文档介绍：该【煤制甲醇实用工艺原理 】是由【1781111****】上传分享，文档一共【27】页，该文档可以免费在线阅读，需要了解更多关于【煤制甲醇实用工艺原理 】的内容，可以使用淘豆网的站内搜索功能，选择自己适合的文档，以下文字是截取该文章内的部分文字，如需要获得完整电子版，请下载此文档到您的设备，方便您编辑和打印。:..第一节:甲醇的物理化学性质、用途甲醇是一种有机化学产品。1661年英国化学家波义耳最早从干馏木材中发现了甲醇。所以也叫木醇。1922年,德国BASF公司用化学方法合成了甲醇。1923年建成年产300吨的甲醇生产装置。采用锌铬催化剂,在高压条件下生产甲醇,所以也叫高压法甲醇。到1966年,英国帝国化学工业()研究出了铜基催化剂,开发出了低压合成工艺,1971年,德国鲁奇公司(Lurgi)也开发出了低压合成甲醇工艺,以后,世界上甲醇生产工艺基本上采用低压合成工艺。从1975年以后,世界上甲醇生产规模越来越大,甲醇装置单套生产能力达到20万吨/年,到90年代,单套生产能力达到60-80万吨/年,目前已达到100万吨/年的水平。,甲醇是无色透明的液体,有轻微的酒香;有良好的溶解性,与水、乙醇互溶,在汽油中有较大的溶解度;易燃易爆;有毒性,人摄入20-30ml,会导致失明;摄入50-60ml,会致死。甲醇分子式:CHOH,分子量:323结构式:HH-C-OHH沸点:-℃;冰点:-℃;;文案大全:..%-%;闪点:16℃;.甲醇的主要用途。甲醇的化学性质很活泼。可进行氧化、脂化、羰基化、***化、脱水反应。甲醇是一种重要的基本有机化工原料。是碳一化学的基础。用甲醇可以生产上百种化工产品。典型的有:甲醛、聚甲醛、醋酸、甲***、***叔丁基醚(MTBE)、***丙烯酸甲脂(MMA)、聚乙烯醇、碳酸二甲脂、硫酸二甲脂、对苯二甲酸二甲脂(DMT)、二甲脂甲酰***(DMF)、二甲醚、乙烯、丙烯及苯,等等。还是一种重要的能源,可直接做燃料、做甲醇燃料电池、甲醇汽油、还可以分解制氢和一氧化碳。2008年,全球甲醇产量达到4500万吨。我国甲醇产量1000多万吨。第二节:(含有CO、CO2、H2的气体)在一定压力(5—10MPa)、温度230-280℃)和催化剂的条件下反应生成甲醇,合成反应如下:CO+2H2=CH3OH+QCO2+3H2=CH3OH+H2O+、CO2、H2的气体叫合成气。能生产合成气的原料就是生产甲醇的原料。主要有:文案大全:..A高炉煤气;:石脑油、轻油、重油、渣油;:煤、焦碳。以煤为原料生产合成气煤与氧气在高温下燃烧,产生CO2,我们称为燃烧反应。反应式如下:CmHn+O2→CO2+H2O+Q在缺氧的情况下,会生成CO,反应式如下:CmHn+O2→CO+CO2+H2O+Q上述反应就是用来生产合成气的反应。也是煤气化的主要反应。在这个反应里,CO是我们主要追求的。目前,煤气化的方法主要有干煤粉气化法和水煤浆气化法,典型的干煤粉气化技术有壳***术(也叫谢尔、Sell),水煤浆气化技术有德士古技术。我们公司采用热工研究所的干煤粉气化技术,该技术是壳***术的一种。气化炉壁采用膜式壁,通锅炉循环水,。有2个煤喷嘴。喷嘴外环走氧气,环走煤粉。,温度180℃。煤粉用CO/N加压到4MPa送进炉。22在气化炉中,煤粉与氧气发生部分氧化反应,反应温度在1400-1600℃,压力为4MPa,反应产物主要是H、CO、CO、HS。222文案大全:..CmHnSr+m/2O—→mCO+(n/2-r)H+rHS222CO+HO—→H+CO222反应产生的粗煤气从气化炉上部出来,在出口部位,经激冷水激冷到900℃,送到洗涤塔洗涤。洗涤到340℃,再送湿洗塔湿洗到199℃,送变换工序。谢尔炉要求煤的灰熔点低,反应产生的灰以熔融状态向下流入气化炉底部渣池进行淬冷,经碎渣机破碎后定期排放到锁渣斗,再排到脱水槽,用捞渣机捞到皮带,送到渣场。.3变换把粗煤气中的多余的CO变换为H和CO。使H/。