产品达质量到国家一级标准，因此对精馏工艺的合理设计关系重大，是该设计的重点工作。设计中选用双塔流程，对各物料的进出量和回流比进行了优化，另外，为了进一步提高精甲醇质量，从主塔回流量中采出低沸点物继续进预塔精馏，这一循环流程能有效的提高甲醇的质量。
2009年第28卷增刊CHEMICAL INDUSTRY AND ENGINEERING PROGRESS ·419· 化工进展 管壳外冷-绝热复合式甲醇合成反应器的应用 应卫勇，张海涛，马宏方，房鼎业 （华东理工大学化工学院，上海 200237） 摘要：由煤制合成气经合成甲醇制燃料和化工产品的技术路线是煤洁净高效利用的方向之一。根据甲醇合成反应的特点，将管壳外冷-绝热复合式固定床催化反应器应用于甲醇生产中，单塔45万吨/年甲醇合成反应器已设计，单塔30～35万吨/年甲醇合成反应器已投入使用。双塔并联50万吨/年甲醇合成反应技术已经投入使用，工业生产情况表明：甲醇合成反应器结构合理，催化剂装卸方便，催化床温度调节简单，床层热点至出口温差小，回收高位热能、副产蒸汽。正在开展“十一五”国家科技支撑计划课题180万吨/年甲醇合成反应器的研究。 关键词：甲醇合成；反应器；工程应用 我国的能源特点是“少油、有气、多煤”，以煤为主。以煤为原料制合成气合成甲醇，甲醇可作为醇醚燃料，可用于生产系列化工产品，特别是用于生产甲醛、乙酸、乙烯、丙烯。因此，以煤为原料经甲醇制燃料、化工产品的技术路线是煤洁净利用、多联产的有效途径[1]。 甲醇合成反应器是甲醇生产的关键设备。华东理工大学30年来一直致力于甲醇反应器的研制开发，先后承担了国家科技攻关课题“低压甲醇合成反应器”和科技支撑计划课题“气冷-水冷串联式甲醇合成反应器”等，形成了用于甲醇合成的催化反应器的系列专利。 工业生产情况表明：华东理工大学开发的甲醇合成系列反应器结构合理，催化剂装卸方便；催化床温度调节简单，床层温度平稳；催化剂使用寿命长，可达3年；回收高位能热量，副产蒸汽1.1吨/吨甲醇；甲醇产品质量好。 2005～2007年间，根据已收到的效益证明，6家企业生产甲醇271.90万吨；新增产值860 552万元；新增利润117 117万元，新增税收960 33万元，取得了巨大的经济效益。甲醇合成反应器国产化，提高了我国甲醇生产技术水平。在上海研究开发的甲醇合成反应器技术用于全国，尤其是用于西部地区的开发，更具有显著的社会效益。 从2008年以来，华东理工大学继续将以管壳外冷-绝热复合式固定床催化反应器为核心的双塔并联式甲醇合成工艺应用于甲醇生产中。2008年4月河南永煤集团龙宇煤化工一期年产50万吨甲醇项目顺利投产。 1 2008年应用情况 2008年前，管壳外冷-绝热复合型甲醇合成反应器已经转让给二十多个企业实施：包括兖矿鲁化（100 kt/a）、华鲁恒升（200 kt/a）、浙江巨化（100 kt/a）、兖矿国泰（240 kt/a）、兖矿国宏（500 kt/a）、兖矿国际（200 kt/a）、山西丹峰（100 kt/a）、新疆克拉玛依（200 kt/a）、南京惠生（300 kt/a）、宁夏煤业（250 kt/a）、河南永城（500 kt/a）、河南平安（200 kt/a）、甘肃牛家峡（100 kt/a）、安徽临淮（200 kt/a）、陕西神木（400 kt/a）、山东凤凰（360 kt/a）、哈尔滨气化（300 kt/a）、新疆天富（200 kt/a）、江苏索普（540 kt/a）、宁波万华（200 kt/a）等。 2008年，管壳外冷-绝热复合型甲醇合成反应器在以下单位得到应用。 企业甲醇规模/kt·a－1工艺路线投产运行兰州蓝星化工有限公司200 水煤浆气化、低温甲醇洗净化、低压合成、三塔精馏设备制造综能协鑫煤化工有限公司300 U-Gas煤气化、低温甲醇洗净化、低压合成、三塔精馏详细设计久泰能源科技有限公司600 固定床制气、NHD净化、低压合成、三塔精馏设备安装山西省焦炭集团200 以焦炉气为原料气，转化、低压合成、三塔精馏详细设计延长石油集团兴化300 多元料浆煤气化、低温甲醇洗净化、低压合成、三塔精馏设备制造重庆万盛300 水煤浆气化、低温甲醇洗净化、低压合成、三塔精馏设备制造新能凤凰能源有限公司360 水煤浆气化、低温甲醇洗净化、低压合成、三塔精馏设备制造云天化股份有限公司260 水煤浆气化、低温甲醇洗净化、低压合成、三塔精馏详细设计
