【正文】 幾乎是恒定的，溫度恒定的好處一是有效的抑制了副反應(yīng)；二是催化劑壽命長，由 年產(chǎn) 20 萬噸煤制甲醇生產(chǎn)工藝初步設(shè)計 第 31 頁 于溫度比較恒定，因此當(dāng)操作條件發(fā)生變化時（如循環(huán)機故障等），催化劑也沒有超溫危險，仍可安全運轉(zhuǎn)。 年產(chǎn) 20 萬噸煤制甲醇生產(chǎn)工藝初步設(shè)計 第 29 頁 Lurgi低中壓發(fā)合成甲醇工藝流程 年產(chǎn) 20 萬噸煤制甲醇生產(chǎn)工藝初步設(shè)計 第 30 頁 魯奇（ Lurgi）管殼型甲醇合成塔 魯奇（ Lurgi）管殼型甲醇合成塔是一種管束型副產(chǎn)蒸汽合成塔。 全過程反應(yīng)速度決定于較慢步驟的完成速度。 22CO COx Hp? 碳酸丙烯酯法脫碳的基本環(huán)節(jié) ,由吸收 —— 閃蒸 —— 汽提 —— 洗滌回收這四個部分組成。變換爐分三段，一般添加蒸汽從二段加入，段間用脫碳的蒸汽冷凝液或脫鹽水冷激增濕降溫，三段出口240℃左右的變換氣進入水加熱器，加熱熱水塔出來的熱水，自身冷卻后由下部進入熱水塔，與飽和塔下來的熱水逆流換熱后，由熱水塔上部出去，送往后工序。在變換的正常操作中，提高反應(yīng)溫度，或是 選用對變換反應(yīng)具有良好選擇性的催化劑就可以防止或減少副反應(yīng)的發(fā)生。 主要反應(yīng)： Na2CO3 + H2S NaHS + NaHCO3 2NaHS + 4NaVO3 +H2O Na2V4O9 +4NaOH +2S Na2V4O9 + Q（氧化態(tài)） + 2NaOH + H2O 4NaVO3 + Q（還原態(tài)） NaHCO3 + NaOH Na2CO3 + H2O 粗原料氣栲膠脫硫工藝流程 來自除塵工段的粗原料氣從脫硫塔底部進入與塔頂上噴淋下來的栲膠脫硫溶液逆流接觸，脫除硫化氫的原料氣由塔頂出來，去壓縮。 ⑤ 除塵系統(tǒng) 從氣化爐上部導(dǎo)出的高溫煤氣進入兩級旋風(fēng)分離器。 ⑵ ICC 煤氣化工藝流程 ① 備煤系統(tǒng) 粒徑為 0～ 30mm 的原料煤（焦），經(jīng)過皮帶輸送機、除鐵器，進入破碎機，破碎到 0～ 8mm，而后由輸送機送入回轉(zhuǎn)式烘干機，烘干所需的熱源由室式加熱爐演導(dǎo)氣供給，被烘干的原料，其含水量控制在 5%以下，由斗提機送入煤倉儲存待用。沉降槽下部沉降物經(jīng)壓濾機濾出并壓制成渣餅裝車外送。氣化爐包括耐熱低合金鋼制成的水冷壁的氣化室和激冷室。通過此工藝，可以把價格低廉、直接燃燒污染較大的煤、石油焦、垃圾等原料轉(zhuǎn)化為清潔的、高附加值的合成氣，即一氧化碳與氫氣，這是生產(chǎn)化工產(chǎn)品基本原料，可以用于生產(chǎn)化工產(chǎn)品如甲醇、合成氨，合成油，還可以用于發(fā)電或直接用于城市煤氣，合成天然氣使用。 原煤經(jīng)粉碎干燥至含 水低于 2％，粒度 90％通過 90μ m（ 170 目）篩孔。 德士古氣化爐是一種以水煤漿進料的加壓氣流床氣化裝置，該爐有兩種不同的爐型，根據(jù)粗煤氣采用的冷卻方式不同，可分 為激冷型和廢熱鍋爐性。設(shè)置兩個噴嘴還可改善湍流狀態(tài)，即使一只噴嘴堵塞仍可保持繼續(xù)操作。文氏管形成的局部高溫區(qū)，使未燃碳燃燒氣化，又使灰粒相互粘結(jié)而團聚。 氣化工藝 它是一個單段流化床氣化爐。除了保持常壓溫克勒氣化爐的簡單可靠、運行靈活、氧耗量低和不產(chǎn)生液態(tài)烴 等優(yōu)點外，主要采用了帶出煤粒再循環(huán)回床層的做法，從而提高了碳的利用率。 溫克勒氣化爐的爐箅安裝在圓錐體部分，蒸汽和氧 (或空氣 )由爐箅底側(cè)面送入，形成流化床。如圖，氣化爐為鋼制立式圓筒形結(jié)構(gòu)，內(nèi)襯耐火材料。粗煤氣出爐溫度一般在 250～ 500℃ 之間。適宜于氣化活性較高，塊度 3～ 30mm 的褐煤、弱粘結(jié)性煤等。