【正文】 統(tǒng) 置換 ：用 惰性氣體或氮?dú)庵脫Q合格后，送水煤氣置換至 O2≤ ％合格。 5℃/h ，空速 300— 500h1，當(dāng)床層溫度達(dá) 60100℃ 時(shí)，開(kāi)啟低變爐導(dǎo)淋閥排水。 C、 硫化初期 :將 CS2提前加入硫化罐內(nèi)，用氮?dú)鉀_壓 — ，通過(guò)鋼管或氧氣帶，在電加熱器后取樣管導(dǎo)入低變爐內(nèi)， CS2加入速度在2060l/h，升溫速率 1030℃/h ，空速 300500h1，當(dāng)床層溫度達(dá)到300℃ 左右，低變爐出口 H2S大于 2g/m3,初期結(jié)束進(jìn)入主期。 原料氣凈化工藝與設(shè)備 E、 降溫排硫 :將放空閥打開(kāi)，以 10L/h的流速加入 CS2，進(jìn)行降溫，控制電爐出口溫度 200℃ ，當(dāng)溫度降至 350℃ 以下，停止加 CS2，繼續(xù)排硫降溫，分析出口 H2S小于 ，認(rèn)為排硫結(jié)束。 催化劑降溫排硫結(jié)束后，需做短期停車(chē)時(shí)，應(yīng)切死變換爐進(jìn)出口閥門(mén)，爐內(nèi)用水煤氣保持正壓，防止空氣和水進(jìn)入低變爐，造成硫化態(tài)催化劑失活。 煤制甲醇工藝 原料氣凈化工藝與設(shè)備 升溫硫化注意事項(xiàng) : a）升溫硫化嚴(yán)格按要求進(jìn)行，硫化期間，單點(diǎn)溫度不得超過(guò) 500℃ 。 c)CS2的加入量和加入時(shí)間一定控制好，從小到大緩慢進(jìn)行。 f)發(fā)現(xiàn)溫度有暴漲趨勢(shì)，應(yīng)立即查明原因，并作預(yù)見(jiàn)性調(diào)節(jié)，以防燒壞觸媒。 h)升溫時(shí)，需注意及時(shí)排放油水分離器導(dǎo)淋及投運(yùn)除油過(guò)濾器，以防水帶入電爐。 煤制甲醇工藝 蒸汽流程 : 合成或鍋爐、余熱回收器來(lái)的蒸汽經(jīng)蒸汽汽液分離器后進(jìn)入煤氣換熱器 Ⅱ 頂部出口管。 原料氣凈化工藝與設(shè)備 煤制甲醇工藝 原料氣凈化工藝與設(shè)備 五、 生產(chǎn)中變換反應(yīng)得影響因素： 溫度對(duì)變換反應(yīng)的影響 一氧化碳變換反應(yīng)是在一定條件下，水煤氣中的一氧化碳和水蒸汽反應(yīng)生成氫氣和二氧化碳的工藝過(guò)程。溫度升高，上述變換反應(yīng)（放熱反應(yīng)）速度增加得慢，逆反應(yīng)（吸熱反應(yīng)）速度增加得快。 煤制甲醇工藝 原料氣凈化工藝與設(shè)備 壓力對(duì)變換反應(yīng)的影響 變換反應(yīng)是由一個(gè)分子的一氧化碳與一個(gè)分子的水蒸汽結(jié)合生成一個(gè)分子的二氧化碳和一個(gè)分子的氫氣，即變換反應(yīng)兩端分子數(shù)目相等。但壓力也不宜過(guò)高，否則，不僅增加動(dòng)力的消耗，并且對(duì)設(shè)備和催化劑的要求過(guò)高。 從化學(xué)平衡來(lái)看 ， 降低反應(yīng)溫度 ，增加水蒸汽用量 ， 有利于上述可逆反應(yīng)向生成二氧化碳和氫氣的方向移動(dòng) ， 提高平衡變換率 。 煤制甲醇工藝 第三章 二氧化碳的脫出 原料氣凈化工藝與設(shè)備 一、概述 經(jīng)變脫后的合成甲醇原料氣中，除含有一定量的 CO、 H2等外，還含有 11％－ 14％左右的 CO2，二氧化碳在合成甲醇時(shí)并不是有害成分，而且在甲醇催化劑的作用下，也能與氫生成甲醇 : CO2 ＋ 3H2 ＝ CH3OH +H2O △ H= CO ＋ 2H2 ＝ CH3OH △ H= 從反應(yīng)式看，二氧化碳合成甲醇比一氧化碳合成甲醇多消耗一個(gè)氫，同時(shí)生成一個(gè)水。此外 ,在二氧化碳存在下 ,甲醇合成的熱效應(yīng)比無(wú)二氧化碳時(shí)僅由一氧化碳與氫合成甲醇的熱效應(yīng)要小 ,易于控制催化劑床層溫度。