【正文】 中（H2CO2）/(CO+CO2)遠大于2。精餾是將沸點不同的組分所組成的混合液，在精餾塔中，同時多次部分氣化和多次部分冷凝，使其分離成純態(tài)組分的過程。經(jīng)粗甲醇預熱器加熱到45℃后進入預精餾塔。節(jié)能效果顯著，特別適合較大規(guī)模的精甲醇生產(chǎn)。精餾塔市粗甲醇精餾工序的關鍵設備，它直接制約著生產(chǎn)裝置的產(chǎn)品質量、消耗、生產(chǎn)能力及對環(huán)境的影響。預塔：入塔溫度65℃，塔頂放空溫度40℃，預精餾后甲醇pH值宜控制在8 ；加壓塔：，溫度125℃， ，溫度122℃，常壓塔：，溫度67℃。從塔底排出的冷凝液送至氣化工段，塔頂排出的解析氣，送至氣化系統(tǒng)的火炬。精脫硫時，凈化氣先進入水解槽預熱器（E4004）被變換氣冷凝液加熱到80℃，經(jīng)水解槽（R3001）水解后，在水解氣冷卻器（E4005）中冷卻至40℃，進到精脫硫槽（R3002A，B）精脫硫，得到符合甲醇合成所需的凈化氣體（CO2：2～3%，COS和H2S），送入合成甲醇工段。從一、二、三級冷凝器（E6005,E6006,E6007）和尾氣分液罐（V6005）中冷凝下來的液硫都進入液硫封（V6004A,B）,然后由液硫封（V6004A,B）自流流入液硫貯罐（V6007A,B），再用液硫泵（P6002A,B）將液硫輸送到液硫高位罐（V6009），由液硫高位罐（V6009）經(jīng)過過慮輸送到硫磺尖嘴滴落成型造粒機去造粒成型包裝出售。弛放氣減壓后去燃氣發(fā)電系統(tǒng)；甲醇膨脹槽（V7003）頂部排出的膨脹氣去燃料氣系統(tǒng)。圖9 精餾工藝流程 氨吸收制冷流程由凈化裝置（NHD脫硫脫碳工段）及醋酸裝置來的氣氨（15℃，），進入本裝置，經(jīng)過冷器（E2503）與出工段的液氨換熱，℃進入吸收器（R2501AB、R2502AB），被由溶液熱交換器（E2502A，B）來的稀氨水（47℃）吸收為濃氨水（37℃）。則反應（7） kmol/h， m3/h的水和一氧化碳。 / =。由甲醇精餾來的精甲醇貯存到精甲醇貯槽（V9101A，B）中。甲醇合成塔（R7001）出來的合成氣（255℃，），經(jīng)入塔氣預熱器（E7001），甲醇水冷器（E7002A，B），進入甲醇分離器（V7002），粗甲醇在此被分離。從一級冷凝器（E6005）出來被冷卻至150℃的氣體與酸性氣燃燒爐出口的一級高溫摻合閥（TV6001）熱口進來的高溫氣體摻合提溫到270℃進入一級Claus轉化器（R6001）發(fā)生催化轉化反應?！妫俦幻撎脊ざ蔚陌崩淦鱅冷卻至0℃，然后將出氨冷器I的貧液分為兩部分，一部分貧液直接進入燃氣脫硫塔（T3004）；另一部分則進入NHD脫碳工段的脫碳塔上塔，在塔內吸收脫碳塔下塔過來的凈化氣中微量的H2S和CO2，(G)進入變換氣脫硫塔（T3001）。另一部分去發(fā)電氣加熱器（E2007），溫度降至213℃，進入發(fā)電氣廢熱鍋爐（E2008）， MPa(A)低壓蒸汽，出口水煤氣溫度降至170℃，進入第四水分離器（V2011），分離出冷凝液后進入鍋爐給水加熱器Ⅱ（E2009）加熱鍋爐給水，溫度降至153℃，再進入第五水分離器（V2012），分離出冷凝液后進入鍋爐給水加熱器Ⅲ（E2010）加熱來自熱電站的鍋爐給水，溫度降至123℃，進入第六水分離器（V2013），分離出冷凝液后進入脫鹽水加熱器Ⅱ（E2011），溫度降至35℃，進入第七水分離器，分離出冷凝液后的煤氣（發(fā)電氣）去送至NHD脫硫脫碳工段。該塔生產(chǎn)能力大，壓降小，分離效果好，結果簡單，維修量極小，相對投資較小，是目前使用較多的塔型之一。表5 雙塔精餾與三塔精餾的投資與操作費用比較表［18］項目雙塔精餾三塔精餾生產(chǎn)規(guī)模t/a105105投資100100100113129操作費用1001001006471能耗10010010060注：投資、操作費用、能耗為相對數(shù) 通過上述比較可知，雖然三塔精餾技術的一次性投入要比雙塔精餾高出20%~30%,但是從能源消耗、精甲醇質量上都要優(yōu)于雙塔精餾，特別是能耗低的優(yōu)點十分突出。作為一般要求的精甲醇經(jīng)加壓精餾塔后就可以達到合格的質量。近年來在大、中型企業(yè)中得到了推廣和應用。所得產(chǎn)品除甲醇為，還有水、醚、醛、酮、酯、烷烴、有機酸等幾十種有機雜質。