【正文】 聯(lián)醇裝置，一級甲醇塔采用這種反應(yīng)器。甲醇化反應(yīng)器 在這種工藝中，我們選擇此壓力級的思路是：盡量將甲烷化的壓力選擇在靠第二級醇化塔的壓力級。甲烷化（醇烴化）系統(tǒng)壓力級的選擇問題 基于此，裝置壓力均設(shè)置在同一級壓力。 選擇醇化系統(tǒng)的操作壓力無疑首先要考慮催化劑的適用壓力，～32MPa壓力范圍內(nèi)。 醇化和甲烷化（烴化）系統(tǒng)壓力的選擇 其綜合經(jīng)濟(jì)效益也很好，如果進(jìn)口的成分過低，全部需要利用外供熱，幾乎一點(diǎn)都無自產(chǎn)熱，也是不可取的。若要求兩級甲醇化出口總的CO+%，或者說第二甲醇化塔的單程轉(zhuǎn)化率高于95%（要很先進(jìn)的內(nèi)件和較多的催化劑量才能達(dá)到此指標(biāo)），此時(shí)第二醇化塔出口的CO+%的指標(biāo)，這顯然是很難達(dá)到的，也就是說，這樣的指標(biāo)除導(dǎo)致熱不平衡外，也要求第二醇化塔的轉(zhuǎn)化率要很高。 我們通過理論計(jì)算和大量用戶的實(shí)踐證明，以凈化為目的的醇烴化工藝，只有在不開循環(huán)機(jī)，各部分又不用開電爐的條件下，一次性地通過醇烴化工段，這時(shí)的綜合經(jīng)濟(jì)效益才是最好的。下面對各段的工藝指標(biāo)進(jìn)行討論。將此與工藝氣體中的H2進(jìn)行反應(yīng)生成有用的甲醇產(chǎn)品，未反應(yīng)完的CO+CO2再與H2反應(yīng)生成CH4或其他多元醇化物，達(dá)到凈化精制合成氨原料氣之目的。 醇產(chǎn)量、氣體成分控制、熱平衡綜合分析 如前所述，CO過高，噸氨新鮮氣消耗增加，目前公認(rèn)的工藝指標(biāo)CO＋%。因此也必須注意熱的移出和熱平衡。這就是安淳公司 “可調(diào)醇氨比的雙甲凈化工藝”的核心內(nèi)容之一。我們采用雙級甲醇化法，必要的時(shí)候采用雙吸不同壓力的方法，即第一級以產(chǎn)醇為主，在低壓下進(jìn)行，第二級以凈化為主，在中壓或高壓下進(jìn)行。 雙甲工藝中，醇后氣尚有少量CO與CO2，在甲烷化中，這些CO、CO2與氫反應(yīng)生成甲烷，送入氨合成系統(tǒng)，用放空的方法，使甲烷保持進(jìn)出平衡，不致積累。我們在設(shè)備及流程的配置中既考慮了氣體的凈化度——在一床催化劑使用周期的任何一個(gè)階段均能達(dá)到后續(xù)工序?qū)铣砂痹蠚鈨艋鹊墓に囈?，又考慮了在未來甲醇市場較好的情況，需要時(shí)，可方便地多產(chǎn)甲醇的要求。 從表1看出，副產(chǎn)甲醇越多，要求半水煤氣中N2含量越少，即在造氣工段減少加氮空氣；副產(chǎn)甲醇越多，噸氨脫CO2量越大，即對碳銨流程或純堿流程，還需采用其他方法脫除CO2；變換氣中CO含量越高，變換負(fù)荷減輕，加入蒸汽量減少，節(jié)約蒸汽越多。 不同醇氨比的氣體成分要求表醇∶氨（摩爾比）半水煤氣N2含量/%變換氣CO含量/%進(jìn)甲醇化CO含量/%噸合成氨脫碳量/m31∶151∶101∶61∶41∶31∶21∶1如表1。%～%，粗甲醇中水含量達(dá)20%以上，并且吸熱量也大，當(dāng)?shù)诙蓟M(jìn)口氣體中CO+CO2量少時(shí)，不利于醇化塔內(nèi)的自熱平衡。3 從反應(yīng)式可看出，醇后氣中CO與CO2在醇烴化催化劑選擇作用下，大部分可以生成醇類、多元醇類及非常少量的CH4。(3n+1)H2 + nCO2（3）2nH2 + nCO（2）2nH2 + nCO （1） 將甲烷化鎳基催化劑改成我公司開發(fā)的醇烴化催化劑，則形成可調(diào)氨醇比的醇烴化精制流程（圖3）。優(yōu)點(diǎn)之三由于甲烷化（或醇烴化）與氨合成等壓，可免除工藝氣體再過壓縮機(jī)升壓而污染氣體這一環(huán)節(jié)，可以較方便地利用氨合成反應(yīng)熱，維持低成分下(CO+CO2≤%)甲烷化爐（或醇烴化爐）的反應(yīng)溫度，而不必開電爐來維持反應(yīng)。 這種安排很靈活，當(dāng)產(chǎn)甲醇為主，醇氨比很大時(shí)，原料氣通過兩塔，在第一塔中CO與CO2的70%轉(zhuǎn)化為醇；第二塔只把剩余30%的CO與CO2 進(jìn)行轉(zhuǎn)化，達(dá)到既產(chǎn)醇又深度凈化的效果，使出醇化系統(tǒng)的CO+CO2總量≤%。圖2在甲醇市場好時(shí)，醇氨比要求達(dá)到1∶3或更高。