【正文】 氣凈化工藝與設(shè)備 吸附 → 一均降 → 二均降 → 三均降 → 四均降 → 五均降 → 六均降 → 七均降 → 八均降 → 九均降 → 抽真空 → 隔離 → 九均升 → 八均升 → 七均升 → 六均升 → 五均升 → 四均升 → 三均升 → 二均升 → 一均升 → 終升 → 吸附 煤制甲醇工藝 甲醇合成工藝與設(shè)備 煤制甲醇工藝 第一章 概 述 甲醇合成工藝與設(shè)備 目前，工業(yè)合成甲醇的流程分兩類，一類是高壓合成流程，使用鋅鉻催化劑，操作壓力為 2530MPa,操作溫度 330390℃ ；另一類是低中壓合成流程，使用銅系催化劑，操作壓力為 MPa,操作溫度235285℃ 。合成塔出口的甲醇含量一般為 5%左右，水蒸汽含量則決定于進口二氧化碳的量。其主化學(xué)反應(yīng)如下： CO+2H2 = CH3OH CO2+3H2 = CH3OH+H2O 煤制甲醇工藝 以上合成反應(yīng)在催化劑存在下，在一定條件下進行。 煤制甲醇工藝 催化劑使用的不同階段，合成反應(yīng)溫度在 220260℃ 之間進行選擇。本工藝采用管殼式反應(yīng)器，利用廢熱鍋爐副產(chǎn)中壓蒸汽來移走熱量，合成反應(yīng)最佳溫度的維持和溫度穩(wěn)定，在正常操作工況下，完全取決于汽包壓力操作的控制。因此選用 應(yīng)速度，能耗與設(shè)備要求也不致過高，從而能達到最佳的投入，產(chǎn)出效益，故本裝置采用 。此外入塔氣體中惰性氣體含量太高，將降低反應(yīng)速率，動力消耗增大；惰性氣體含量太低，對反應(yīng)有利，但放空量增大，多損失有效氣體。因此也應(yīng)選擇一個適宜的空速。 煤制甲醇工藝 甲醇合成工藝與設(shè)備 ３、壓縮機的工作原理 電機驅(qū)動壓縮機主軸，在主軸、連桿、十字頭的帶動下作往復(fù)運動，十字頭將往復(fù)運動傳給活塞桿、活塞；從而使活塞在氣缸內(nèi)作往復(fù)運動。出口管中具有較高壓力的氣體則將壓出活門關(guān)閉，就形成了壓縮機的吸氣過程。此時氣缸內(nèi)的氣體數(shù)量保持不變，只隨活塞向右移動，體積縮小，壓力升高。 ※ 由于活塞在氣缸中不斷作往復(fù)運動，使氣缸循環(huán)地吸入和壓出氣體，從而達到加壓和輸送的目的。 煤制甲醇工藝 甲醇合成工藝與設(shè)備 ４、 壓縮機工藝流程 由脫硫送來的水煤氣（ ≤ 35℃ ）進入一段氣水分離器，分離油水后，進入一段氣缸，氣體被壓縮后排出，一段氣體經(jīng)一段出口緩沖降低氣流脈沖后，進入一段冷卻器，經(jīng)冷卻后進入一段油水分離器（被分離出的油水經(jīng)排油管至低壓集油器），分離油水后的氣體經(jīng)緩沖罐后進入二段氣缸，氣體被壓縮后排出，經(jīng)二段出口緩沖降低氣流脈沖后，進入二段冷卻器，冷卻后的氣體經(jīng)二段油水分離器（被分離出的油水經(jīng)排油管至低壓集油器），分離油水后的氣體經(jīng)二出閥送至變換工段。 ★ 液體具有揮發(fā)而成為蒸汽的能力。按操作是否連續(xù)可分為連續(xù)精餾和間歇精餾。最終將釜液一次排出。原料連續(xù)進入加熱器中，加熱至一定溫度經(jīng)節(jié)流閥驟然減壓到規(guī)定壓力，部分料液迅速汽化，汽液兩相在分離器中分開，得到易揮發(fā)組分濃度較高的頂部產(chǎn)品與易揮發(fā)組分濃度甚低的底部產(chǎn)品。 