具有吸附作用的物質(zhì)被稱(chēng)為吸附劑，被吸附的物質(zhì)稱(chēng)為吸附質(zhì)。本裝置采用物理吸附。其特點(diǎn)是：吸附過(guò)程沒(méi)有化學(xué)反應(yīng)，吸附過(guò)程進(jìn)行極快，參與吸附的各相物質(zhì)間的動(dòng)態(tài)平衡在瞬間即可完成，這種吸附是完全可逆的。加壓吸附除去原料氣的雜質(zhì)組分，減壓脫除這些雜質(zhì)，而使吸附劑獲得再生。 煤制甲醇工藝 三、真空泵工作原理 原料氣凈化工藝與設(shè)備 葉輪偏心地安裝在泵體內(nèi)，啟動(dòng)前向泵內(nèi)注入一定高度的水，葉輪旋轉(zhuǎn)時(shí)水受離心力的作用在泵體壁內(nèi)形成一個(gè)旋轉(zhuǎn)的水環(huán)，葉輪與其兩端的側(cè)板形成密閉的空腔，在前半轉(zhuǎn)的旋轉(zhuǎn)過(guò)程中，密閉的空腔容積逐漸擴(kuò)大，氣體由吸氣孔吸入，在后半轉(zhuǎn)的旋轉(zhuǎn)過(guò)程中，密閉的空腔容積逐漸縮小，氣體由排氣孔排出，隨之排出的還有一部分水。對(duì)幾乎所有的腐蝕性氣體和液體均不起化學(xué)反應(yīng)。 活性炭 其規(guī)格為 φ ，分別裝填于吸附塔中部，主要用于脫除烴類(lèi)，尤其是以煤為原料，經(jīng)特別的化學(xué)和熱處理得到的孔隙特別發(fā)達(dá)的專(zhuān)用活性炭，屬于耐水型無(wú)極性吸附劑，對(duì)原料氣中幾乎所有的有機(jī)化合物都有良好的親和力。 煤制甲醇工藝 五、吸附劑的再生和再次利用通過(guò)三個(gè)步驟完成： 原料氣凈化工藝與設(shè)備 吸附塔內(nèi)壓力降至常壓 首先順著原料氣進(jìn)氣方向?qū)⑺?nèi)壓力降低到一定的程度（均壓降），以回收死空間（指吸附塔內(nèi)除去吸附劑外的所有空間）內(nèi)的有效氣體。 吸附塔內(nèi)壓力降至負(fù)壓 通過(guò)真空泵對(duì)吸附塔進(jìn)行抽真空，使被吸附劑吸附的雜質(zhì)組份從吸附劑上徹底脫附出來(lái)，并被排出吸附塔。接著用產(chǎn)品氣從吸附塔的上端進(jìn)入吸附塔將壓力升至吸附壓力（終充），以便再次吸附分離原料氣。進(jìn)入原料氣緩沖罐的變換氣再直接進(jìn)入吸附塔（ T101A~L）中正處于吸附工況的某 3個(gè)塔，在多種吸附劑組成的復(fù)合吸附床層的依次選擇的吸附下，將變換氣中的大部分二氧化碳吸附掉，直接獲得二氧化碳含量約 ～ %的變換脫碳?xì)鈴乃斉懦?，然后?jīng)吸附壓力調(diào)節(jié)閥 PV103后送出脫碳界區(qū)并進(jìn)入變換的精脫硫塔進(jìn)口。選用何種工藝合成甲醇，應(yīng)根據(jù)實(shí)際情況確定。進(jìn)合成塔的氣體主要成分為氫、一氧化碳和二氧化碳，一般二氧化碳含量少于一氧化碳或不含二氧化碳，氫碳比的范圍為 25，除此以外還有氮和甲烷等惰性氣體。總之，甲醇合成反應(yīng)是在加壓下進(jìn)行的，通常含有 CH3OH、 H CO、 CO N CH4等氣體組分，反應(yīng)較為復(fù)雜。 二、化學(xué)反應(yīng)方程式 以煤制水煤氣生產(chǎn)甲醇，合成工藝中的 CO、 CO2分別與 H2在銅基催化劑作用下主要生成甲醇，同時(shí)還伴有多種副產(chǎn)品。本工藝采用低壓甲醇催化劑在溫度范圍 220～ 260 ℃ ，壓力： (G)的條件下合成甲醇。但該類(lèi)催化劑對(duì)硫、氯毒物非常敏感，而且耐熱性能較差，因此，生產(chǎn)過(guò)程中要求合成氣的脫硫、氯凈化必須徹底，以防止催化劑中毒；要求控制好催化劑床層溫度，防止溫度大幅度波動(dòng)及超溫，延長(zhǎng)催化劑壽命。催化劑使用初期操作溫度可以維持在 220230℃ 。由于甲醇合成反應(yīng)是放熱反應(yīng)，要維持穩(wěn)定的反應(yīng)溫度，必須將反應(yīng)熱移走。汽包壓力升高，出口溫度隨之升高，汽包壓力降低，出口溫度隨之降低。在 ，再加壓對(duì)提高反應(yīng)速度已不明顯，反而多耗能量。 