甲醇合成考试题（A) 一．填空题（每空2分，共30分） 1.甲醇是最简单的饱和醇，又名木醇或木精，分子式CH3OH，通常为无色、略带乙醇香味的挥发性可燃液体，分子量3 2.04，爆炸极限5.5%—44.0%。 2.影响甲醇反应的因素有哪些：温度，压力，气体组成，触媒性能，空速，惰性气含量。 3.实际生产中，甲醇合成操作压力上升，调节方法有：①适当增加循环气流量。②适当提高循环气中一氧化碳含量。③适当提高循环气中二氧化碳含量。④适当开大系统压力调节阀，降低惰性气含量。二．判断题（每题2分，共10分） 1.甲醇凝固点-97.8℃，沸点（64.8℃，0.1013MPa），自燃点461℃～473℃。（√） 2.合成反应温度高不会影响产品质量。（×） 3.空速过高，反应温度下降，有时温度难以维持，产量下降（√） 4.CO2的存在，一定程度上抑制了二甲醚的生成。（√） 5.液体甲醇带入塔内会引起催化剂层的温度不变。（×）三．问答题(每题10分，共40分） 1.合成甲醇的化学反应有哪些？ （1）主反应： CO+2H2=CH3OH+Q
CO2+3H2=CH3OH+H2O+Q （2）副反应： 2CO+4H2=CH3OCH3+H2O+Q CO+3H2=CH4+H2O+Q 4CO+8H2=C4H9OH+3H2O+Q CO2+H2=CO+H2O-Q nCO+2nH2=(CH2)n+nH2O+Q 2.甲醇催化反应过程有几个步骤? 答:甲醇合成反应是一个气固相催化反应的过程,共分五步: （1） CO和H2扩散到催化剂表面； （2） CO和H2被催化剂表面吸附； （3）CO和H2在催化剂表面进行化学反应； （4） CH3OH在催化剂表面脱附； （5）CH3OH扩散到气相中去。 3.影响水冷器冷却效果的主要原因有哪些? 答：（1）水量小或水压低,应开大进水阀或提高水压。 （2）冷却器换热管结垢,清理积垢。 （3）冷却水温度高,联系供水,降低水温。 合成甲醇时有石蜡生成,附着在水冷器管壁上,降低水冷效果。可适当减少冷却水量,用温度较高的合成气来熔化石蜡。 4.进入容器设备的八必须？ 申请办证，并得到批准
低温甲醇洗相关知识点 一、甲醇为什么先吸收二氧化碳，再吸收硫化氢呢？ （一）1、甲醇是一种极性有机溶剂，变换气中各种组分在其中的溶解度有很大差异，依此为H2O、HCN、NH3、H2S、COS、CO2、CH4、CO、N2、H2，而H2O、HCN 、NH3在甲醇中的溶解度远大于H2S、COS、CO2在甲醇中的溶解度，H2S、COS在甲醇中的溶解度为CO2在甲醇中的溶解度几倍以上，H2S、COS、CO2在甲醇中的溶解度远大于CH4、CO、N2、H2在甲醇中的溶解度，甲醇洗工艺正是依据这些物质在甲醇中溶解度的差异来实现气体分离的。 2、甲醇吸收CO2后，再吸收H2S、C0S其吸收能力会降低。但影响不是很大！ 3、如先吸收H2S，再吸收CO2的能力会大大降低。 4、甲醇洗脱除酸性气不是先脱除CO2，后脱除H2S。工艺气进入初洗段时，甲醇对CO2和H2S是同时吸收的，只是H2S在下塔被吸收完全，CO2直至到上塔被吸收完全。在狭义上，通常说是甲醇先吸收H2S，后吸收CO2。 5、甲醇吸收CO2和H2S的顺序是由甲醇的性质决定的。当CO2和H2S的混合工艺气一起进入吸收塔时，由于H2S在甲醇中的溶解度大于CO2，和H2S的浓度小于CO2，所以H2S才能在下塔被完全吸收。 （二）可以做个假设： 现将甲醇洗的溶剂换种化学品，设为A，H2S在A中的溶解度小于CO2。那么在生产工艺中会产生什么样的情形呢？生产中，我们要求得到H2、CO2、H2S。下面对这个生产要求进行分析：H2——对于初洗段，H2S和CO2都被A吸收，出塔顶H2合格，符合生产要求。CO2——甲醇洗工艺，由于H2S的溶解度远大于CO2，所以可以一方面可以得到部分只溶解有CO2的甲醇溶液来进行解析CO2，另一方面，可以用少量溶解有CO2的甲醇溶液对解析出来的H2S进行完全吸收，从而得到纯度较高的CO2，并且其中不含有H2S。但若换了A溶剂，由于H2S在A中的溶解度小于CO2，初洗塔通塔甲醇中都含有H2S，所以得不到只溶解有CO2的甲醇溶液来进行解析CO2，要想得到纯度较高的不含有H2S的CO2气体就较为困难。也许有人会问，可以将H2S全部解析出来，然后不就得到只含有CO2的甲醇溶液了吗？但这个设想存在一个问题，将H2S进行解析时，需要针对全部循环甲醇，处理量大，工艺流程比目前甲醇洗还要复杂，另外对全部循环甲醇进行解析时，会同时解析出大量CO2气体。到此这就出现新的问题，这部分气体如何处理？不可能当作单纯的酸性气来处理，因为这个气体H2S浓度仍然不够高，CO2仍然占据主体地位，对于硫回收工段来说，处理这部分气体在经济上绝不可行。