甲醇精餾 煤制甲醇工藝 物料平衡 、全塔物料衡算： F= D + W （進料＝塔頂采出 +塔底采出） 、對某一組分（輕組分）： FxF=DxD+WxW 、 操作中必須保證物料平衡，否則影響產(chǎn)品質(zhì)量。再沸器和進料的熱量輸入必須轉(zhuǎn)移到塔頂冷凝器。常壓塔中，塔頂溫度接近于塔頂純物料的沸點溫度，塔底溫度是一種或幾種重組分的泡點溫度。 甲醇精餾 煤制甲醇工藝 塔壓力 在精餾時，塔壓不是操作參數(shù)，這并不意味著精餾好壞不受壓力影響。增大回流比，精餾段操作線的截距減小，操作線離平衡線越遠，每一梯級的垂直線段及水平線段都增長，說明每層理論板的分離程度加大，為完成一定分離任務(wù)所需的理論板數(shù)就會減少。精餾塔發(fā)生“液泛”時將有部分蒸汽從降液管中經(jīng)過，在這種情況下組分的正常精餾將停止，反而會影響產(chǎn)品質(zhì)量。所以，改變產(chǎn)品的采出量為主要控制質(zhì)量的手段比改變回流容易控制，這種方案叫“直接物料平衡”控制。 ※ 停工步驟： 1）降負荷，停止產(chǎn)品采出，全回流操作； 2）降溫； 3）退油； 4）置換，吹掃； 5）蒸塔。 ：塔頂空冷負荷不足時會使塔頂蒸汽不能全部冷凝下來，造成塔壓升高，回流溫度升高，回流量降低。這時應(yīng)降低塔底再沸量，適當(dāng)增加回流量，降低溫差，保證塔頂產(chǎn)品質(zhì)量，同時調(diào)整塔頂?shù)睦鋮s負荷。 甲醇精餾 煤制甲醇工藝 謝謝 煤制甲醇工藝 謝謝觀看 /歡迎下載 BY FAITH I MEAN A VISION OF GOOD ONE CHERISHES AND THE ENTHUSIASM THAT PUSHES ONE TO SEEK ITS FULFILLMENT REGARDLESS OF OBSTACLES. BY FAITH I BY FAITH 。 、受槽液位的變化：當(dāng)塔底液位或塔頂受槽液位出現(xiàn)波動時要及時分析原因，調(diào)整操作。有效的方法應(yīng)是降低塔的進料負荷，但受到生產(chǎn)任務(wù)的影響。 甲醇精餾 煤制甲醇工藝 日常操作 ：根據(jù)塔的負荷及產(chǎn)品質(zhì)量確定合適的回流量，確定一定的再沸器加熱量。 由塔溫控制產(chǎn)品抽出屬于流量控制，所以是物料平衡控制而回流控制主要改變能量平衡，對物料平衡的影響是有規(guī)律的，這有利于減少物料平衡與熱量平衡的相互作用，使調(diào)節(jié)過程平穩(wěn)。為達到目的，主要是按照工藝要求控制塔的物料平衡，傳統(tǒng)的精餾控制方法是以溫度為質(zhì)量指標(biāo)，以改變回流為主要手段。 甲醇精餾 煤制甲醇工藝 液泛 氣體通過塔板的壓降隨氣速的增加而增大，降液管內(nèi)的液面隨之升高；另一方面，液體流經(jīng)降液管時，流量大阻力增加，降液管液面隨之升高。壓力增加，分離難度增加。如果進料低于泡點溫度，可增大提餾段來幫助精餾段，這樣將會提高塔頂組分純度，降低塔底組分純度。 甲醇精餾 煤制甲醇工藝 二、工藝控制 溫度、壓力、組成之間關(guān)系 ? 組成一定，壓力 P↑ ，溫度（沸點） T↑ ? 壓力 P一定，重組分 ↑ ，溫度 T↑ ，溫度與組成有一一對應(yīng)關(guān)系，塔頂至塔底溫度低 → 高，物料組成輕 → 重，利用這個對應(yīng)的關(guān)系控制分離效果，保證產(chǎn)品質(zhì)量。為了進行總體的進料平衡，塔頂和塔底的抽出量必須進行適當(dāng)?shù)目刂?