國內(nèi)用煤與焦炭制甲醇的煤氣化一般都沿用固定床間歇氣化法，煤氣爐沿用UGI 爐。 ⑵ 重視新技術(shù) 加大基礎(chǔ)研究工作 液相甲醇合成工藝具有技術(shù)和經(jīng)濟雙重優(yōu)勢。 隨著 C1 化工的發(fā)展，由甲醇為原料合成 乙二醇 、乙醛和乙醇等工藝正日益受到重視。甲醇市場價格最高漲幅超過 100%，甲醇生產(chǎn)的利潤相當(dāng)豐厚，效益好的廠家每噸純利超過了 1000 元 /噸，因而甲醇生產(chǎn)廠家紛紛擴產(chǎn)和新建，使得我國甲醇的產(chǎn)能急劇增加。 工藝計算總結(jié) .......................................... 錯誤 !未定義書簽。 變換率與平衡變換率 ................................. 錯誤 !未定義書簽。 原料煤及煤氣發(fā)生爐數(shù)據(jù) ............................. 錯誤 !未定義書簽。 原料煤氣化最終產(chǎn)物 ................................. 錯誤 !未定義書簽。 合成氣（變換氣）壓縮工藝計算 .......................... 錯誤 !未定義書簽。6CH 3OH，和鹽的結(jié)晶水合物類似，甲醇蒸氣能和空氣形成爆炸性混合物，爆炸極限 ～ ％（體積）。 甲醇發(fā)展方向 甲醇是極為重要的有機化工原料，在化工、醫(yī)藥、輕工、紡織及運輸?shù)刃袠I(yè)都有廣泛的應(yīng)用，其衍生物產(chǎn)品發(fā)展前景廣闊。 甲醇行業(yè)的發(fā)展建議 在世界基礎(chǔ)有機化工原料中，甲醇消費量僅次于乙烯、丙烯和苯，是一種很重要的大宗 化工產(chǎn)品。 CO2加氫合成甲醇、甲烷直接合成甲醇 是甲醇工業(yè)的熱點開發(fā)技術(shù)，一方面要跟蹤國外先進技術(shù)；另一方面應(yīng)加大基礎(chǔ)研究工作，尤其是催化劑的研究開發(fā)。 用煤和焦炭制得的粗原料氣組分中氫碳比太低，故在氣體脫硫后要經(jīng)過變換工序。氣化劑則由下而上通過煤床，在部分氧化和燃燒區(qū)與該區(qū)的煤層反應(yīng)放熱，達到最高溫度點并將熱量提供氣化、干餾和干燥用。魯奇爐是采用加壓氣化技術(shù)的一種爐型，氣化強度高。對于黏結(jié)性煤，可能需要氣流輸送系統(tǒng)，借以克服螺旋 給煤機端部容易出現(xiàn)堵塞的問題。較大的富灰顆粒比煤粒的密度大，因而沉到流化床底部，經(jīng)過螺旋排灰機排出。 整個氣化系統(tǒng)是在一個密閉的壓力系統(tǒng)中進行的，加煤、氣化、出塵均在加壓下進行。操作壓力在 345～ 2412KPa 范圍變化。 提高碳轉(zhuǎn)化率的另一措施是帶出物經(jīng)過兩段旋風(fēng)分離器分離后返回流化床內(nèi)，第二段分出的細灰進入排灰區(qū)域，經(jīng)過氣化和團聚成灰渣顆粒排出。其余灰分被氣體帶走。合格的水煤漿原料同氧氣從氣化爐頂部進入。熔化煤灰沿爐壁流入水浴固化，通過鎖斗而排出。此系統(tǒng)包括儲倉、鎖斗和密相流化床加料斗。根據(jù)煤粉的灰熔特性，氣化操作溫度控制在 1350℃～ 1750℃之間。 以富氧（體積分數(shù)為 %）為氣化劑，碳與氧氣之間發(fā)生化學(xué)反應(yīng)的系統(tǒng)中含 C、CO、 CO O2四種主要物質(zhì)， C、 O 兩種元素，故系統(tǒng)獨立反應(yīng)個數(shù)為 2，一般取以下兩式為獨立反應(yīng)： C + O2 CO2 C + CO2 2CO 以水蒸汽為氣化劑，碳與水蒸汽之間發(fā)生化學(xué)反應(yīng)的系統(tǒng)中含 C、 H2O、 CO、 CO HCH4六種組分， C、 O、 H 三種元素，故系統(tǒng)中獨立反應(yīng)數(shù)為 3，一般取以下三式為獨立 反應(yīng)： C + H2O CO + H2 CO + H2O CO2 + H2 C + 2H2 CH4 灰熔聚流化床煤氣化技術(shù)概述 一般流化床煤氣化爐要保持床層爐料高的碳灰比，而且使碳灰混合均勻以維持穩(wěn)定的不結(jié)渣操作。 