再退一步将，就算这部分气体当作酸性气来处理。那么剩下的在甲醇溶液中CO2量能否满足后系统生产尿素的要求呢？不作进一步分析了，我想应该是远远不够的。再让一步，对解析出来的H2S和CO2气体进行继续处理，将H2S和CO2进行再分离。那么问题又出来了，这部分气体与进甲醇洗工段的气体区别在哪里呢？只是CO2量少了一点，H2S浓度稍微高了一点。那么我们用A溶剂处理到现在究竟又得到啥有意义的成果了？。 二、含水超标和甲醇大量损失的原因 含水超标和甲醇大量损失主要是因为甲醇水分离塔操作波动造成的。 在生产运行中解决此项问题的方法主要有以下几点： ①降低塔顶温度，保证系统中水的质量分数低于0．2％，在此基础上，尽量提高塔 釜温度，降低甲醇消耗；
转化岗位操作规程 （试用） 定州天鹭新能源有限公司 甲醇车间 二〇〇七年六月
编制：董锋军梁成举审核：尹天长王启明批准：王灵清
操作规程使用规定 1、本规程只适用于对转化岗位人员使用。 2、操作规程每人一本，签名登记后领取，在离开本岗位时，需要交回车间保存，以便新员工使用。对损坏或丢失者要追究责任。 3、本规程是岗位操作的说明书，未经允许任何人不可提供给无关人员或向外单位泄露其内容。 4、本规程是开车前的试用版本，操作人员应按规程进行操作，在操作的过程中不断修改、补充，完善操作规程，使其更具有可操作性，以确保生产和人身安全顺利进行。
目录 一、岗位任务 二、生产基本原理 三、工艺流程概述 四、开车前准备工作及开车步骤 五、正常工艺控制及调节 六、正常停车 七、事故处理 八、安全注意事项 九、设备一览表 十、正常工艺指标
一、岗位任务： 将焦炉气中的CH4及不饱和烃在转化炉内与纯O2蒸气进行部分氧化及蒸汽转化反应,生成H2 、CO、CO2。通过纯O2气和焦炉气蒸汽量的控制，调节好水碳比，以满足合成甲醇生产的需要。 二、生产基本原理 (1)甲烷转化 焦炉气部分氧化亦称自热转化，即在转化炉上部燃烧室内，焦炉气中的部分CH4、C n H m、H2与纯氧蒸汽中的氧进行燃烧，温度达950-1250℃，放出大量的热，以供给甲烷转化所需热量，上部高温气体进入下部触媒层，焦炉气中CH4及烯烃、炔烃在镍触媒的作用下，与蒸汽进行转化反应〈水/气≥0.9〉，转化炉出口气体中CH4≤0.6%。 转化炉上部燃烧反应：CH4 + 2O2 = CO2 + 2H2O + Q H2+ 1/2O2 = H2O + Q 甲烷转化反应主要在触媒层进行，甲烷蒸汽转化反应为：CH4 + H2O = CO + 3H2 –Q CH4 +2 CO2 = 3CO + H2 + H2O - Q CnHm + nH2O = nCO + (m/2 + n)H2 –Q ⑵氧化锌脱硫槽D60602，上层装脱氯剂，以吸收无机氯（HCl），下层装常温氧化锌脱硫剂，主要组分为氧化锌，以吸收硫化氢。为合格气最后把关至总硫≤0.1ppm。 a.转化反应 COS + H2 = H2S + CO＋Q RSH + H2 = RH+ H2S＋Q b.吸收反应 ZnO + H2S = ZnS + H2O M x O y＋2yHCl＝M x Cl2y＋yH2O
设计任务书 设计（论文）题目：年产40万吨甲醇合成工艺 设 学院：内门古化工职业学院 专业：应用化工技术 班级：应化09-4班 学生：张琦 指导教师：杨志杰李秀清
1．设计（论文）的主要任务及目标 (1) 结合专业知识和工厂实习、分析选定合适的工艺参数。 (2) 进行工艺计算和设备选型能力的训练。 (3) 进行工程图纸设计、绘制能力的训练。 2．设计（论文）的基本要求和内容 (1) 本车间产品特点及工艺流程。 (2) 主要设备物料、热量衡算、结构尺寸计算及辅助设备的选型计算。 (3) 参考资料 3．主要参考文献 [1] 谢克昌、李忠.甲醇及其衍生物.北京.化学工业出版社.2002.5～7 [2] 冯元琦.联醇生产.北京.化学工业出版社.1989.257～268. [3] 柴诚敬、张国亮。化工流体流动与传热。北京。化学工业出版社。2000.525-530 4．