反应如下:CO+HO=H+CO+Q。因为粗煤气中含有硫,采用222一段宽温耐硫变换串两段低温耐硫变换工艺。工艺特点如下:⑴采用钴-钼耐硫催化剂,适用于高CO、高含硫原料气,对原料气含硫无上限要求,有低限。宽温变换催化剂起活温度为240℃,最高可耐480℃。低温变换催化剂起活温度为180℃,最高可耐450℃。适应CO浓度高、温升高的特点。⑵为防止甲烷化副反应,一般要求提高水气比。因CO浓度高,采用热力学难于控制,必须采用动力学控制。要求催化剂供应商有可靠的动力学模型。经验上,宽变用K8-11,低变用QCS-04。⑶采用部分变换工艺,约35%煤气不经变换,调节手段灵活。⑷变换余热分级回收。⑸冷凝液作为煤气化系统补水,节约中压蒸汽。文案大全:..采用低温甲醇洗脱除酸性气体,即CO、HS、COS。该工艺是22林德公司和鲁奇公司联合开发的气体净化工艺。由理工大学提供。甲醇溶剂对CO和HS、COS的吸收有很高的选择性,同等条件下,对22HS、COS的溶解度是对CO的4倍、6倍左右。可以在同一塔进行22脱硫和脱碳,及脱除其他杂质,脱硫彻底,总S<。低温下操作,能耗低,溶剂损失小,工艺气损失小,生产费用低。,脱除酸性气体中的HS和COS,净化气2体,同时副产硫磺。从净化来的酸气量约2000Nm3/h,含硫约34%。克劳斯技术是先把部分酸气燃烧成二氧化硫,通过空气控制系统使HS/SO=2:1,22满足克劳斯反应的最佳比例,然后进入克劳斯反应器进行如下反应:2HS+SO=S+HO+Q反应为放热反应,在克劳斯催化剂上发生。222反应产生的硫是液态,通过成型冷却销售。,合成甲醇的压力在5-10MPa围。本装置合成压力8MPa。要达到合成所需要的压力,需要压缩。合成压力是由催化剂的性能决定的,也受综合能耗的影响。催化剂的合成率(碳转化率),与压力是正相关的。但在压力达到一定程度时,增加压力,对转化率影响不大了。对于铜基催化剂来说,在压文案大全:..7MPa左右,合成率最高。还有,提高压力,系统体积会变小(PV=nRT),设备、工艺管道的尺寸也会变小,能降低投资。压缩机种类有往复式压缩机、螺杆压缩机、离心压缩机。拖动压缩机的有汽轮机(透平机)、燃气轮机、电机。本装置合成气压缩机是透平机驱动的离心压缩机/循环机。.1气体状态方程式气体状态遵循以下方程式:理想气体状态方程式:PV=nRT。真实气体状态方程式:PV=ZnRT。P:压力,单位MPa;V:体积,单位m3;n:气体质量,单位mol(Kmol);R:常数;T:绝对温度;z:压缩因子。气体在绝热压缩时,温度会升高。主要是在压缩过程中外力做功,使气体的热焓升高了,气体温度升高了;另外,在压缩过程中气体摩擦,也使气体温度升高。温度升高,对压缩不利。在相同压力下,温度高,气体体积大;另外,压缩介质温度高,对压缩机设备材质要求提高。所以,在工艺上,如果压缩倍率高,要采取多段压缩,在段间对气体冷却。一般,压缩倍率在3倍以下,采用一段压缩,压缩倍率在3倍以上,采用二段或多段压缩。本装置采用一段压缩。压缩机进气温度要求在40℃以下。另外,进气介质中不允许带游离水,防止水击对设备损害。要把介质中的水分离掉。在压缩工艺文案大全:..离心压缩机是利用离心力压缩气体的,转速很高,一般都在10000rpm以上。转速是可以调节的。通过调节转速来调节合成压力。我们压缩机组额定转速为10600rpm。本装置配置合成气压缩机/循环机一套,CO压缩机一套,氨压2缩机一套。压缩机是高速运转设备,轴系采用油润滑,每套机组有一个润滑油站。压缩机的密封系统,采用干气密封,要配置一台氮气增压机。压缩机控制系统,有操作系统和跳车保护系统。与操作系统接口。甲醇合成合格的合成气经压缩到一定压力(8MPa),进合成塔,在铜基催化剂上反应生成甲醇,合成反应如下:CO+2H2=CH3OH+Q(催化剂、230—280℃)CO2+3H2=CH3OH+H2O+Q(催化剂、230—280℃)。该反应是放热反应。