，進料物料不是做為塔頂產(chǎn)品采出，就是作為塔底產(chǎn)品采出，反之亦然。同理，混合物的蒸汽部分冷凝，則冷凝液中難揮發(fā)組分的濃度要比汽相中的高，反之亦然。簡單蒸餾只能使混合液部分地分離，故只適用于沸點相差較大而分離要求不高的場合，或者作為初步加工，粗略地分離多組分混合液，例如原油或煤油的初餾。 ★簡單蒸餾：混合液加入蒸餾釜中，加熱至沸騰，產(chǎn)生的蒸汽經(jīng)冷凝后作為頂部產(chǎn)物，在蒸餾過程中釜內(nèi)液體的易揮發(fā)組分濃度將不斷下降，相應(yīng)的蒸汽中的易揮發(fā)組分濃度亦隨之降低。 煤制甲醇工藝 ★ 蒸餾按操作方式可分為簡單蒸餾、平衡蒸餾、精餾及特殊精餾等多種方法。 ●案例分析 煤制甲醇工藝 甲醇精餾 煤制甲醇工藝 甲醇精餾 一、工藝原理 精餾原理 ★ 化工生產(chǎn)常需將液體混合物分離以達到提純或回收有用組分的目的。活塞從左端死點運動到右端死點所經(jīng)過的距離稱為沖程。 煤制甲醇工藝 甲醇合成工藝與設(shè)備 ３ .３ 、 壓出階段 當(dāng)氣缸內(nèi)的氣體壓力升至稍高于出口管中氣體壓力時，氣體更頂開壓出活門進入出口管中，活塞繼續(xù)向右至右邊末端（又稱右死點）為止，壓出階段結(jié)束。 煤制甲醇工藝 甲醇合成工藝與設(shè)備 ３ .２、 壓縮階段 當(dāng)活塞調(diào)轉(zhuǎn)方向向右移動時，右邊氣缸內(nèi)氣體體積開始縮小，壓力也隨之上升，由于吸入活門有止逆作用，故氣缸內(nèi)氣體不能倒回進口管中。 煤制甲醇工藝 甲醇合成工藝與設(shè)備 ３、壓縮機的工作過程 壓縮機在 壓縮氣體的過程理論上分三個階段，即吸氣階段、壓縮階段和壓出階段。 煤制甲醇工藝 甲醇合成工藝與設(shè)備 四、工藝流程簡圖 五、工藝流程說明 六、主要靜設(shè)備 煤制甲醇工藝 七、壓縮機 甲醇合成工藝與設(shè)備 １、壓縮機類型 按照壓縮機的原理可分為容積型和速度型兩大類，按其結(jié)構(gòu)可細分為： 壓縮機 容積型 往復(fù)式 回轉(zhuǎn)式 活塞式、膜式 滑片式、螺桿式、轉(zhuǎn)子式 速度式 軸流式、離心式 煤制甲醇工藝 ２、壓縮機對生產(chǎn)的作用 甲醇合成工藝與設(shè)備 在甲醇生產(chǎn)過程中，原料氣的凈化和甲醇合成都須在一定的壓力下進行，因此，需要對氣體進行壓縮，以達到所需要的壓力，同時完成各工序之間原料氣的輸送。 煤制甲醇工藝 甲醇合成工藝與設(shè)備 ４、空間速度 什么叫空速？ 空速就是氣體與催化劑接觸時間的長短，即單位時間內(nèi)，每單位體積催化劑所通過的原料氣體積流量。由甲醇合成的反應(yīng)式可知，生成一分子甲醇需要一分子 CO和兩分子 H2；或一分子 CO2和三分子 H2外加生成一分子 H2O，所以從降低消耗，減輕精餾負擔(dān)的角度看，采用較高 CO濃度的合成氣是有利的，但是，低壓甲醇催化劑的催化反應(yīng)機理決定了入塔氣中 CO2的含量在 35%（摩爾含量）時，才能使催化劑的活性達到最佳狀態(tài)。 甲醇合成工藝與設(shè)備 ２、反應(yīng)溫度 煤制甲醇工藝 甲醇合成工藝與設(shè)備 ２ 、反應(yīng)壓力 甲醇合成反應(yīng)是體積縮小的反應(yīng)，加壓有利于反應(yīng)向正反應(yīng)方向進行。在催化劑使用后期，當(dāng)其活性下降后，才逐步提高操作溫度到 250260℃ ，以發(fā)揮其最大能力。