至較高的壓力和溫度下，一氧化碳和氫生成甲烷、異丁醇等副產(chǎn)物，這些副反應的反應熱高于甲醇合成反應，使床層溫度提高，副反應加速，如果不及時控制，回造成溫度猛升而損壞催化劑。(4)選擇性好。隨著脫硫技術的發(fā)展，使用銅基催化劑己成為甲醇合成工業(yè)的主要方向，鋅基催化劑已于80年代中期淘汰。管板下面還有一段逆?zhèn)鳠岫?，也就是進塔氣225℃，管外的沸騰水卻是248℃，不是將反應熱移走而是水給反應氣加熱。冷管的結構有逆流式、并流式和U型管式。綜上所述，NHD法脫硫脫碳凈化工藝是一種高效節(jié)能的物理吸收方法。物理性質(25℃)： 密度 蒸汽壓 表面張力 粘度 比熱 2100J/(kg/K) 導熱系數(shù) (m/K) 冰點 22℃～29℃ 閃點 151℃ 燃點 157℃應用性能：表2 各種氣體在NHD溶劑中的相對溶解度［7］ 組分H2COCH3CO2COSH2SCH3SHCS2H20相對溶解度1002338932270240073300 NHD溶劑的優(yōu)點如下:(1)溶劑對CO2, H2S等酸性氣體吸收能力強。變換工序主要有兩個方面的作用：通過變換調整氫碳比和使有機硫轉化為無機硫。 GSP工藝技術簡介GSP工藝技術是20世紀70年代末由GDR(原民主德國)開發(fā)并投入商業(yè)化運行的大中型煤氣化技術。 (3)～， 可大大節(jié)省合成氣的壓縮功。采用一定粒度范圍的碎煤（5mm～50mm）為原料，與氣化劑逆流接觸，爐內溫度分布曲線出現(xiàn)最高點，反應殘渣從爐底排出，生成氣中含有可觀量的揮發(fā)氣。整個設計應貫徹節(jié)省基建投資，充分重視技術進步，降低工程造價，節(jié)能環(huán)保等思想，設計生產(chǎn)高質量甲醇產(chǎn)品。自1923年開始工業(yè)化生產(chǎn)以來，甲醇合成的原料路線經(jīng)歷了很大變化。貝特洛在實驗室用一氯甲烷在堿性溶液中水解也制得了甲醇。關鍵詞：甲醇合成、氣體精餾、工藝流程目 錄第一章 總論 …………………………………………………………………1 ………………………………………………………………………1 ………………………………………………………3 …………………………………………………………………3 …………………………………………………………4，裝置組成及建設規(guī)模 ……………………………………4 ……………………………………………………………5 ……………………………………………………………5第二章 工藝論證 ……………………………………………………………6 煤氣化路線的選擇 ………………………………………………………6 ……………………………………………………8 ………………………………………………………11 …………………………………………………………………17第三章 工藝流程 ……………………………………………………………22 GSP氣化工藝流程 ………………………………………………………22 ………………………………………………………23 ………………………………………………………31 ………………………………………………………32 …………………………………………………………34第四章 工藝計算 ……………………………………………………………35 …………………………………………………………………35 …………………………………………………………………45第五章 主要設備的工藝計算及選型 ………………………………………50 ………………………………………………………50 ………………………………………………………54 ………………………………………………………57 ……………………………………………………………57 …………………………………………58第六章 合成車間設計 ………………………………………………………59 ……………………………………………………59 ………………………………………………59第七章 非工藝專業(yè)要求 ……………………………………………………59 …………………………………………………………………59 …………………………………………………………………60第八章 三廢處理 ……………………………………………………………62 …………………………………………………62 處理方法 …………………………………………………………………63設計結果評價 ………………………………………………………………65致謝 …………………………………………………………………………65參考文獻 ……………………………………………………………………66第一章 總論甲醇俗稱木醇、木精，英文名為methanol，分子式CH3OH。