合成气生产甲醇工艺设计流程.docx

W.. W.. 编号：No.20 课题：合成气生产甲醇工艺流程 授课容：合成气制甲酔工艺流程 知识目标： ? 了解合成气制甲酵过程对原料的耍求 ?蛍握合成代制甲醇原则工艺流程 能力目标： ?分析和判断合成％敬对反应过程及产品的影响 ?对比高压法与低压法制甲酵的优缺点 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酵的优缺点 ?合成气生产甲醵对原料有哪些要求？如何满足？ 授课班级: 授课时间: 四、生产甲醇的工艺流程 （-）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甲酷生产流程图 1.原料，的制皆 合成甲酔，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、煤和乙烷尾气等，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，甲醒合成气要求（电-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，其含重越低越好，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，如果原料气中笥碳不平衡，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，一般釆用二氧化碳，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COe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I ppm,対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磴含重降至小于0.2ppme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責，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，因硫对转化用镣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，则脱碇工序设置在后面。 二是调节原料气的组成，使氢碳比例达到前述甲醇合成的比例要求，其方法有两种。 变换。如果原料气中一氧化碳含量过高(如水煤气、重质油部分氧化气)，则釆 取蒸汽部分转换的方法，使其形成如下变化反应：CO+Hq H. + CO2o这样增加 了有效组分氢气，提高了系统中能的利用效率。若造成CO?多余，也比较容易脱除。 脱碳。如果原料气中二氧化碳含量过多，使氢碳比例过小，可以采用脱碳方法除 去部分二氧化碳。脱碳方法一般采用溶液吸收，有物理吸收和化学吸收两种方法。 压缩 通过往复式或透平式压缩机，将净化后的气体压缩至合成甲醇所需要的压力，压力的高 低主要视催化剂的性能而定。 合成 根据不同的催化剂，在不同的压力下，温度为240?27CTC或360?400-C,通过催化 剂进行合成反应，生成甲醇。由于受催化剂选择性的限制，生成甲醇的同时，还有许多副反 应伴随发生，所以得到的产品是以甲醇为主和水以及多种有机杂质混合的溶液，即粗甲醇. 蒸馅 粗甲醇通过蒸饲方法清除其中有机杂质和水，而制得符合一定质重标准的较纯的甲醇。 祢精甲醇。同时，可能获得少量副产物。 (-)工艺流程 工业上合成甲酵工艺流程主要有高圧法和中、低压法。 1.高压法合成甲醇的工艺流程 高压法工艺流程一般指的是使用锌铭催化剂，在高温高压下合成甲醇的流程，如图『2 所示。 由压缩工段送来的具有3I.36MPO压力的新鲜原料气，先进入铁油分离器(5),在此 与循环压缩机(4)送来的循环气汇合。这两种气体中的油污、水穿及駭基化合物等杂质同 时在铁油分离器中除去，然后进入甲醇合成塔(1)。C。与足在塔于30MP。左右压力和 360?420C温度下，在锌络催化剂上反应生成甲醇。转化后的气体经塔热交换预热剛进入 塔的原料气，温度降至16CTC以下，甲醇含量约为3%?经塔热交换后的转化气体混合物出 塔，进入喷淋式冷凝器(2),出冷漠器后混合物气体温度降至30?35P,再进入高压甲醇 图5-2高任法台成甲酔工艺流程 1-合成塔；2-水冷凝器；3-甲酵分寓器；4-復环压缩机；5-铁油分离器；6-fi甲弊中间槽 分离器（3）。从甲醇分离器出来的液体甲醇减压至0.98?1.568MP。后送入粗甲醇中间糟 （6）。由甲醇分离器出来的气体，压力降至30MPO左右，送循环压缩机以补充压力损失， 使气体循环使用。 为避免悟性气体（N、Ar及CH4）在反应系统中积累，在甲醇分离器后设有放空管， 以维持循环气中情性气体含重在15%?20%左右。 原料气分两路进入合成塔。一路经主线（主阀）由塔顶进入，并沿塔壁与件之间的环隙 流至塔底，再经塔下部的热交换器预热后，进入分气倉；另一路