进度安排 设计（论文）各阶段名称起止日期 1 收集有关资料 20111-01-28~2010-02-11 2 熟悉资料，确定方案 2010-02-12~2010-02-26 3 论文写作 2010-02-27~2010-03-19 4 绘制设计图纸 2010-03-20~2010-04-03 5 准备答辩 2010-4-10 目录 摘要 (1) 第1章甲醇精馏的工艺原理 (2) 第1.1节基本概念 (2) 第1.2节甲醇精馏工艺 (3) 1.2.1 甲醇精馏工艺原理 (3) 1.2.2 主要设备和泵参数 (3) 1.2.3膨胀节材料的选用 (6) 第2章甲醇生产的工艺计算 (7) 第2.1节甲醇生产的物料平衡计算 (7) 第2.2 节生产甲醇所需原料气量 (9) 2.2.1生产甲醇所需原料气量 (9) 第2.3节联醇生产的热量平衡计算 (15) 2.3.1甲醇合成塔的热平衡计算 (15) 2.3.2甲醇水冷器的热量平衡计算 (18) 第2.4节粗甲醇精馏物料及热量计算 (21) 2.4.1 预塔和主塔的物料平衡计算 (21) 2.4.2 预塔和主塔的热平衡计算 (25)
甲醇合成反应器概述 现有的工业化甲醇合成工艺基本上是气相合成法。从上世纪60年代至今，除了在反应器的放大催化剂的研究方面有些进展外。其合成工艺基本上没有大的突破。鉴于气相合成存在的一系列问题，从上世纪70年代人们把甲醇合成工艺研究开发重点转移到液相合成法，相初步实现了工业化的生产。进入上世纪90年代后，我国也将开发高效节能的合成甲醇工艺和装置列为技术开发的重点。 甲醇合成反应器是甲醇合成生产的心脏设备。设计合理的甲醇合成塔应做到催化剂床的温度易于控制，调节灵活，合成反应的转化率高，催化剂生产强度大，能从较高位能回收反应热，床层中气体分布均匀，低压降。在结构上要求简单紧凑，高压空间利用率高，高压容器及内件无泄露，催化剂装卸方便。在材料上要求具有抗羰基化物的生成及抗氢脆的能力。在制造、维修、运输、安装上要求方便。 1.现有的有工业化的甲醇合成反应器 （1）ICI冷激型甲醇合成塔 ICI冷激型甲醇合成塔是英国ICI公司在1966年研制成功的。它首次采用了低压法合成甲醇，合成压力为5 MPa，这是甲醇生产工艺上的一次重大变革。采用固定床4段冷激式绝热轴流动反应器，通过特殊设计的菱形分布系统将冷激气喷人床层中间带走热量，床层多段连续，压降为0．5-0．6 MPa。反应热预热锅炉水。该反应器适于大型化，易于安装维修。上世纪80年代ICI公司又开发出一种新型轴．径向流动的固定床反应器，其直径、壁厚明显减少．操作简单。已有31个生产能力约1 400 t／d的这种装置运行。 ICI冷激型合成反应器的主要结构为：①塔体。为单层全焊结构，不分内件、外件，故简体为热壁容器，要求材料抗氧蚀能力强，抗张强度高，焊接性好。②气体喷头。为4层不锈钢的圆锥体组焊而成，固定于塔顶气体入口处，使气体均匀分布于塔内。这种喷头可以防止气流冲击催化床而损坏催化剂。③菱形分布器。菱形分布器埋于催化床中，并在催化床的不同高度平面上各安装1组，全塔共装3组，它使冷激气和反应气体均匀混合，以调节催化床层的温度，是塔内最关键的部件。这样结构的合成塔，装卸催化剂很方便，3 h可卸完30 t的催化剂，装催化剂需10 h可以完成。 （2）Lurgi管壳型甲醇合成塔 Lurgi型甲醇合成塔是德国Lurgi公司研制的一种管束型副产蒸汽合成塔。操作压力为5MPR，温度为250℃。Lurgi合成塔既是反应器又是废热锅炉。合成塔内部类似一般的列管式换热器，列管内装催化剂，管外为沸腾水。甲醇合成反应放出的热很快被沸水移走。合成塔壳程的锅炉水是自然循环的，这样通过控制沸腾水的蒸汽压力，可以保持恒定的反应温度，变化0.l MPa相当于l 5"C。这种合成塔温度几乎是恒定的，有效地抑制了副反应，延长了催化剂的使用寿命。但该合成塔结构复杂，装卸催化剂不方便。 （3）TEC新型反应器 多年来甲醇合成反应器的设计基本上是ICI冷激式和Lurgi列管式，直到进入上世纪90年代以后，日本TEC公司才在此方面向前迈进一步。 该公司开发的MRF—Z新型反应器的基本结构是反应器为圆筒状，有上下两
甲醇合成操作问答 1、甲醇合成工段的主要任务是什么？ 在高温、高压和有催化剂的条件下，使H2、CO和CO2混合气在合成塔内反应生成甲醇，反应后的气体经冷却、冷凝，分离出甲醇,未反应的气体和补充的新鲜气经升压后返回合成塔继续反应，甲醇合成产生的反应热用于副产2.5Mpa的蒸汽。 2、甲醇合成过程中的化学反应有哪些？ （1） 主反应： CO+2H2=CH3OH+Q CO2+3H2=CH3OH+H2O+Q （2）副反应： 2CO+4H2=CH3OCH3+H2O+Q CO+3H2=CH4+H2O+Q 4CO+8H2=C4H9OH+3H2O+Q CO2+H2=CO+H2O-Q nCO+2nH2=(CH2)n+nH2O+Q 由此可见,甲醇反应过程中有一系列副反应,生成了水和几十种微量的有机杂质,这些含有水和有机杂质的甲醇称为粗甲醇。 