煤制甲醇工藝word版-資料下載頁
2025-01-07 16:57本頁面
【正文】 ) 催化劑顆粒尺寸 由動力學研究可知，催化劑顆粒大小對甲醇合成的宏觀速率有顯著的影響。催化劑顆粒小，內(nèi)表面利用率大，從而宏觀反應速率大，可減少催化劑用量；粒度減小，會使床層壓力降增大，從而增加動力消耗。因此催化劑的最佳顆粒 尺寸尚需視氣流和床層的特性即有關的具體情況而定。較合理的情況是，反應器上部裝小顆粒，下部則裝大顆粒催化劑。 5) 空速 對于甲醇合成過程，若采用較低空速，則反應速率變化較大，反應過程中氣體混合物的組成與平衡組成較接近，反應速率較低，催化劑的生產(chǎn)強度較低，但單位甲醇產(chǎn)品所需循環(huán)氣量小，氣體循環(huán)的動力消耗小，預熱未反應氣體到催化劑進口溫度所需換熱面積較小，且離開反應器氣體的溫度較高，熱能利用價值高。若采用較高空速，則反應速率變化較小，催化劑的生產(chǎn)強度提高，但增大了預熱所需傳熱面積，熱能利用率降低，增大了循環(huán)氣體通 過設備的壓力降及動力消耗，并且由于氣體中反應產(chǎn)物的濃度降低，增加了分離反應產(chǎn)物的費用。還應注意，空速增大到一定程度后，催化劑床層溫度不能維持。因此，必須綜合多方面因素來考慮最佳空速的問題。 6) 反應器結構 甲醇合成塔內(nèi)件的型式繁多，內(nèi)件的核心為催化劑筐，他的設計好壞直接影響合成塔的產(chǎn)量和消耗定額。一個好的催化劑筐設計應滿足以下要求： i) 能保證催化劑在升溫、還原過程中操作正常、還原充分，盡可能地提高催化劑的活性，達到最大的生產(chǎn)強度。 11 ii) 能有效地移去反應熱，合理地控制催化劑層的溫度分布，使其逼近最佳操作溫度線，提高 甲醇凈值和催化劑的使用壽命。 iii) 能保證氣體均勻地通過催化劑層，阻力小，氣體處理量大，甲醇產(chǎn)量高。 iv) 充分利用高壓空間，盡可能多裝催化劑，提高容積利用系數(shù)。 v) 操作穩(wěn)定、調(diào)節(jié)方便，能適應各種操作條件的變化。 vi) 結構簡單，運轉可靠，裝卸催化劑方便，制造、安裝和維修容易等。 vii) 妥善處理各個內(nèi)件的連接與保溫，避免產(chǎn)生熱應力，使內(nèi)件在塔內(nèi)能自由脹縮。 如上所述，合成塔內(nèi)件型式很多，有各自的特點和適用場合，因此不能用簡單的方法肯定一種塔型或全部否定一種塔型。傳統(tǒng)的高壓法甲醇合成多用連續(xù)換熱的三套管并流式和單管并流式，中低壓法流 程則多用多層冷激式合成塔和管式合成塔以及兩者的改進型合成塔。無論在何種壓力下操作，為減少阻力面應用徑向合成塔或軸、徑向復合式合成塔。 五 設計依據(jù) 1. 設計裕量： 10％ 2. 生產(chǎn)規(guī)模： 20 萬噸 /年 3. 年工作時間： 8000 小時 4. 粗甲醇分離收率： ％ 5. 甲醇衡算數(shù)據(jù)：見下表 表 2 甲醇衡算數(shù)據(jù)表 組分 組成 合成塔出 口氣中 甲醇含量％ 新鮮氣（ mol） 馳放氣（ mol） 粗甲醇kg/100kg 溶解氣NM3/t CO2 CH4 N2 H2 CO 12 CH3OH (CH3)2O C4H9OH H2O 六 工藝流程說明 工藝流 程可簡略的表示為下圖： 圖 1 甲醇合成工藝流程示意圖 本工藝采用中壓法，新鮮氣與由壓縮機產(chǎn)生的循環(huán)壓縮氣混合，形成入塔氣，其溫度為 40℃ ，壓力為 10MPa。在進入合成塔前，入塔氣與出塔氣進行熱交換，溫度升到 150℃ ，壓力仍為 ,經(jīng)銅系催化劑催化反應后，溫度變?yōu)?220℃ ，壓力變?yōu)?。出塔氣與入塔氣熱交換后，進入冷卻冷凝器，此過程大部分甲醇冷凝，溫度降至 25℃ 。少量未冷凝的甲醇與其它氣體一起進 入循環(huán)壓縮機，然后再與新鮮氣混合。在進入壓縮機前，有一排氣口，將少部分冷凝后的氣體排放，以減少惰性氣體在體系中的累積。冷凝后的甲醇進入閃蒸罐，得到粗甲醇和閃蒸氣。閃蒸氣排空，粗甲醇進入精餾系統(tǒng)精制。 合成塔 循環(huán)壓縮 冷卻冷凝 甲醇分離 閃蒸 1 新鮮氣 2 3 馳放氣 5 溶解（閃蒸）氣 8 6 粗甲醇
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