【正文】 氣 制 甲 醇 的 原 則 流 程 3/10/2023 78 S o u th Ch in a Un iv e r s it y o f T e c h n o lo g y天然氣化工利用－合成甲醇 3/10/2023 79 S o u th Ch in a Un iv e r s it y o f T e c h n o lo g y 3/10/2023 80 S o u th Ch in a Un iv e r s it y o f T e c h n o lo g y二、甲醇下游產(chǎn)品合成 、 甲醛 甲醛是消費(fèi)甲醇的第一大戶 ， 約用去全球甲醇產(chǎn)量的 1/3。 3/10/2023 74 S o u th Ch in a Un iv e r s it y o f T e c h n o lo g y一、天然氣制甲醇 、 天然氣制甲醇生產(chǎn)技術(shù)的發(fā)展特點(diǎn)及趨勢(shì)： 整體流程優(yōu)化 設(shè)置 PSA馳放氣回收裝置 ， 回收的氫氣送壓縮回用 ，回收的 CO2和 CO送轉(zhuǎn)化爐前補(bǔ)充原料 ， 富氮尾氣做燃料 ，降低天然氣消耗 。 （ 2） 、 兩段聯(lián)合轉(zhuǎn)化工藝 （ 外熱式和自熱式 ） 3/10/2023 73 S o u th Ch in a Un iv e r s it y o f T e c h n o lo g y一、天然氣制甲醇 、 天然氣制甲醇生產(chǎn)技術(shù)的發(fā)展特點(diǎn)及趨勢(shì)： 甲醇合成 集成各類典型反應(yīng)器的優(yōu)點(diǎn) ， 設(shè)計(jì)合理的甲醇合成反應(yīng)器是發(fā)展趨勢(shì) 。 3/10/2023 72 S o u th Ch in a Un iv e r s it y o f T e c h n o lo g y一、天然氣制甲醇 、 天然氣制甲醇生產(chǎn)技術(shù)的發(fā)展特點(diǎn)及趨勢(shì)： 合成氣制備 （ 1） 、 一段蒸汽轉(zhuǎn)化的改進(jìn) a、 降低轉(zhuǎn)化壓力并提高轉(zhuǎn)化溫度 ， 以降低合成氣中甲烷含量 。 合成氣制備 甲烷蒸汽轉(zhuǎn)化與催化部分氧化 兩段聯(lián)合轉(zhuǎn)化法 的優(yōu)化是合成氣制備技術(shù)進(jìn)步的發(fā)展重點(diǎn) ， 優(yōu)化的目標(biāo)是降低合成氣制備能耗和提高合成氣質(zhì)量 。 甲醇合成是在一定溫度和壓力下進(jìn)行的 ， 是典型的合成氣 — 固相催化反應(yīng)過(guò)程 。 產(chǎn)品為燃料級(jí)甲醇可采用單塔流程；要獲得質(zhì)量較高的甲醇 ， 常采用雙塔流程；從節(jié)能出發(fā)；則采用三塔流程 ，目前普遍采用三塔流程 。 要制得甲醇產(chǎn)品就必需采用精餾法將雜質(zhì)分離掉 。 C、 Topsoe 工藝 D、 中壓工藝 E、 高壓工藝 3/10/2023 66 S o u th Ch in a Un iv e r s it y o f T e c h n o lo g yLurgi 低 壓 甲 醇 合 成 工 藝 流 程 (150) 3/10/2023 67 S o u th Ch in a Un iv e r s it y o f T e c h n o lo g y一、天然氣制甲醇 、 甲醇的分離精制 （ 1） 、 粗甲醇組成 雜質(zhì)組分按沸點(diǎn)順序排列為：二甲醚 、 乙醛 、 甲酸甲酯 、 二乙醚 、 正戊烷 、 丙醛 、 丙烯醛 、 乙酸甲酯 、 丙酮 、異丁醛 、 異丙烯醚 、 乙烷 、 乙醇 、 甲乙酮等近 30種 。 