【正文】 由于甲醇入塔氣中水含量很少，忽略入塔氣帶入的水。 由精餾塔出來的氨水，經(jīng)（立式）膜式再沸器，蒸出氣氨及稀氨水混合液，返回到精餾塔。精甲醇貯槽為兩臺 10000m3的固定頂貯 罐，貯存量按 15 天產(chǎn)量計(jì)。加壓精餾塔（ T8002）塔底釜液（ ，125℃）進(jìn)入常壓精餾塔（ T8003），進(jìn)一步精餾。分離出的粗甲醇進(jìn)入甲醇膨脹槽（ V7003），被減壓至 后送至精餾裝置。從脫碳高壓閃蒸槽底部出來的溶液，減壓進(jìn)入低壓閃蒸槽（ V4004），在此塔內(nèi) NHD 實(shí)液中溶解的大部分CO2氣體解吸出來，溫度為 ℃，此氣體即謂 CO2氣， CO2氣進(jìn)入脫碳?xì)怏w換熱器（ E4001B）回收冷量后放空。 出再生塔（ T3003）填料段的再生氣經(jīng)塔上部的旋流板，用塔頂回流的 40℃ 24 的冷凝液洗滌冷卻到 106℃左右進(jìn)入酸性氣水冷器（ E3006）冷卻到 40℃，經(jīng)酸性氣分離器（ V3005）分 離掉酸性氣中夾帶水分，使酸性氣中含 H2S25%，進(jìn)入硫回收工段。除去 H2S 的煤氣稱之為燃?xì)饷摿驓猓c進(jìn)塔的煤氣在氣體換熱器E3001A， B 換熱，溫度由 ℃升至 30℃，為滿足燃?xì)獍l(fā)電對硫含量的要求，燃?xì)饷摿驓馐紫冗M(jìn)入預(yù)脫硫槽 R3001 脫除 H2S氣體，然后在精脫硫槽預(yù)熱器 E3008中被變換氣加熱到 80℃，進(jìn)入精脫硫槽 R3002A， B，精脫硫槽上部裝水解催化劑，下部裝精脫硫劑，精脫硫后的氣體（ H2S+COS20ppm）返回到燃?xì)鉄峄厥障到y(tǒng)。 來自脫硫系統(tǒng)的發(fā)電煤氣，溫度 80℃，壓力 （ A），進(jìn)入發(fā)電氣加熱器（ E2020），溫度升至 230℃，然后去發(fā)電系統(tǒng)發(fā)電用。熱粗煤氣和熔渣通過反應(yīng)室底部的排渣口進(jìn)入下部激冷室。該塔傳質(zhì)效率高，傳質(zhì)空間利用率好，處理能力大，操作彈性大，結(jié)構(gòu)簡單可靠，投資小，板液面梯度小，液面橫向混合好無流動傳質(zhì)死區(qū)。 浮閥塔 浮閥塔的塔板結(jié)構(gòu)與泡罩相似，致使浮閥代替了泡罩及其伸氣管。 19 設(shè)備投資 三塔精餾的流程較雙塔精 餾流程要復(fù)雜，所以在投資方面，同等規(guī)模三塔精的設(shè)備投資要比雙塔精餾高出 20%～ 30%。如作為特殊需要，則再經(jīng)過常壓精餾塔的進(jìn)一步提純。 水甲醇 1 預(yù)精餾塔 2 主精餾塔 圖 2 甲醇雙塔工藝流程 （ 2） 三塔精餾工藝 近年來，許多企業(yè)原有甲醇雙塔精餾裝置己不能滿足企業(yè)的需要。 精餾工藝和精餾塔的選擇 甲醇精餾按工藝主要分為三種：雙塔精餾工藝技術(shù)、帶有高錳酸鉀反應(yīng)的精餾工藝技術(shù)和三塔精餾工藝技術(shù)。甲醇的純度直接影響下游產(chǎn)品的質(zhì)量、消耗、安全生產(chǎn)及生產(chǎn)過程中所用的催化劑的壽命。目前已在國內(nèi) 20 多套大、中、小型工業(yè)甲醇裝置上使用 ,運(yùn)行情況良好。 綜上所述和借鑒大型甲醇合成企業(yè)的經(jīng)驗(yàn)，（大型裝置不宜選用激冷式和冷管式），設(shè)計(jì)選用固定管板列管合成塔。這種合成塔由于列管需用特種不銹鋼，因而是造價非常高的一種。這樣可較大地提高傳熱系數(shù)，更好地移走反應(yīng)熱，縮小傳熱面積，多裝催化劑，同時可副產(chǎn)— 的中壓蒸汽，是大型化較理想的塔型。該塔結(jié)構(gòu)簡單，也適于大型化。 