以前使用锌-铬催化剂,合成压力很高,在25-30MPa,称为高压法。现在使用铜-锌催化剂,合成压力下降到5-10MPa,称低压法。合成温度是由催化剂的特性决定的。铜-锌催化剂的合成温度为230-280℃。铜-锌催化剂对温度比较敏感,长期在高温下运行,催化剂的活性很快就会降低,使用寿命会大幅度下降。所以,为了保证反应温度的稳定,反应产生的热量要么被移走,要么用冷的合成气平衡热量。把温度降下来。合成甲醇的主要设备是合成塔。合成塔设计主要考虑温度要均匀文案大全:..塔、超级合成塔。本厂使用鲁奇均温塔。技术由华东理工大学提供。合成反应的温度在230℃左右,合成气在进塔前要把温度升高到这个温度围,需要加换热器(入塔气预热器),用合成后的出塔气和它换热,进入合成塔反应。反应生产的甲醇是气态,和没有反应完的气体一起出塔,经过逐级冷却,到40℃左右,甲醇就冷凝成液体,经过甲醇分离器分离,液体就是粗甲醇,送到精馏系统,气体叫循环气,经过循环机,再进入合成塔反应。经过不断循环后,合成气中的甲烷、氮气会不断积累,所以,要抽出一部分循环气,进行处理。采用普里森膜分离方法,把H和CO、CO、N、CH分离,H返回合22222成气压缩机进口循环使用,非渗透气回收作为煤粉干燥的燃料。.1合成催化剂的还原与升温合成催化剂主要成分是CuO≥52;ZnO≥20;Al2O3≥8;外型:5×(-5),黑色圆柱体;堆密度:-;径向抗压强度(C/cm)≥200;反应温度:200-290℃;反应压力:4-10MPa;时空收率:≥1-;空速:7000-20000/h。中毒物质:硫、***、羰基铁、羰基镍、不饱和烃、油类。,在使用前需要还原。不同厂家的文案大全:..一般而言,还原气体可以使用氢气或转化气。反应为:CuO+H2=Cu+H2O+。是强放热反应。还原温度:一般低于催化剂起活温度,在180℃以下;还原压力:;还原气中氢的浓度:在开始还原时,低于1%(其他成分主要是氮气),到还原完成阶段,可适当提高氢的浓度,到基本完成时,再提高氢的浓度,当完成还原后,再提高氢浓度(10%以下)进行检验。还原时间,不同催化剂还原时间不同。有的24小时就能完成,有的要72小时。确认还原完成:对水分计量,提高氢浓度(10%以下)检验。,催化剂床层温度要从180℃提高到200℃,这个阶段的升温要非常小心,升温速度要慢,要控制在<20℃/h;要是从常温开始升起,在150℃以,按30℃/h升温,150-180℃,按20℃/h;180℃-200℃控制在<20℃/h。.精馏从合成塔出来的甲醇是粗甲醇。含甲醇80%-90%,其余主要是水,还有一些有机杂质,按其沸点分为高沸物、低沸物。低沸物:CO2、***、二甲醚、甲***、甲酸甲脂、低级烷烃;高沸物:乙醇、高级醇、高级烃。由于粗甲醇各组分的沸点不同,-℃,水的沸点是100℃。在工艺上,选择采用精馏技术,把水和杂质除去。文案大全:..1甲醇-水溶液温度相图T/°CT/°C回流馏出液100A100A(B)D80EGF80B原料6060A+(A)从相图上看到,上面的弧线是气相线,下面的弧线是液相线。气相线上面是气相区,液相线下面是液相区。液相线表示不同组成的甲醇水溶液的沸点。甲醇浓度用摩尔分数表示。从图中看到,在相同温度下,甲醇水溶液的液相组成与气相组成不同。在同一温度下,甲醇(易挥发份)在气相的浓度大于液相浓度。温度逐渐下移,甲醇在气相的浓度逐渐提高,最后达到100%。精馏利用了相图原理。我们选定相图中一个浓度,并把物料温度提高到相应的温度,使物料形成气相和液相,气相向上走,和上一级温度略低的物料进行热交换,沸点低的物料汽化,浓度进一步提高,以气相再往上走,浓度不断提高,最后达到所需要的纯度。沸点高的物料以液态形式进入下一级,被下一级物料加热,把沸点低的部分蒸发,沸点高的部分冷凝,,也达到提高浓度的目的。这就是多板精馏塔的工作原理。在精馏过程中,为了使物料不断汽化,要在塔釜加再沸器。同样,塔顶也要有气相冷凝液的回流,才能保证每一层塔板上物料进行热交换。