甲醇是重要有機化工原料和優(yōu)質燃料，廣泛應用于精細化工，塑料，醫(yī)藥，林產(chǎn)品加工等領域。世界上典型的甲醇合成工藝主要有ICI工藝、Lurgi工藝和三菱瓦斯化學公司(MCC)工藝［1］ 。煤在世界化石能源儲量中占有很大比重（我國情況更是如此），而且煤制甲醇的合成技術很成熟。動力車間：包括全廠供排水、鍋爐供熱、軟水脫鹽水、供電。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。前者在煤氣離開氣化爐后用激冷水直接冷卻，它適合于制造氨氣或氫氣。(2)氣化溫度高，一般在1450～1600℃，%，(CO+H2)體積分數(shù)高達90%以上。為了讓反應沿著最佳溫度曲線進行，必須移走反應熱以降低反應溫度。 (6)具有選擇性吸收H2S的特性，并且可以吸收COS等有機硫。從操作結構，材料及維修等方面考慮，甲醇合成反應器應具有以下要求：（1）催化劑床層溫度易于控制，調節(jié)靈活，能有效移走反應熱，并能以較高位能回收反應熱；（2）反應器內部結構合理，能保證氣體均勻通過催化劑床層，阻力小，氣體處理量大，合成轉化率高，催化劑生產(chǎn)強度大；（3）結構緊湊，盡可能多填裝催化劑，提高高壓空間利用率；高壓容器及內件間無滲漏；催化劑裝御方便；制造安裝及維修容易。（3）水管式合成塔 將床層內的傳熱管由管內走冷氣改為走沸騰水。各床層是絕熱反應，在各床出口將熱量移走。它是一種高活性、高選擇性的新催化劑。綜上所述，催化劑的活性、選擇性和使用壽命等主要技術經(jīng)濟指標均優(yōu)于進口催化劑及國產(chǎn)C型催化劑，所以本設計選用四川天一科技股份有限公司研制的XNC98型催化劑。合成塔中氫氣過量，對減少副反應是有利的。其分離的原理如下：對于由沸點不同的組分組成的混合液，加熱到一定溫度，使其部分氣化，并將氣相與液相分離。甲醇的精餾分2個階段：；后進入主精餾塔，進一步把高沸點的重餾分雜質脫除，主要是水、異丁基油等。圖3 三塔工藝流程1 預精餾塔 2加壓精餾塔 3 常壓精餾塔［17］（1）工藝流程。所以要根據(jù)企業(yè)的實際條件選擇合適的高效精餾塔。第三章 工藝流程 GSP氣化工藝流程 GSP氣化工藝過程也主要是由給料系統(tǒng)、氣化爐、氣化、除渣三部分組成。脫鹽水站來的脫鹽水分成兩部分，一部分進入脫鹽水加熱器Ⅰ（E2006）與變換氣換熱溫度升至98℃后分兩股，一股脫鹽水去熱電站，另一股進入除氧器除氧；另一部分進入脫鹽水加熱器Ⅱ（E2011）與水煤氣（發(fā)電氣）換熱溫度升至98℃，進入除氧器除氧。吸收了少量COH2S和COS的NHD貧液從脫碳塔（T4001）上塔底部出來后返回到NHD脫硫工段。配入一定量氫氣的Claus尾氣經(jīng)過加氫預熱器（E6003）預熱至300℃進入加氫反應器（R6002）反應，將除H2S以外的硫化物幾乎全部轉化為H2S，反應器出口氣體進入蒸汽發(fā)生器（E6008）冷卻至160℃，再進入急冷塔（T6001）冷卻到36℃。合格的鍋爐給水來自變換裝置；循環(huán)冷卻水來自界區(qū)外部。其吸收反應熱由冷卻水帶出。 粗甲醇中的溶解氣體量粗甲醇中氣體溶解量查表5Mpa、40℃時，每一噸粗甲醇中溶解其他組成如下表［20］：表7 1噸粗甲醇中合成氣溶解情況氣體H2COCO2N2ArCH4溶解量（m3/t粗甲醇）則 粗甲醇中的溶解氣體量為： H2 = = m3/h kmol/h CO= = CO2 = = N2 = = Ar = = CH4 = = m3/h 粗甲醇中甲醇擴散損失 40℃時,液體甲醇中釋放的溶解氣中,每立方米含有37014g的甲醇,假設減壓后液相中除二甲醚外,其他氣體全部釋放出，則甲醇擴散損失G =（+++++）=即 kmol/h， m3/h 合成反應中各氣體的消耗和生成情況表8 弛放氣組成氣體CH3OHH2COCO2N2ArCH4組成%%%%%%%表9 合成反應中消耗原料情況 消耗項單位消耗原料氣組分COCO2H2N2Ar反應（1）m3/h反應（3）m3/h反應（4）m3/h反應（5）m3/h