3、甲醇合成反应的特点是什么? (1) 可逆反应 (2) 放热反应 (3) 体积缩小的反应 (4) 需要触媒才能进行的气-固相反应。 4、影响甲醇反应的因素有哪些? (1)温度 (2)压力 (3)气体组成 (4) 触媒性能 (5)空速 (6)惰性气含量 5、温度是如何影响甲醇反应的? 从热力学观点来看，低温有利于甲醇的合成，但从动力学角度来看，提高反应温度能提高反应速度，所以必须兼顾这两个条件，选择最适宜的反应温度。 温度过低达不到催化剂的活性温度，反应不能进行；温度太高，反应过快，温度难以控制，易使催化剂衰老失活，而且随着温度逐渐增加，平衡常数逐渐降低，反应速度甚至下降。另外，反应温度越高，副反应增多，所以对于一定的反应物组成应有一个最适宜的反应温度。
10万吨甲醇操作法全套 第一篇合成岗位操作规程 第一章工艺原理 一、合成工艺原理 甲醇合成是在5.0MPa压力下，在催化剂的作用下，气体中的一氧化碳、二氧化碳与氢反应生成甲醇，基本反应式为： CO+2H2=CH3OH+Q CO2+3H2=CH3OH+H2O+Q 在甲醇合成过程中，尚有如下副反应： 2CO+4H2=（CH3）2O+H2O 2CO+4H2=C2H5OH+H2O 4CO+8H2=C4H9OH+3H2O 此外，还有甲酸甲酯，乙酸甲酯及其它高级醇、高级烷烃类生成。 以铜为主体的铜基催化剂，对于甲醇合成具有极高的选择性，而且在不太高的压力及温度下，要求合成气的净化要彻底，否则其活性将很快丧失，它的耐热性也较差，要求维持催化剂在最佳的稳定的温度下操作。 铜基催化剂一般可在210-280℃下操作，视催化剂的型号及反应器型式不同，其最佳操作温度范围与略有不同。管壳式反应器的最佳操作温度在230-260℃之间。 在铜基催化剂上合成甲醇，合适的操作压力是5.0～10.0MPa，对于合成气中二氧化碳较高的情况，压力的提高对提高反应速度有比较明显的效果。 合成气的成份对甲醇合成反应的影响较大，由前述反应式可见，要降低能耗，应采用适量的二氧化碳浓度的合成气，若合成气中二氧化碳含量过高，会加重精馏工序的负担并增加了能耗，但二氧化碳含量太低，会导致催化剂活性和转化率过低。 理论的合成新鲜气成份，应满足以下比值： 氢碳比f=（H2-CO2）/（CO+CO2）=2.05 实际操作中氢碳比应适当增大,大约在2.05～2.15之间。 空速一般控制在8000～10000h-1左右。 甲醇合成是强烈的放热反应，必须在反应过程中不断的将热量移走，反应才能正常进行，管壳式反应器利用管子与壳体间副产中压蒸汽来移走热量，这样，合成反应适宜的温度条件维持就几乎全依赖于副产品中压蒸汽压力操作的正常与稳定。 第二章工艺流程简述 由压缩工序来的循环气经入塔气预热器（C0401）预热至225℃，由顶部进入管壳式等温甲醇合成塔（D0401），在铜基触媒的作用下，CO、CO2与H2反应生成甲醇和水，同时还有少量的其它有机杂质生成。合成塔出塔气经出塔气预热器（C0401）、出塔气冷却器（C0402）和甲醇水冷器（C0403）冷却至40℃，此时气体中的甲醇绝大部分被冷凝下来，然后进入甲醇分离器（F0401）将粗甲醇分离下来。出F0401的气体一部分作为弛放气排放，以维持合成回路中惰性气体的含量；另一部分气体作为循环气送至压缩工序。排出的弛放气经压力调压阀PICA-1406减压后送往转化工序作为蒸汽转化炉的燃料。 甲醇分离器底部出来的粗甲醇经液位调节阀LICA-1403控制液位并减压进入闪蒸槽（F0402），大部分溶解气体被闪蒸出来，闪蒸后的粗甲醇送至精馏工序。闪蒸气送往转化工序作为转化炉低压烧嘴的燃料。 甲醇合成塔的反应温度是通过壳侧副产蒸汽的压力来控制的，根据合成触媒使用时间的
课题名称：年产3万吨甲醇合成工艺设 计
毕业设计（论文）原创性声明和使用授权说明 原创性声明 本人郑重承诺：所呈交的毕业设计（论文），是我个人在指导教师的指导下进行的研究工作及取得的成果。尽我所知，除文中特别加以标注和致谢的地方外，不包含其他人或组织已经发表或公布过的研究成果，也不包含我为获得及其它教育机构的学位或学历而使用过的材料。对本研究提供过帮助和做出过贡献的个人或集体，均已在文中作了明确的说明并表示了谢意。 作者签名：日期： 指导教师签名：日期： 使用授权说明 本人完全了解大学关于收集、保存、使用毕业设计（论文）的规定，即：按照学校要求提交毕业设计（论文）的印刷本和电子版本；学校有权保存毕业设计（论文）的印刷本和电子版，并提供目录检索与阅览服务；学校可以采用影印、缩印、数字化或其它复制手段保存论文；在不以赢利为目的前提下，学校可以公布论文的部分或全部内容。 作者签名：日期：