NHD 脫硫脫碳 (1) NHD溶劑的物理性質(zhì)和應(yīng)用性能 NHD 溶劑主要組分是聚乙二醇二甲醚的同系物，分子式為 CH3O(C2H4O)nCH3, 式中 n=2～ 8，平均分子量為 250～ 280。預(yù)變換爐溫度控制在 240℃左右。 （ 6）碳轉(zhuǎn)化率高達(dá) 99%以上，冷煤氣效率高達(dá) 80%以上。由于氣化溫度高，故對煤種的適應(yīng)性更為廣泛，從較差的褐煤、次煙煤、煙煤到石油焦均可使用，也可以兩種煤摻混使用。 水煤漿氣流床：水煤漿氣化技術(shù)的特點(diǎn)是煤漿帶 35%~40%水入爐，因此氧耗比干粉煤氣化約高 20%；爐襯是耐火磚，沖刷嚴(yán)重，每年要更換一次 。 從技術(shù)先進(jìn)性、能耗、環(huán)保等方面考慮，對于大型甲醇煤氣化應(yīng)選用氣流床氣化為宜。典型代表為GSP,Shell,Texaco 氣流床氣化工藝。 流化床氣化 采用一定粒度分布的細(xì)粒煤（ ＜ 10mm）為原料，吹入爐內(nèi)的氣化劑使煤粒呈連續(xù)隨機(jī)運(yùn)動的流化狀態(tài)，床層中的混合和傳熱都很快。在不同的催化劑存在下，選用 不同的工藝條件可單產(chǎn)甲醇（分高、中、低壓法），或與合成氨聯(lián)產(chǎn)甲醇（聯(lián)醇法），將合成后的粗甲醇經(jīng)預(yù)精餾脫除甲醚，再精餾而得成品甲醇。 近年來，煤化工國產(chǎn)化技術(shù)裝備相繼取得突破，醇醚燃料、甲醇制烯烴等新興煤化工產(chǎn)業(yè)方興未艾，再加上甲醛、醋酸等傳統(tǒng)下游產(chǎn)業(yè)的穩(wěn)步發(fā)展，我國甲醇需求量不斷提高。一般認(rèn)為 CO2 在 3~5%左右為宜。氫氣過量同時還能抑制高級醇、高級烴和還原物質(zhì)的生成，減少 H2S 中毒，提高粗甲醇的濃度和純度。排放量過多，增加新鮮氣的消耗量，損失原料氣的有效成分。但實(shí)際生產(chǎn)中也不能太大，否則會帶來一系列的問題： （ 1）提高空速，意味著循環(huán)氣量的增加，整 個系統(tǒng)阻力增加，使得壓縮機(jī)循環(huán)功耗增加。 空速 空速的大小意味著氣體與催化劑接觸時間的長短，在數(shù)值上，空速與接觸時 8 間互為倒數(shù)。 壓力 甲醇合成反應(yīng)為分子數(shù)減少的反應(yīng)，因此增加壓力有利于反應(yīng)向甲醇生成方向移動，使反應(yīng)速度提高，增加裝置生產(chǎn)能力，對甲醇合成反應(yīng)有利。下面圍繞溫度、壓力、氣體的組成及空間速度對甲醇合成反應(yīng)的影響來討論工藝條件的選擇。 甲醇的應(yīng)用 甲醇是最簡單的飽和醇，也是重要的化學(xué)工業(yè)基礎(chǔ)原料和清潔液體燃料，它廣泛用于有機(jī)合成、醫(yī)藥、農(nóng)藥、涂料、染料、汽車和國防等工業(yè)中。甲醇還是一種很有 6 前景的清潔能源， 甲醇燃料以其安全、廉價、燃燒充分 ，利用率高、環(huán)保的眾多優(yōu)點(diǎn)，替代汽油已經(jīng)成為車用燃料的發(fā)展方向之一；另外燃料級甲醇用于供熱和發(fā)電，也可達(dá)到環(huán)保要求。能與水、乙醇、乙醚、苯、酮類和大多數(shù)其他有機(jī)溶劑混溶。 60 年代建成了一批中小型裝置，并在合成氨工業(yè)的基礎(chǔ)上開發(fā)了聯(lián)產(chǎn)法生產(chǎn)甲醇的工藝。 Low voltage of mean temperature tube synthesis tower methanol synthesis。 