3/10/2023 64 S o u th Ch in a Un iv e r s it y o f T e c h n o lo g yICI 低 壓 甲 醇 合 成 工 藝 流 程 3/10/2023 65 S o u th Ch in a Un iv e r s it y o f T e c h n o lo g y一、天然氣制甲醇 、 甲醇合成 （ 4） 、 典型的甲醇合成工藝 B、 Lurgi 工藝 Lurgi 為低壓 （ ， 250℃ ） 甲醇合成工藝 特點(diǎn)： 采用經(jīng)典設(shè)計(jì)的連續(xù)管殼式換熱型反應(yīng)器 (150)。 合成壓力低 ， 降低了能耗 ， 改善了系統(tǒng)技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo) 。 ? B、 溫度 （ 鋅－鉻催化劑～ 350℃ 以上 、 銅基催化劑 230～ 270℃ ） ? C、 氣體組成 （ 維持 f 為 ） ? D、 反應(yīng)空速 3/10/2023 63 S o u th Ch in a Un iv e r s it y o f T e c h n o lo g y一、天然氣制甲醇 （ 4） 、 典型的甲醇合成工藝 A、 工藝 ， 在甲醇工業(yè)的發(fā)展歷程中具有里程碑式的意義 ， 相對(duì)于高壓法工藝是一個(gè)巨大的技術(shù)進(jìn)步 。 （ Lurgi內(nèi)部冷卻管等溫型 ） 3/10/2023 62 S o u th Ch in a Un iv e r s it y o f T e c h n o lo g y一、天然氣制甲醇 、 甲醇合成 （ 3） 、 甲醇合成工藝的操作條件 ? A、 壓力 甲醇合成分高壓法 （ ~， 250~350℃ ， BASF） 、 中壓法 （ ～ ） 和低壓法 （ ~， 230～ 270℃ ） 三種。 3/10/2023 61 S o u th Ch in a Un iv e r s it y o f T e c h n o lo g y一、天然氣制甲醇 、 甲醇合成 （ 2） 、 甲醇合成工藝過(guò)程 甲醇合成工藝過(guò)程是由甲醇合成 、 合成余熱移出系統(tǒng)、 甲醇分離及氣體循環(huán)系統(tǒng)組成 ， 是一個(gè)帶循環(huán)回路的反應(yīng)分離系統(tǒng) 。 3/10/2023 59 S o u th Ch in a Un iv e r s it y o f T e c h n o lo g y一、天然氣制甲醇 、 甲醇合成 （ 1） 、 甲醇合成工藝原理 甲醇合成是在一定溫度 、 壓力和催化劑作用下 ， CO、CO2與 H2反應(yīng)生成甲醇 。 二段聯(lián)合轉(zhuǎn)化工藝的優(yōu)點(diǎn)： 利于單系列裝置的大型化； 可以提高轉(zhuǎn)化壓力 ， 節(jié)約轉(zhuǎn)化氣壓縮功耗； 提高氣體的質(zhì)量 ， 降低系統(tǒng)的能耗 ， 壓縮 、 合成和精餾設(shè)備尺寸降低 。 3/10/2023 55 S o u th Ch in a Un iv e r s it y o f T e c h n o lo g y一、天然氣制甲醇 、 天然氣轉(zhuǎn)化制合成氣 （ 3） 、 一段蒸汽轉(zhuǎn)化工藝操作條件 天然氣蒸汽轉(zhuǎn)化過(guò)程中的主要操作參數(shù)是反應(yīng)溫度 （700～ 920℃ ） 、 壓力 （ ～ MPa） 、 水碳比 （ ） 、 空速 （ 要從反應(yīng) 、 傳熱和轉(zhuǎn)化系統(tǒng)的投資等幾個(gè)方面綜合考慮 ） 、 CO2補(bǔ)充量 （ CO2補(bǔ)充量應(yīng)保證甲醇合成工藝新鮮氣中氫碳比 f 值 由 ～ ） 等 。 