学位论文原创性声明 本人郑重声明：所呈交的论文是本人在导师的指导下独立进行研究所取得的研究成果。除了文中特别加以标注引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写的成果作品。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律后果由本人承担。 作者签名：日期：年月日 学位论文版权使用授权书 本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。 涉密论文按学校规定处理。 作者签名：日期：年月日 导师签名：日期：年月日
甲醇合成原理方法与工艺 图1煤制甲醇流程示意图 煤气经过脱硫、变换，酸性气体脱除等工序后，原料气中的硫化物含量小于0.1mg／m3。进入合成气压缩机，经压缩后的工艺气体进入合成塔，在催化剂作用下合成粗甲醇，并利用其反应热副产3.9MPa中压蒸汽，降温减压后饱和蒸汽送入低压蒸汽管网，同时将粗甲醇送至精馏系统。 一、甲醇合成反应机理 自CO加氢合成甲醇工业化以来，有关合成反应机理一直在不断探索和研究之中。早期认为合成甲醇是通过CO在催化剂表面吸附生成中间产物而合成的，即CO是合成甲醇的原料。但20世纪70年代以后，通过同位素示踪研究，证实合成甲醇中的原子来源于CO2，所以认为CO2是合成甲醇的起始原料。为此，分别提出了CO和CO2合成甲醇的机理反应。但时至今日，有关合成机理尚无定论，有待进一步研究。 为了阐明甲醇合成反应的模式，1987年朱炳辰等对我国C301型铜基催化剂，分别对仅含有CO或CO2或同时含有CO和CO2三种原料气进行了甲醇合成动力学实验测定，三种情况下均可生成甲
醇，试验说明：在一定条件下，CO和CO2均可在铜基催化剂表面加氢生成甲醇。因此基于化学吸附的CO连续加氢而生成甲醇的反应机理被人们普遍接受。 对甲醇合成而言，无论是锌铬催化剂还是铜基催化剂，其多相(非匀相)催化过程均按下列过程进行： ①扩散——气体自气相扩散到气体一催化剂界面； ②吸附——各种气体组分在催化剂活性表面上进行化学吸附； ③表面吸附——化学吸附的气体，按照不同的动力学假说进行反应形成产物； ④解析——反应产物的脱附； ⑤扩散——反应产物自气体一催化剂界面扩散到气相中去。 甲醇合成反应的速率，是上述五个过程中的每一个过程进行速率的总和，但全过程的速率取决于最慢步骤的完成速率。研究证实，过程①与⑤进行得非常迅速，过程②与④的进行速率较快，而过程③分子在催化剂活性界面的反应速率最慢，因此，整个反应过程的速率取决于表面反应的进行速率。 提高压力、升高温度均可使甲醇合成反应速率加快，但从热力学角度分析，由于CO、C02和H2合成甲醇的反应是强放热的体积 缩小反应，提高压力、降低温度有利于化学平衡向生成甲醇的方向移动，同时也有利于抑制副反应的进行。 二、甲醇合成的主要反应 (1)甲醇合成主要反应 CH3OH CO+2H CO2CH3OH+H2O 同时CO2和H2发生逆变换反应 CO 2CO+H2O
低温甲醇洗工艺原理 一、岗位生产任务从煤气化来的粗煤气经过变换后送低温甲醇洗装置净化，由于变换气中含有大量的CO2、H2S和有机硫、HCN、石脑油以及其它杂质，其中H2S和有机硫、HCN、石脑油等杂质带入合成系统会导致合成催化剂活性降低或永久失活，因此必须清除变换气中的这些有害气体杂质。低温甲醇洗装置就是通过甲醇洗涤脱除变换气中含有的大量CO2和H2S、有机硫、HCN、石脑油以及其它杂质，使变换气得到净化，满足合成气的净化度要求；被甲醇吸收的H2S和有机硫，在甲醇洗装置内富积浓缩后，送WSA硫回收装置生产硫酸产品，使排放尾气中的硫化物含量达到环保要求。 二、工艺原理 1.甲醇吸收CO2、H2S是物理吸收。即：利用甲醇溶液对CO2、H2S能进行选择吸收的特性来脱除粗煤气中的CO2、H2S 用硬、软酸碱理论说明甲醇吸收CO2、H2S的原理：具有大的电子对接受体的分子叫软酸；具有小的电子对接受体的分子叫硬酸。具有大的电子对给予体的分子叫软碱；具有小的电子对给予体的分子叫硬碱。这就是硬软酸碱理论，按此理论，酸碱反应的基本原则应该为：“硬亲硬、软亲软、软硬交界不分亲近”。甲醇分子结构：CH3-OH是由甲基CH3+和羟基-OH-两个官能团组成的分子，而甲基CH3+是一软酸官能团，羟基-OH-是一硬碱官能团。