1— 氣化爐； 2— 螺旋給料機； 3— 一級旋風(fēng)分離器； 4— 二級旋風(fēng)分離器； 5— 料閥 圖 ICC灰熔聚流化床煤氣爐 年產(chǎn) 20 萬噸煤制甲醇生產(chǎn)工藝初步設(shè)計 第 22 頁 ④ 氣化系統(tǒng) 干碎煤在氣化爐中與氣化劑氧氣 蒸汽進行反應(yīng)，生成 CO、 H CHCO H2S 等氣體。 ⑥ 廢熱回收系統(tǒng)及煤氣凈化系統(tǒng) 通過旋風(fēng)除塵的熱煤氣依次進入廢熱鍋爐、蒸汽過熱器和脫氧水預(yù)熱器，最后進入洗滌冷卻系統(tǒng)，所得煤氣送至下一工段。 年產(chǎn) 20 萬噸煤制甲醇生產(chǎn)工藝初步設(shè)計 第 24 頁 原料氣變換 一氧化碳變換的原理 原料氣中一氧化碳與水蒸氣作用，按下式進行： CO + H2O(g) CO2 + H2 這是一個可逆放熱反應(yīng)。相比 FeCr 系中變系統(tǒng)， CoMo 系低溫變換系統(tǒng)的熱點溫度要降低 100℃以上，使反應(yīng)遠離平衡，加大了反應(yīng)推動力，提高了反應(yīng)速 度。以利后工藝正常運行。閃蒸液依靠自身壓力，進入氣提塔上部的常壓解吸塔段，釋放出所溶的大部分 CO2氣體。 ① 主要化學(xué)反應(yīng) CO + 2H2 CH3OH(g) 當(dāng)有二氧化碳存在時，二氧化碳按下列反應(yīng)生成甲醇： CO2 + H2 CO + H2O(g) CO + 2H2 CH3OH(g) 兩步反應(yīng)的總反應(yīng)式為 CO2 + 3H2 CH3OH(g) + H2O ② 典型的副反應(yīng) CO + 3H2 CH4 + H2O(g) 2CO + 4H2 CH3OCH3(g) + H2O(g) 4CO + 8H2 C4H9OH + 3H2O 魯奇（ Lurgi）低中壓發(fā)合成甲醇工藝流程 合成氣經(jīng)冷卻后，送入離心式透平壓縮機，壓縮至 5～ 10MPa 壓力后，與循環(huán)氣體以1∶ 5 的比例混 合。 合成塔內(nèi)部類似于一般的列管式換熱器，列管內(nèi)裝催化劑，管外為沸騰水。這是它的 不足之處。 加壓塔對于向塔內(nèi)提供熱源的蒸汽要求較高，對受壓容器的材質(zhì)、壁厚，制造也有相當(dāng) 的要求，對于精餾規(guī)模較大的裝置，從長計意，效益是明顯的。 由預(yù)蒸餾塔塔底出來的預(yù)后甲醇，經(jīng)加壓塔進料泵升壓后，進入第一主精餾加壓塔，加壓塔為 85 塊浮閥塔，塔頂甲醇蒸氣進入冷凝器 /再沸起既第一精餾加壓塔的氣相甲醇又利用冷凝潛熱加熱第二精餾常壓塔的塔釜，被冷凝的甲醇進入回流槽，在其中稍加冷卻，一部分由加壓塔回流泵升壓至約 MPa 送至加壓塔作回流液，其余部分經(jīng)加壓塔精甲醇冷卻器冷卻到 40℃后作為成品送至精甲醇計量槽。 汽提塔塔底用低壓蒸汽加熱的熱虹吸式再沸器向塔內(nèi)提供熱量，塔底下部設(shè)有側(cè)線，采出部分雜醇油，并與塔底排出的含醇廢水一起進入廢水冷卻器冷卻到 40℃，由廢水泵送至污水生化處理裝置。 4 合成車間設(shè)計 廠房的整體布置設(shè)計 年產(chǎn) 20 萬噸煤制甲醇生產(chǎn)工藝初步設(shè)計 第 34 頁 根據(jù)生產(chǎn)工藝流程﹑生產(chǎn)特點﹑生產(chǎn)規(guī)模和建筑結(jié)構(gòu)等來進行整體布置設(shè)計。 精甲醇的運輸﹑裝卸和 貯存 由甲醇精餾來的精甲醇貯存到精甲醇貯槽中。 （ 2） 加強車間通風(fēng)。 生產(chǎn)車間 ，應(yīng)嚴格遵守操作規(guī)程 ，并 宣傳普及預(yù)防知識。必要給予氧氣。接地牢靠， 年產(chǎn) 20 萬噸煤制甲醇生產(chǎn)工藝初步設(shè)計 第 37 頁 防止產(chǎn)生靜