所以,要有塔顶冷凝器、回流槽、回流泵。-水溶液的温度相图,可以进行理论计算,计算出理论塔文案大全:..图5-2操作线图我们把进料点以上的塔板称为精馏段,进料点以下的塔板称为提馏段。精馏段操作线方程:y=R/(R+1)x+1/(R+1)Xd对角线方程:y=x式中:R为回流比,是选定的;Xd是产品纯度,是选定的。用上式可画出精馏段操作线。提馏段操作线:y=(L+qF)/(L+qF-W)x-W/(L+qF-W)XwL:回流液量;F:进料液量;W:塔釜出液量;Xw塔釜液组成。q:进料状态。由于用以上方程做提馏线不太准确,我们整理出q线方程:y=q/(q-1)x-Xf/(q-1)Xf:进料组成。Q值与进料状态有关冷液体:q>1饱和液体:q=1(q线垂直)汽液混合物:0<q<1饱和蒸汽:q=0(q线水平)画出q线,就找出q线与精馏线的交点d,该点与Xw点相对应的文案大全:..,后来发展为浮阀塔,现在最新的技术是采用填料塔。-,实际塔板数比理论塔板数多。填料塔是采用规整填料,分段装填。在每一段,物料是连续接触换热的,塔效率高。每米填料相当与层理论板。,有两塔流程和三塔流程。两塔流程由预塔和主塔组成。在预塔顶部除去低沸物,在主塔顶部采出精甲醇。水从主塔塔釜采出。从主塔下段采出高沸物,称为异丁基油。三塔流程的生产原理和两塔流程相同。只是为了节约能源,把主塔分为加压塔和常压塔。产品从加压塔和常压塔顶部采出,水从常压塔釜采出,异丁基油从主塔下段采出。本装置采用三塔流程。再加一台废水塔。常压塔塔釜水进入第四塔,塔顶出来异丁基油高沸物,一部分回流到常压塔,一部分采出。塔底采出水。文案大全:..%以上。符合美国AA级标准。.,用水量480t/h。由各水井送到厂供水池,再由全厂供水泵送到各用水点。。设计了20000m3/h的循环水站供到各用水点。循环水站由5台冷却塔和6台循环泵组成。冷却塔冷却能力为4400m3/,供水温度≤32℃。循环泵能力为6000m3/h3台,扬程50m,开3备1。3000m3/h2台,扬程50m,开1备1。并配备一套加药装置。,是通过化学方法处理的。锅炉、气化、合成需要脱盐水,生产蒸汽。为此配套了脱盐水站,正常生产能力为300m3/h。采用二级反渗透加混合离子交换法制水。水的来源有二部分。一部分是利用循环水排水(约70t/h)加部分水,进入脱盐水站,经泵送到双介质过滤器,除去悬浮物,再经过5μ超滤后,经高压泵送入一级反渗透装置,在压力下,水透过反渗透膜成为淡水,盐分透不过膜,作为浓水回收使用。一级反渗透产生的淡水再进二级反渗透装置,产生的淡水进入脱气塔脱去CO,进中2间水槽。浓水返回一级反渗透装置进口。还有一部分是冷凝水。主要是透平机冷凝水,经过过滤后也进中文案大全:..达到合格的脱盐水。混床吸附饱和后,分别用盐酸和烧碱溶液再生,再生后继续运行。脱盐水其指标为:硬度:0μmol/LSiO≤20μg/L电导率≤(原水分析数据表附后).4空分制氧煤气化需要氧气。配套了空分制氧装置。该装置生产能力为:氧气:%,压力:,产量:28000Nm3/h。氮气:纯度含氧≤3PPm,产量:Nm3/h。根据需要生产。仪表空气:压力:,产量:3000Nm3/h。工艺空气:压力:,产量:2000Nm3/h。制氧装置是川空的技术,利用深冷液化的原理制氧。,需要对管道吹扫;在化工投料试车时,需要提供蒸汽,带动透平机组,以及催化剂升温等,为此,配置了75t/h次高压煤粉锅炉3台。生产能力:蒸汽200t/h,,温度470℃。。附表2中华人民国国家标准工业甲醇(GB-338-92)文案大全:..指标格优等品一等品合格品色度(钼-钴),号≤510密度(20℃),g/--(0℃,101325Pa),℃-(±℃)≤,min≥503020水溶液试验澄清-水分含量,%-酸度(以HCOOH计),%≤(以NH计),%≤(),%≤蒸发残渣含量,%≤(O-M-232G)“AA”级指标名称指标乙醇≤10ppm***≤10ppm游离酸(HAc计)≤30ppm外观无色透明可炭化物(加浓HSO)不褪色24文案大全:..