3/10/2023 54 S o u th Ch in a Un iv e r s it y o f T e c h n o lo g y一、天然氣制甲醇 、 天然氣轉(zhuǎn)化制合成氣 （ 3） 、 一段蒸汽轉(zhuǎn)化工藝操作條件 天然氣蒸汽轉(zhuǎn)化工序一般由 （ 1） 天然氣轉(zhuǎn)化 （ 2） 轉(zhuǎn)化氣余熱回收 （ 3） 燃料氣及煙氣余熱回收和 （ 4） 工藝?yán)淠夯厥?系統(tǒng)組成 。 3/10/2023 53 S o u th Ch in a Un iv e r s it y o f T e c h n o lo g y一、天然氣制甲醇 甲醇合成氣的制造方法和工藝流程因原料的不同而存在很大差異 。 3/10/2023 51 S o u th Ch in a Un iv e r s it y o f T e c h n o lo g y （ 2） 、 一段蒸汽轉(zhuǎn)化工藝流程 3/10/2023 52 S o u th Ch in a Un iv e r s it y o f T e c h n o lo g y一、天然氣制甲醇 （ 3） 、 一段蒸汽轉(zhuǎn)化工藝操作條件 由于天然氣蒸汽轉(zhuǎn)化制合成氣中 ， 氫過(guò)剩而 CO、CO2量均不足 ， 甲醇合成對(duì)合成氣組分要求 氫碳比 f 的理想比例應(yīng)為 ~， 但 用天然氣為原料的蒸汽轉(zhuǎn)化工序中 氫碳比 f 值約 為 ～ 3， 工業(yè)上解決這個(gè)問(wèn)題的方法是在蒸汽轉(zhuǎn)化工藝流程中補(bǔ)充 CO2以滿足甲醇合成工序的需求 。 3/10/2023 48 S o u th Ch in a Un iv e r s it y o f T e c h n o lo g y一、天然氣制甲醇 、 天然氣制甲醇生產(chǎn)工藝 、 工藝原理 、 天然氣脫硫 以天然氣為原料時(shí) ， 在采用蒸汽轉(zhuǎn)化之前就需要將硫化物清除干凈 ， 以滿足蒸汽轉(zhuǎn)化時(shí)鎳催化劑的要求 。 90年代以前我國(guó)生產(chǎn)甲醇主要用煤和油 ， 70年代末四川維尼綸廠引進(jìn)了英國(guó) 公司 10 104t／ a甲醇合成裝置 ， 原料雖是天然氣 ， 但其工藝是用天然氣制乙炔， 再用乙炔尾氣來(lái)合成甲醇 。 3/10/2023 46 S o u th Ch in a Un iv e r s it y o f T e c h n o lo g y一、天然氣制甲醇 由于天然氣生產(chǎn)甲醇原料的流程簡(jiǎn)潔 ， 投資低 ， 能量消耗低 、 生產(chǎn)成本低 ， 在天然氣豐富的地區(qū)和國(guó)外合成甲醇裝置 90％ 以上是以天然氣為原料 。 3/10/2023 45 S o u th Ch in a Un iv e r s it y o f T e c h n o lo g y一、天然氣制甲醇 目前工業(yè)上普遍采用 由 CO、 CO2加壓催化氫化制甲醇的方法 。 作為碳一化學(xué)的基礎(chǔ)原料 ， 甲醇的一次加工產(chǎn)品的范圍很寬 ， 且一次衍生產(chǎn)品也具有較長(zhǎng)的深加工產(chǎn)品鏈 。 3/10/2023 41 S o u th Ch in a Un iv e r s it y o f T e c h n o lo g y三、天然氣合成尿素 、 先進(jìn)的尿素生產(chǎn)工藝 目前世界上先進(jìn)的尿素生產(chǎn)工藝主要有：荷蘭Stamicarbon公司的 CO2氣提工藝 ， 意大利 Snamprogetti公司的氨氣提工藝 ， 日本東洋公司 (TEC)的 ACES工藝 ， 意大利 Montedison公司的等壓雙氣提 (IDR)工藝和美國(guó)尿素技術(shù)公司 (UTI)的熱循環(huán)工藝等 。 3/10/2023 40 S o u th Ch in a Un iv e