甲醇生产工艺流程图

编号：No.20课题：合成气生产甲醇工艺流程授课容：合成气制甲醇工艺流程知识目标：●了解合成气制甲醇过程对原料的要求●掌握合成气制甲醇原则工艺流程能力目标：●分析和判断合成气组成对反应过程及产品的影响●对比高压法与低压法制甲醇的优缺点思考与练习：●合成气制甲醇工艺流程有哪些部分构成？●对比高压法与低压法制甲醇的优缺点●合成气生产甲醇对原料有哪些要求？如何满足？授课班级：授课时间：年月日四、生产甲醇的工艺流程（一）生产工序合成气合成甲醇的生产过程，不论采用怎样的原料和技术路线，大致可以分为以下几个工序，见图5-1。

图5-1 甲醇生产流程图1．原料气的制备合成甲醇，首先是制备原料氢和碳的氧化物。

一般以含碳氢或含碳的资源如天然气、石油气、石脑油、重质油、煤和乙炔尾气等，用蒸汽转化或部分氧化加以转化，使其生成主要由氢、一氧化碳、二氧化碳组成的混合气体，甲醇合成气要求（H2－CO2）/（CO+CO2）=2.1左右。

合成气中还含有未经转化的甲烷和少量氮，显然，甲烷和氮不参加甲醇合成反应，其含量越低越好，但这与制备原料气的方法有关；另外，根据原料不同，原料气中还可能含有少量有机和无机硫的化合物。

为了满足氢碳比例，如果原料气中氢碳不平衡，当氢多碳少时（如以甲烷为原料），则在制造原料气时，还要补碳，一般采用二氧化碳，与原料同时进入设备；反之，如果碳多，则在以后工序要脱去多余的碳（以CO2形式）。

2．净化净化有两个方面：一是脱除对甲醇合成催化剂有毒害作用的杂质，如含硫的化合物。

原料气中硫的含量即使降至1ppm，对铜系催化剂也有明显的毒害作用，因而缩短其使用寿命，对锌系催化剂也有一定的毒害。

经过脱硫，要求进入合成塔气体中的硫含量降至小于0.2ppm。

脱硫的方法一般有湿法和干法两种。

脱硫工序在整个制甲醇工艺流程中的位置，要根据原料气的制备方法而定。

如以管式炉蒸汽转化的方法，因硫对转化用镍催化剂也有严重的毒害作用，脱硫工序需设置在原料气设备之前；其它制原料气方法，则脱硫工序设置在后面。

编号：No.20课题：合成气生产甲醇工艺流程授课容：合成气制甲醇工艺流程知识目标：●了解合成气制甲醇过程对原料的要求●掌握合成气制甲醇原则工艺流程能力目标：●分析和判断合成气组成对反应过程及产品的影响●对比高压法与低压法制甲醇的优缺点思考与练习：●合成气制甲醇工艺流程有哪些部分构成？●对比高压法与低压法制甲醇的优缺点●合成气生产甲醇对原料有哪些要求？如何满足？授课班级：授课时间：年月日四、生产甲醇的工艺流程（一）生产工序合成气合成甲醇的生产过程，不论采用怎样的原料和技术路线，大致可以分为以下几个工序，见图5-1。

图5-1 甲醇生产流程图1．原料气的制备合成甲醇，首先是制备原料氢和碳的氧化物。

一般以含碳氢或含碳的资源如天然气、石油气、石脑油、重质油、煤和乙炔尾气等，用蒸汽转化或部分氧化加以转化，使其生成主要由氢、一氧化碳、二氧化碳组成的混合气体，甲醇合成气要求（H2－CO2）/（CO+CO2）=2.1左右。

合成气中还含有未经转化的甲烷和少量氮，显然，甲烷和氮不参加甲醇合成反应，其含量越低越好，但这与制备原料气的方法有关；另外，根据原料不同，原料气中还可能含有少量有机和无机硫的化合物。