H2S属于硬酸软碱类，即H＋为硬酸，HS－为软碱，CO2属于硬酸类，所以甲醇吸收H2S、CO2这也反应了甲醇既可吸收CO2又可吸收H2S之特性。 甲醇对CO2、H2S、COS有高的溶解度，而对H2、CH4、CO等溶解度小，说明甲醇有高的选择性，另一方面表现在甲醇对H2S的吸收要比CO2的吸收快好几倍，甲醇对H2S溶解度比CO2大，所以可以先吸收CO2再吸收H2S。 2.甲醇在吸收了变换气中的石脑油、H2S、COS、CO2后，为使甲醇能够循环利用，必须对富甲醇进行再生恢复吸收能力，再生采用了三种方法 （1）减压闪蒸、氮气气提再生：将变换气吸收系统在加压条件下吸收了CO2的甲醇进行四级减压闪蒸，通过闪蒸和氮气气提，使溶解在甲醇中的CO、H2、CH4、CO2、H2S等被释放出来，甲醇就可再重复作为吸收剂使用。
xx10万吨/年甲醇汽轮机试车资料 二 合 一 压 缩 机 操 作 规 程
一、岗位的任务及意义 合成气二合一压缩是将脱硫转化工段来的转化气经离心式压缩机的8级叶轮压缩后与来自合成的循环气共同经过第9级叶轮压缩，然后送入合成工序。 二、工艺过程概述 2.1 工艺技术方案的选择 压缩机的选择主要取决于装置的生产能力、气体的质量、气体的性质。离心式压缩机适用于打气量大，压差小，气体质量好的气体场合，具有打气量大，维修少，无需看机，可用蒸汽透平驱动以提高能量转换，效率高等优点。 由转化来的转化气体压力1.6 MPa（G），甲醇合成需要的压力为5.3MPa（G），入塔气量要求大，压差小，因此选用一台离心式压缩机。 2.2 合成气压缩机流程 2.2.1气体流程 来自转化工序的合成新鲜气进入合成压缩机一、二段，压缩至4.8MPa（G），经冷却至40℃与来自甲醇合成的循环气（4.8MPa（G）、40℃），一起进入合成压缩机的三段，经过三段压缩至5.3MPa（G），然后送甲醇合成工序。 根据生产实际运行情况，在压缩机出口设有两个防喘振阀门。新鲜气和合成循环气的气量通过这来两个防喘振进行调解，当压缩机运行工况进入喘振区时，阀门自动联锁开启，以防止压缩机喘振。 2.2.2 蒸汽和冷凝液流程 合成气压缩机采用蒸汽透平驱动，中压蒸汽3.14—3.45MPa（A），进入蒸汽透平机，汽轮机出口减压至0.01MPa（A），经过凝汽器的全冷凝，冷凝液用冷凝液泵打入冷凝液管网。 2.2.3 润滑油流程 从润滑油箱来的润滑油通过润滑油泵（主辅油泵）加压，经一次油压调解后，压力0.85MPa（G），进入油冷却器，油过滤器，二次油压调节，供油压力在0.3MPa （G），然后分二路分别进入汽轮机，压缩机。回路经回路总管返回润滑油箱。油冷却器，油过滤器均为一开一备，在不影响系统运行的情况下，进行切换、清洗。本系统设有高位油箱一个，当两台油泵同时发生故障时，高位油箱的单向阀会自
1绪论 引言 在国内天然气供应紧张和国际油价、天然气价格连续上涨情况下，国内许多公司将目光转向用煤生产天然气的项目，煤气化生产合成气，合成气通过一氧化碳变换和净化后，通过甲烷化反应生产天然气的工艺在技术上是成熟的，煤气化、一氧化碳变换和净化是常规的煤化工技术，甲烷化是一个有相当长应用历史的反应技术，工艺流程短，技术相对简单，对于合成气通过甲烷化反应生产甲烷这一技术和催化剂在国际上有数家公司可供选择。对于解决国内能源供应紧张局面的各种非常规石油和非常规天然气技术路线进行综合比较后判断，煤气化生产合成气、合成气进一步生产甲烷（代用天然气）项目是一种技术上完全可行的项目，在目前国际和国内天然气价格下，这个项目在财务上具有很好的生存能力和盈利能力。另外，作为天然气产品，依赖国内日趋完善的国家、地区天然气管网系统进行分配销售，使得天然气产品的市场空间巨大。充分利用国内的低热值褐煤、禁采的高硫煤或地处偏远运输成本高的煤炭资源，就地建设煤制天然气项目，进行煤炭转化天然气是一个很好的煤炭利用途径。 天然气的特性和用途 天然气系古生物遗骸长期沉积地下，经慢慢转化及变质裂解而产生之气态碳氢化合物，具可燃性，多在油田开采原油时伴随而出。天然气蕴藏在地下约3000—4000米之多孔隙岩层中，主要成分为甲烷，通常占85-95%；其次为乙烷、丙烷、丁烷等，比重，比空气轻，具有无色、无味、无毒之特性，天然气公司皆遵照政府规定添加臭剂，以资用户嗅辨。在石油地质学中，通常指油田气和气田气。其组成以烃类为主，并含有非烃气体。广义的天然气是指地壳中一切天然生成的气体，包括油田气、气田气、泥火山气、煤撑器和生物生成气等。按天然气在地下存在的相态可分为游离态、溶解态、吸附态和固态水合物。只有游离态的天然气经聚集形成天然气藏，才可开发利用。 天然气是生产氨和氢气的理想原料，由其制成的合成气能被更有效、更清洁、更经济地（通过蒸汽转化）生产和净化，而用其他普通原料制成的合成气就逊色得多。对采用合成气制成的碳产品而言，如甲醇、羰基醇和费—托法制成的烃，这类产品有个小缺点：蒸汽转化法制成的合成气中氢气比例通常太低。 天然气的世界储量依然十分丰富，但在工业发达、经济发展更成熟的地区天然气资源正趋于殆尽，只是最近这种趋势更明显。前几年的冬天，美国天然气价格在需求高峰期已达到高位，而今年冬天，因北海天然气产量下降，造成欧洲天