不暗于ASTM的铂-钴标度5馏程(760mmHg)1℃(℃±℃)比重d20≤≤10mg/100ml气味醇类特征,无其他气味水分≤%、:XNC-98/C-302化剂均规格:柱状Φ5×4~(kg/l):~(hr-1):8000~12000性能:CHOH>%类型:铜文案大全:..:NaOH:30%(wt)·HO>%(wt)水处理Cl-<%(wt)用Fe<%(wt)SO2-4<%(wt)<%(wt)锅炉给灼烧残渣<%(wt)·12HO>%(wt)<%(wt)-2<%(wt)不溶物<%(wt)文案大全:..名称规格标准备注号规格:HCL:31%(wt)略略略略略附表6水分析数据表分析ρ(B2C(1/B2ZX(1/B2分析项分析Z项目±)±)--1±)%目项目B2±--1K+<+++<+Co酚4文案大全:..ρ(B2C(1/B2ZX(1/B2分析项分析Z项目±)±)--1±)%目项目B2±--1Ni(以苯酚计)Mo***(以CN-计)V硫化物(以HS2计)RbCOD(以O2计)--:..ρ(B2C(1/B2ZX(1/B2分析项分析Z项目±)±)--1±)%目项目B2±--1涤剂HCO--------1分析项ρ(CaCO)Ra(226)--1Rn(222)-1数文案大全:..ρ(B2C(1/B2ZX(1/B2分析项分析Z项目±)±)--1±)%目项目B2±---、8、、?写出反应方程式;?写出反应方程式;?写出反应方程式;:..21天然气中总硫含量为PPm?其中有机硫含量约PPm;?℃?℃?、氧化锌脱硫塔的工艺参数(工艺尺寸、设计压力、设计温度、设备材质。、主要成分、写出转化反应方程式;、压力、水/碳比对转化平衡的影响;??、压力、空速是多少?、压力是多少?炉管外壁的温度<℃?℃?、温度是多少?℃?设计耐温多少℃?、压力、空速是多少?、温度是多少?文案大全:..28转化气送压缩的压力、温度、组成是多少?,磷酸盐配制浓度是%?锅炉水系统磷酸盐的浓度是PPm?、温度。;;;。。、数量、材质、设计压力、设计温度;、作用、材质;、工艺尺寸、材质、设计压力、设计温度、生产能力;、工艺尺寸、材质、设计压力、设计温度、催化剂装填量、生产能力;、工艺尺寸、材质、设计压力、设计温度、催化剂装填量、生产能力;、风冷器、水冷器等结构形式、工艺尺寸、材质、设计压力、设计温度、生产能力;、锅炉循环泵、风机的技术参数(功率、电文案大全:..。;;。、压力、最低吸入流量(防喘振流量)是多少?各段出口温度、压力是多少?、压力?、报警值、跳车值是℃?、报警值、跳车值μm??开停车时是多少?、报警值、跳车值?、压力,抽汽温度、压力,凝汽温度、压力各是多少?、压力、循环量、出口压力是多少?、轴振动正常值、报警值、跳车值?;;;文案大全:..、循环机、透平机、电机、性能参数、打气量;;;;。,反应方程式;、主要成分、性能指标。、压力;,氢碳比计算公式;、出塔气组成;、压力,送出蒸汽温度、压力;。。、工艺尺寸、设计温度、压力、操作温度、压力、催化剂装填量、生产能力;、工艺尺寸、设计温度、压力、操作温度、文案大全:..、工艺尺寸、设计温度、压力、操作温度、压力;、工艺尺寸、设计温度、压力、操作温度、压力。;;、不同点;、回收塔的作用;;。、加压塔、常压塔、回收塔的操作温度(塔顶、塔底)、操作压力(塔顶、塔底)、回流比(回流量)、进料量、甲醇生产量、废水量、异丁基油产量;;;、生产中能达到的含量;、消耗量。。文案大全:..、加压塔、常压塔、回收塔的件结构、工艺尺寸;、冷凝器、冷却器的结构、设计温度、设计压力、换热面积。(扬程、扬量、功率)。、、产品罐区的作用;2中间罐区、产品罐区的存储量。八、、生产能力;、硅酸含量;。九、、设备配置。、压力、回水温度。;、温度、供汽量。;。其中,高压电机工作容量、备用容量、低压电机工作容量、备用容量。文案大全