为了满足氢碳比例，如果原料气中氢碳不平衡，当氢多碳少时（如以甲烷为原料），则在制造原料气时，还要补碳，一般采用二氧化碳，与原料同时进入设备；反之，如果碳多，则在以后工序要脱去多余的碳（以CO2形式）。

2．净化净化有两个方面：一是脱除对甲醇合成催化剂有毒害作用的杂质，如含硫的化合物。

原料气中硫的含量即使降至1ppm，对铜系催化剂也有明显的毒害作用，因而缩短其使用寿命，对锌系催化剂也有一定的毒害。

经过脱硫，要求进入合成塔气体中的硫含量降至小于0.2ppm。

脱硫的方法一般有湿法和干法两种。

脱硫工序在整个制甲醇工艺流程中的位置，要根据原料气的制备方法而定。

如以管式炉蒸汽转化的方法，因硫对转化用镍催化剂也有严重的毒害作用，脱硫工序需设置在原料气设备之前；其它制原料气方法，则脱硫工序设置在后面。

生产甲醇的几种流程图（一）甲醇的生产流程图（二）高压法合成甲醇工艺流程1－合成塔；2－水冷凝器；3－甲醇分离器；4－循环压缩机；5－铁油分离器；6－粗甲醇中间槽（三）低压法生产甲醇的原理流程图1加热炉2转化炉 3废热锅炉 4加热器 5脱硫器 6 、24、21、17、12为水冷器7气液分离器 8合成气三段离心式压缩机 9循环气压缩机10甲醇合成塔 11、15 热交换器 13甲醇分离器 14 粗甲醇中间槽16脱轻组分塔 18分离塔 19、22 再沸器20甲醇精馏塔 23 CO2吸收塔（四）甲醇生产高压法、中压法、低压法三种方法及区别高压工艺流程一般指的是使用锌铬催化剂，在300—400℃，30MPa高温高压下合成甲醇的过程。

自从1923年第一次用这种方法合成甲醇成功后，差不多有50年的时间，世界上合成甲醇生产都沿用这种方法，仅在设计上有某些细节不同，例如甲醇合成塔内移热的方法有冷管型连续换热式和冷激型多段换热式两大类；反应气体流动的方式有轴向和径向或者二者兼有的混合型式；有副产蒸汽和不副产蒸汽的流程等。

近几年来，我国开发了25-27MPa压力下在铜基催化剂上合成甲醇的技术，出口气体中甲醇含量4％左右，反应温度230-290℃。

ICl低压甲醇法为英国ICl公司在1966年研究成功的甲醇生产方法。

从而打破了甲醇合成的高压法的垄断，这是甲醇生产工艺上的一次重大变革，它采用51-1型铜基催化剂，合成压力5MPa。

ICl法所用的合成塔为热壁多段冷激式，结构简单，每段催化剂层上部装有菱形冷激气分配器，使冷激气均匀地进入催化剂层，用以调节塔内温度。

低压法合成塔的型式还有联邦德国Lurgi公司的管束型副产蒸汽合成塔及美国电动研究所的三相甲醇合成系统。

70年代，我国轻工部四川维尼纶厂从法国Speichim公司引进了一套以乙炔尾气为原料日产300吨低压甲醇装置(英国ICI专利技术)。

80年代，齐鲁石化公司第二化肥厂引进了联邦德国Lurge公司的低压甲醇合成装置。

煤化工工艺路线图煤制甲醇典型工艺路线图1、合成甲醇的化学反应方程式：（1）、主反应:CＯ+２H2=CH3OH+１02.5KＪ/mｏｌ(２)、副反应2ＣO+４H2=CH3ＯCH３+Ｈ2O+200.2 KJ/molCO+3H2＝CH４＋H２O+1１5.6 KJ/ｍol4C O+8H２=C4H9O H+3H2O＋49．６２KＪ/m o lC O2+H２=ＣO+H2O－42．9K J/m o l2、甲醇合成气要求氢碳比ｆ=(H2—CＯ2)/(CO＋CO2)≈2.0５~2．1０,由于煤炭气化所得到的水煤气CＯ含量较高,H２含量较低，因此水煤气须经脱硫、变换、脱碳调整气体组成,以达到甲醇合成气的要求。