甲醇合成塔介绍 2011-09-01 16:17 【打印】【收藏】百川资讯更新时间：来源：甲醇合成塔关键字： 甲醇合成塔设计的关键技术之一就是要高效移走和利用甲醇合成反应所放出的巨大热量。摘要：甲醇合成塔设计的关键技术之一就是要高效移走和利用甲醇合成反应所放出的巨大热量。甲醇合成反应器根据反应热回收方式不同有许多不同的类型，下面将应用较广的几种合成器分别予以简单介绍。一、I.C.I反应器 英国ICI公司低压法甲醇合成塔采用多层冷激式绝热反应器，内设3-6层催化剂，催化剂用量较大，合成气大部分作为冷激气体由置于催化剂床层不同高度平行设立的菱形分布器喷入合成塔，另一部分合成气由顶部进入合成塔，反应后的热气体与冷激气体均匀混合以调节催化床层反应温度，并保证气体在催化床层横截面上均匀分布。反应最终气体的热量由废热锅炉产生低压蒸汽或用于加热锅炉给水回收。该法循环气量比较大，反应器内温度分布不均匀，呈锯齿形。 ICI冷激塔结构简单、用材省且要求不高、并易于大型化。单塔生产能力大。但由于催化剂床层各段为绝热反应，使催化剂床层温差较大，在压力为8.4MPa和12000h-1空速下，当出塔气甲醇浓度为4%时，一、二两段升温约50℃，反应副产物多，催化剂使用寿命较短，循环气压缩功耗大，用冷原料气喷入各段触媒之间以降低反应气温度。因此在降温的同时稀释了反应气中的甲醇含量，影响了触媒利用率，而且反应热只能在反应器出口设低压废锅回收低压蒸汽。为了防止触媒过热，采用较大的空速，出塔气中甲醇含量不到4%。最大规模3000t/d，全世界现有40多套。 二、德国林德Lurgi管壳式反应器 水冷型。图２Lurgi甲醇合成反应器是管壳式的结构。管内装催化剂，管外充满中压沸腾水进行换热。合成反应几乎是在等温条件下进行，反应器能除去有效的热量，可允许较高CO含量气体，采用低循环气流并限制最高反应温度，使反应等温进行，单程转化率高，杂质生成少，循环压缩功消耗低，而且合成反应热副产中压蒸汽，便于废热综合利用。可以看出Lurgi公司正是根据甲醇合成反应热大和现有铜基触媒耐热性差的特点而采用列管式反应器。管内装触媒，管间用循环沸水，用很大的换热面积来移去反应热，达到接近等温反应的目的，故其出塔气中甲醇含量和空时产率均比冷激塔高，触媒使用寿命也较长。其主要性能特点是：该塔反应时触媒层温差小，副产物低，需传热面大。但该反应器比I.C.I反应器结构复杂，上下管板处联结点和焊点多，制作困难，为防壳体和管板、反应管之间焊接热应力,对材料及制造方面的要求较高，投资高。反应器催化剂装填系数也不如I.C.I反应器大，只有30%,且装卸触媒不方便。塔径大,运输困难 Lurgi管壳式反应器已在国内不少甲醇厂使用，但在大型化甲醇装置中因结构复杂、反应管数较多、体积大，国内目前。单塔最大生产能力为1250吨/天。产量增大时，反应器直径过大，而且由于管数太多，反应管长度只能做到10米，因此在设计与制造时就有困难了。1 / 5 近年来又提出与冷管型串联的流程以适应大型化生产的需鲁奇公司曾提出两塔并联的流程，座套甲醇装置（约40两个塔)，全世界现有29求，但是都还未工业化。最大规模3000t/d( /年。,总产能810万吨合成塔） MRF型反应器三、东洋公司（TEC）的反应器为多段间接冷却径向流动反应器，采用套管锅炉水强制循环冷却副产蒸气，MRF字分温度分布呈多段Z反应气体呈径向流过沿径向分布的多级冷却套管管外分布的触媒层，径向流动使气体通过床层的阻力降低；温度分布有所改善，从而有利于提高催化剂寿命；布，有催化剂在管外装填，反应器催化剂装填系数得到适当增大，多孔板可保证气体分布均匀；利于实现大型化，但其结构复杂，制造难度大。 米，反应器吨的产能，甲醇塔直径5MRF-Z型反应器达到日产5000据了解，TEC可用单台催化米，米，床高12按14万吨/年的反应器直径2.5管长22.4m，催化剂装填量为350m3。。工业业绩：