H2解吸后，回到系統(tǒng)中，未吸附的氣體則排空。 O2+2H2=2H2O+C + 副反應(yīng)： CO＋3H2 = CH4＋H2O + 甲醇化反應(yīng)不論是雙甲工藝還是醇烴化工藝凈化精制原料氣都比目前很多廠家在用傳統(tǒng)的銅洗法和深度低變—甲烷化法凈化精制工藝有著比較明顯優(yōu)點(diǎn)。眾所周知，甲烷化反應(yīng)主要是將醇后氣中少量的CO和CO2與氣體中的H2進(jìn)行合成反應(yīng)，生成CH4和水，而在氨合成工段CH4為無用的惰性氣體，將要在生產(chǎn)過程中放空掉。這種工藝方法的更新，使很多廠家獲得了十分優(yōu)厚的效益回報(bào)。 技術(shù)發(fā)展的第二階段——確定了可調(diào)氨醇比的思維模式及工藝條件。我公司通過改變工藝條件、流程及設(shè)備結(jié)構(gòu)，進(jìn)行了大量的實(shí)驗(yàn)，模索出了一整套甲烷化催化劑在高壓條件下的運(yùn)行條件，于1991年在湖南衡陽氮肥廠的40kt/a裝置上投產(chǎn)，達(dá)到了預(yù)期的效果。湖南郴州橋口氮肥廠的雙甲工藝被評為國家優(yōu)秀創(chuàng)新工程，雙甲工藝評為1995年度原化學(xué)工業(yè)部十二大重大科技成果之一，2000年被授予湖南省科技進(jìn)步一等獎，給予重點(diǎn)推廣。1993年4月獲國家發(fā)明專利，相繼又申請了可調(diào)節(jié)氨醇比的醇烴化專利技術(shù)，美、英等權(quán)威化學(xué)文摘均作了報(bào)道。合成氨原料氣醇烴化凈化精制新工藝 作者/來源：謝定中，盧?。ê习泊靖咝录夹g(shù)有限公司，湖南 長沙 410015）日期： 20060110 醇烴化工藝開發(fā)簡況雙甲工藝是湖南安淳高新技術(shù)有限公司開發(fā)成功的原創(chuàng)型技術(shù)，該技術(shù)于1990年提出，1991年進(jìn)行工業(yè)化，1992年9月第一套工業(yè)化裝置在湖南衡陽市氮肥廠投產(chǎn)成功，在國際上最早提出，最先進(jìn)行工業(yè)化生產(chǎn)。目前，推廣的工藝最大合成氨能力達(dá)400kt/a，在全國中、小合成氨廠推廣達(dá)35家之多。而當(dāng)時(shí)，國際、而當(dāng)時(shí)甲醇催化劑活性壓力為13MPa，按工藝布置，甲烷化只能放置在甲醇后，因此，必須要找出甲烷化催化劑在高壓下的工況條件。為此我們摸索出了一種可調(diào)氨醇比的工藝條件和設(shè)備配置方法，達(dá)到了醇氨比可在1∶20到1∶1的范圍內(nèi)進(jìn)行調(diào)整，且可保證工藝運(yùn)行穩(wěn)定，凈化精制氣凈化指標(biāo)不變的目標(biāo)。技術(shù)發(fā)展的第三階段——開發(fā)了醇烴化凈化精制工藝，代替甲醇甲烷化（雙甲）工藝。換言之，利用這種催化劑可將原來采用氣態(tài)的廢氣輸出方式換成液態(tài)，且此物質(zhì)可回收利用，既降低了有效氣體的消耗，又使工藝操作和流程更加簡化。 基于此，我們成功地將雙甲工藝升級為更加先進(jìn)、更加節(jié)能的醇烴化工藝，此技術(shù)一問世，得到了同行的一致認(rèn)同，成功地獲得了國家科技進(jìn)步二等獎。 化學(xué)反應(yīng) 原料氣中CO、CO2與H2在一定溫度、催化劑作用下生成粗甲醇，經(jīng)過冷卻、分離送入中間貯糟，此工藝類似于合成氨的聯(lián)醇工藝，但對醇后氣的指標(biāo)要求高，因而要求醇塔要有更高的轉(zhuǎn)化率和更好的熱利用率。 本工序主要反應(yīng)方程式如下 CO2+H2=CO+H2O－甲烷化反應(yīng)反應(yīng)方程如下： 2CO=CO2+C+從合成氨系統(tǒng)排出的吹除氣及液氨貯罐排出的弛放氣，經(jīng)脫氨后去氫回收裝置，利用真空纖維或變壓吸附法對氣體介質(zhì)的選擇吸附，吸附弛放氣中的H2。 可控制醇氨比的聯(lián)產(chǎn)甲醇雙甲工藝流程（圖2）但隨著市場的變化，產(chǎn)品需求也有變化，即有時(shí)醇氨比要大幅度調(diào)節(jié)。經(jīng)過第二個(gè)塔后CO+CO2含量≤%（這種指標(biāo)既使新鮮氣的消耗不多、又可使熱的利用率高、操作方便簡捷，后面將專門論述）。優(yōu)點(diǎn)之二是在3～8MPa壓力下甲醇化，可以利用甲醇化反應(yīng)熱副產(chǎn)中壓蒸汽，作動力用，背壓后蒸汽仍可作為工藝用汽。這種多級不等壓的雙甲工藝是我公司因