3、CO变换反应CＯ+H2O（g)=C O２+H2（放热反应）4、水煤气组分与甲醇合成气组分对比天然气制甲醇工艺流程图1、合成甲醇的化学反应方程式:CＨ4+H2Ｏ＝C H３O H+Ｈ2２、甲醇合成气要求氢碳比f=(Ｈ2-CO2）／(CO+CO２)≈2.05~2。

１0,由于天然气甲烷含量较高,因此要对天然气进行蒸汽转化，生成以H2、CＯ和CO2位主要成分的转化气。

由于蒸汽转化反应是强吸热反应，因此还要对天然气进行纯氧部分氧化以获取热量,使得蒸汽转化反应正常连续进行，最终达到甲醇合成气的要求.3、蒸汽转化反应C H４+H2O(g)=ＣO+H2（强吸热反应)4、纯氧部分氧化反应2CH4+O2＝2CO＋4Ｈ2+35.６ｋJ／ｍolCH4+O2=CO2＋2H2+109.45 kJ／moｌCH4+O２＝CＯ2+H2O＋８０２。

3 kJ／ｍol5、天然气组分与甲醇合成气组分对比石油化工、煤炭化工产品方案对比(生产烯烃）以天然气（或煤气)为原料的MT Ｏ技术流程以天然气(或煤炭)为原料的MTP 技术流程水煤炭直接液化工艺流程简图。

合成甲醇工艺流程图二、气柜2、物料平衡表三、焦炉气压缩1、系统图0。

3172Mpa 140℃40℃2、物料平衡表注意: 停车时造成煤气放散30000Nm3/h2、物料平衡表原材料消耗定额及消耗量表(生产甲醇耗煤气2176 Nm3/吨）催化剂、化学品消耗定额及消耗量表三废排放量表四、转化在转化炉中焦炉气发生如下反应：2H2+O2=H2O+115。

48kcal (1) 2CH4+O2=2CO+4H2+17。

0kcal （2）CH4+H2O=CO+3H2—49。

3kcal (3）CH4+CO2=2CO+2H2—59.1kcal (4) CO+H2O=CO2+H2+9。

8kcal (5）反应最终按(5）达到平衡。

2、物料平衡表（2）危险物料特性装置危险性物料主要物性表（3）催化剂技术规格催化剂技术规格（4）物料消耗（消耗定额以吨甲醇产品计)原材料消耗定额及消耗量表动力（水、电、汽、气）消耗定额及消耗量表催化剂、吸附剂、化学品消耗定额及消耗量表三废排放量表主要节能措施：燃料气使用甲醇合成工段的弛放气，合理利用了废气。

利用转化气副产中压蒸汽，可回收热量13.85x103kw，并利用转化气预热锅炉给水和脱盐水，可回收热量12。

1x103kw，充分回收了反应热。

五、合成气压缩（汽轮机轴功率3750kw,额定功率4538kw)2、物料平衡（1）本装置(630＃）为10万吨/年甲醇合成装置的合成气压缩机组，处理新鲜气量46951Nm3/h(干）,循环气量259592Nm3/h，合成气出口压力为6。

0MPa(A）。

除部分接管外,整个装置由压缩机厂成套供应.合成气压缩机为离心式二合一机组，由汽轮机驱动,汽轮机为抽汽凝汽式.正常操作时无三废排放，压缩机运转产生的噪声经消音、隔离处理后可降至85dBA以下。

（2）装置危险性物料主要物性表（3）动力消耗动力（水、电、汽、气）消耗定额及消耗量主要节能措施：1、压缩机采用汽轮机驱动，减少了电力消耗.2、二级射汽抽气器用凝汽器冷凝下来的冷凝液作冷却介质,节省了循环水用量。