作者簽名： 年 月 日 3 目錄 一 前言 ? ????????? ?????????????? ????? 5 甲醇的生產(chǎn)發(fā)展歷史 ??????? ? ? ???????????? 5 甲醇的性質(zhì) ????????? ? ??? ???? ???????? 5 甲醇的用途 ?????????? ??????????????? 5 甲醇的生產(chǎn)方法 ?????????? ???????????? 6 ????? ? ????? ????????????? 6 甲醇生產(chǎn)工藝條件的確定 ????? ????????????? 6 甲醇市場前景 ?????????? ????????????? 9 甲醇生產(chǎn)原料 ?????????? ????????????? 10 原料煤的規(guī)格 ????? ????? ????????????? 10 二 甲醇生產(chǎn)的工藝流程設(shè)計(jì) ? ? ??????????? ??? ???? 10 煤氣化路線的選擇 ????????????????????? 11 凈化工藝方案的選擇 ??????????????????? 13 合成甲醇工藝選擇 ????????????????????? 14 甲醇精餾 ????????????????????????? 16 三 工藝流程 ??????????????????????????? 18 GSP 氣化工藝流程 ????????????????????? 18 凈化裝置工藝流程 ????????????????????? 19 甲醇合成工藝流程 ????????????????????? 25 甲醇精餾工藝流程 ????????????????????? 26 氨吸收制冷流程 ?????????????????????? 27 四 工藝計(jì)算 ???????????????????????? ?? 29 物料衡算 ????????????????????????? 29 能量衡算 ????????????????????????? 35 五 甲醇合成塔 的工藝計(jì)算及選型 ????????????????? 41 六 三廢處理 ??????????????????? ??????? 45 甲醇生產(chǎn)對環(huán)境的污染 ??????????????????? 46 處理方法 ????????????????????????? 46 參考文獻(xiàn) ???? ?? ?? ?? ???????????????? ?? 47 4 年產(chǎn)一萬噸甲醇工 藝設(shè)計(jì) 摘要 甲醇是一種極重要的有機(jī)化工原料，也是一種燃料，是碳化學(xué)的基礎(chǔ)產(chǎn)品，在國民經(jīng)濟(jì)中占有十分重要的地位。近年來，隨著甲醇下屬產(chǎn)品的開發(fā)，特別是甲醇燃料的推廣應(yīng)用，甲醇的需求大幅度上升。 Three tower distillation process refined methanol。 70 年代四川維尼綸廠引進(jìn)了一套以乙炔尾氣為原料的 95kt/a 低壓法裝置，采用英國 ICI 技術(shù)。蒸氣與空氣形成爆炸性混合物，爆炸極限％ ～ ﹪（體積比）。甲醇還可經(jīng)生物發(fā)酵生成甲醇蛋白， 富含 維生素 和蛋白質(zhì)，具有營養(yǎng)價值高而成本低的優(yōu)點(diǎn)， 用作飼料添加劑，有著廣闊的應(yīng)用前景 。 用于制造 甲醛 和農(nóng)藥（殺蟲劑、殺蟲螨）、醫(yī)藥（磺胺類、合霉素類）等的原料、合成對苯二甲酸二甲酯、甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸甲酯的原料之一、醋 酸、氯甲烷、甲胺和硫酸二甲酯等多種有機(jī)產(chǎn)品 等， 并用作有機(jī)物的萃取劑 和 究竟 的 變性劑 等。 