在合成反應(yīng)進行的同時還發(fā)生以下副反應(yīng)： 甲醇合成工藝與設(shè)備 CO+H2 = HCHO 2CH3OH = C2H6O+ H2O CH3OH+nCO+2nH2 = CnH2n+1CH2OH+nH2O CH3OH+2(n1） H2＋ｎ CO= CnH2n+1COOH+(n+1)H2O ｎ CO+(2n+1)H2 = CnH2ｎ +2+nH2O 煤制甲醇工藝 三、甲醇合成的工藝條件及其影響 甲醇合成工藝與設(shè)備 １ 、催化劑 低壓甲醇催化劑主要由銅、鋅、鋁、釩等元素構(gòu)成，對甲醇合成反應(yīng)具有很高的選擇性，并且其活性溫度較低（在 200300℃ 之間），在活性溫度范圍內(nèi)活性很高，在較低的反應(yīng)壓力下就可以獲得滿意的反應(yīng)速度。 煤制甲醇工藝 第二章 工藝原理 甲醇合成工藝與設(shè)備 一、崗位任務(wù) 將壓縮崗位送來的水煤氣合成甲醇，再經(jīng)冷卻、分離、閃蒸獲得粗甲醇，為精餾崗位提供合格原料。聯(lián)醇和雙甲工藝的合成氨廠，采用中壓合成副產(chǎn)甲醇；單醇廠家一般選 MPa的低壓合成流程。 原料氣凈化工藝與設(shè)備 煤制甲醇工藝 六、工藝流程說明 本工序在實際生產(chǎn)過程中，壓力 ~(G)，溫度 40℃ 的變換氣自變換工序來，首先經(jīng)過原料氣緩沖罐，該緩沖罐的作用可兩種，一是對變換來的原料氣起緩沖作用，使脫碳工序的工作壓力更加平穩(wěn)，另一功能是防止變換工序?qū)υ蠚庵械乃值姆蛛x不徹底而將水帶進吸附塔，造成吸附劑的失效。接著逆著原料氣進氣方向降至常壓（逆放），此時被吸附劑吸附的雜質(zhì)組份從吸 附劑上脫附出來，并被排出吸附塔。主要裝填于吸附塔底部，用于脫除水分。因此，采用多個吸附塔，循環(huán)地變動所組合的各吸附塔壓力，就可以達到連續(xù)分離氣體混合物的目的。 ： 物理吸附是指依靠吸附劑與吸附質(zhì)分子間的分子力（包括范德華力和電磁力）進行的吸附。因此，二氧化碳并不完全脫除，通常脫碳氣中二氧化碳含量維持在 35%， 煤制甲醇工藝 二、工藝原理 原料氣凈化工藝與設(shè)備 PSA工作原理 ： 當(dāng)氣體分子運動在固體表面上時 ,由于固體表面原子剩余引力的作用 ,氣體中的一些分子便會暫時停留在固體表面上 ,這些分子在固體表面上的濃度增大 ,這種現(xiàn)象稱為吸附。 但是水蒸汽增加到一定值后 ， 變換率的增加幅度會變小 。 提高變換壓力，雖然在平衡理論上不能使正反應(yīng)加快，但提高壓力，使分子間的有效碰撞次數(shù)增加，可以加快變換反應(yīng)速度，提高催化劑的生產(chǎn)能力。這在個過程中溫度對變換反應(yīng)的速度影響較大，而且對正逆反應(yīng)速度的影響是不一樣的。 i)硫化過程中，如遇 CS2著火， O2含量跑高等意外情況，應(yīng)立即“三停一關(guān)”，即停電爐，停 CS2，停煤氣，關(guān)放空。 e)硫化時爐進口 H2含量應(yīng)保證 ≥ 25%，便于 CS2氫解。硫化結(jié)束，保持監(jiān)控爐溫。 煤制甲醇工藝 D、 硫化主期 :將電加熱器出口溫度逐步提高， CS2 含量控制在 100140 l / h，升溫速率 1030℃/h ，確保床層各點溫度 390450℃ ，保持 24小時，此階段空速 300500h1，硫化氫分析頻率 2次 /h，連續(xù)