7 反應(yīng)溫度 在甲醇合成反 應(yīng)過程中，溫度對于反應(yīng)混合物的平衡和速率都有很大影響。但壓力的提高對設(shè)備的材質(zhì)、加工制造的要求也會提高，原料氣壓縮功耗也要增加以及由于副產(chǎn)物的增加還會引起產(chǎn)品質(zhì)量的變差。一般來說，催化劑活性愈高，對同樣的生產(chǎn)負(fù)荷所需的接觸時間就愈短，空速愈大。 （ 2）甲醇合成是放熱反應(yīng)，依靠反應(yīng)熱來維持床層溫度。排放量過少則影響合成反應(yīng)進(jìn)行。同時又因氫的導(dǎo)熱性好，可有利于防止局部 過熱和降低整個催化層的溫度。 甲醇市場前景 目前 中國甲醇市場非?；鸨杭状純r格持續(xù)高位，甲醇生產(chǎn)裝置開工率不斷提高，各地甲醇新建項(xiàng)目陸續(xù)開工。 由于甲醇羰基法制醋酸生產(chǎn)工藝先進(jìn)，且技術(shù)國產(chǎn)化程度較高， “十一五 ”期間新建醋酸項(xiàng)目均采用羰基合成法生產(chǎn)工藝。 原料煤規(guī)格 （選用 銅川煤） 原料煤的元素 分析為： C %； H % ； O %； N % ； S（可燃）%； S（不可燃） %； Cl/（ mg/kg） 229； F/（ mg/kg） 104； Na/（ mg/kg）2180； K/（ mg/kg） 292 。所以氣體組成和溫 度均勻，解決了固定床氣化需用煤的限制。 氣流床氣化優(yōu)點(diǎn)很多，它是針對流化床的不足開發(fā)的 。從流程分，可分為冷激式流程和廢熱鍋爐流程。生成 CO2量大，碳的轉(zhuǎn)化率低，有效氣體成份 (CO+H2)低；對煤有一定要求，如要求灰分13%，灰熔點(diǎn) 1300℃ ，含水量 8%等，雖然具有氣流床煤氣化的共同優(yōu)點(diǎn)，仍是美中不足。對煤的灰熔點(diǎn)的適用范圍比其他氣化工藝更寬，即使是高水份、高灰分、高硫含量和高灰熔點(diǎn)的煤種也能使用。 （ 7）對環(huán)境影響小，氣化過程無廢氣排放。 壓力 設(shè)計(jì)中是將氣體壓縮到 后送入變換爐的。 物理性質(zhì) (25℃ )： 密度 蒸汽壓 表面張力 粘度 比熱 2100J/(kg/K) 導(dǎo)熱系數(shù) (m/K) 冰點(diǎn) 22℃ ～ 29℃ 閃點(diǎn) 151℃ 燃點(diǎn) 157℃ 應(yīng)用性能： 表 1 各種氣體在 NHD 溶劑中的相對溶解度 組分 H2 CO CH3 CO2 COS H2S CH3SH4 CS2 H2O 相對溶解度 100 233 892 2270 2400 73300 (2) NHD 溶劑吸收機(jī)理 甲醇生產(chǎn)要求凈化氣含硫量低， NHD 溶劑 脫硫 (包括無機(jī)硫和有機(jī)硫 )溶解度大，對二氧化碳選擇性好，而且， NHD 脫硫后串聯(lián) NHD 脫碳，仍是脫硫過程的延續(xù)。但碳的轉(zhuǎn)化率低，出塔的甲醇濃度低，循環(huán)量大，能耗高，又不能副產(chǎn)蒸汽，現(xiàn)已經(jīng)基本被淘汰。 固定管板列管合成塔：這種合成塔就是一臺列管換熱器，催化劑在管內(nèi)，管間（殼程 )是沸騰水，將反應(yīng)熱用于副產(chǎn) ～ 的中壓蒸汽。 多床內(nèi)換熱式合成塔：這種合成塔由大型氨合成塔發(fā)展而來。這種塔內(nèi)甲醇合成反應(yīng)接近最佳溫度操作線，反應(yīng)熱利用率高，雖然設(shè)備復(fù)雜、投資高