煤制甲醇工藝 甲醇合成工藝與設(shè)備 ３ 、氣體成分 入合成塔氣體的成份對(duì)甲醇的合成反應(yīng)影響很大。新鮮合成氣的組成按化學(xué)計(jì)量為： （ H2－ CO2） /（ CO+CO2） =2，在生產(chǎn)中采用 H2過(guò)量，其濃度比為： （ H2－ CO2） /（ CO+CO2） =～ 。因此，一般控制在 1013%，但還要根據(jù)催化劑的活性等具體情況而定。 提高空速能夠提高催化劑的生產(chǎn)強(qiáng)度，但將降低熱量利用率和增大系統(tǒng)阻力降，從而增加動(dòng)力消耗。 綜上所述，甲醇合成反應(yīng)受到催化劑，反應(yīng)溫度、反應(yīng)壓力、氣體成份以及空速的影響，只有根據(jù)具體情況選擇合適條件，才能獲得最佳的反應(yīng)組合，以最經(jīng)濟(jì)方式運(yùn)行。氣體的壓縮在甲醇生產(chǎn)工藝過(guò)程中占有重要地位，壓縮機(jī)的生產(chǎn)能力和工作好壞直接影響全廠的生產(chǎn)。借助吸、排氣閥的作用，使活塞在氣缸內(nèi)進(jìn)行吸氣、壓縮、排氣三個(gè)過(guò)程，完成提高氣體壓力、輸送氣體的任務(wù)。 ３ .吸氣階段 當(dāng)活塞向左移動(dòng)時(shí)，右面氣缸內(nèi)氣體體積增大，壓力下降；當(dāng)壓力降到稍低于進(jìn)口管中氣體壓力時(shí)，則進(jìn)口管中的氣體便頂開(kāi)吸入活門(mén)，進(jìn)入氣缸。直到活塞移至左邊末端（又稱(chēng)左死點(diǎn)）為止。同時(shí)因出口管中的氣體壓力高于氣缸內(nèi)的壓力，缸內(nèi)的氣體無(wú)法從壓出活門(mén)排出，而出口管中的氣體又因壓出活門(mén)有止逆作用不能流回氣缸內(nèi)。此過(guò)程稱(chēng)為壓縮階段。然后活塞又轉(zhuǎn)向左移，重復(fù)上述動(dòng)作。活塞在氣缸中每往復(fù)運(yùn)動(dòng)一次稱(chēng)為一個(gè)工作循環(huán)。氣體出氣缸的壓力（絕對(duì)）與吸入氣缸時(shí)的壓力（絕對(duì)）之比，稱(chēng)為壓縮比，表示氣體被壓縮的程度。 煤制甲醇工藝 甲醇合成工藝與設(shè)備 由變換工段送至變脫工段脫出 H2S后的氣體，再送入脫碳工段脫除部分二氧化碳后，經(jīng)三進(jìn)閥進(jìn)入緩沖罐至三級(jí)氣缸，氣體被壓縮后排出，經(jīng)三段出口緩沖罐降低氣體脈沖后，進(jìn)入三段冷卻器，氣體被冷卻后進(jìn)入三段油水分離器（分離出的油水經(jīng)排油管至低壓集油器），分離后的氣體進(jìn)入四段入口緩沖罐降低氣流脈沖后，進(jìn)入四段氣缸，氣體被壓縮后排出，經(jīng)四段出口緩沖降低氣體脈沖后進(jìn)入四段冷卻器，氣體被冷卻后進(jìn)入四段油分（分離出的油水經(jīng)排油管至高壓集油器）分離油水后的氣體經(jīng)四出大閥送至合成工段。分離互溶液體混合物有許多種方法，蒸餾是廣泛應(yīng)用的一種方法。各種液體的揮發(fā)能力不同，因此，液體混合物汽化后所生成的蒸汽組成與原來(lái)液體的組成是有差別的，蒸餾就是藉液體混合物中各組分揮發(fā)性的差異而進(jìn)行分離的一種操作。按操作壓力可分為常壓蒸餾、加壓及減壓（真空）蒸餾。按原料中所含組分?jǐn)?shù)目可分為雙組分（二元）蒸餾及多組分（多元）蒸餾。因此，餾出液通常是按不同組成范圍分罐收集的。所以簡(jiǎn)單蒸餾是一個(gè)不穩(wěn)定過(guò)程。 甲醇精餾 煤制甲醇工藝 ★平衡蒸餾：平衡蒸餾又稱(chēng)為閃蒸，是一連續(xù)穩(wěn)定過(guò)程。 ★ 精餾：若將混合液加熱至沸騰但只令其部分汽化，則揮發(fā)性高的組分，即沸點(diǎn)低的組分（稱(chēng)為易揮發(fā)組分或輕組分）在汽相中的濃度比在液相中的濃度要高，而揮發(fā)性低的組分，即沸點(diǎn)較高的組分（稱(chēng)為難揮發(fā)組分或重組分）在液相中濃度比在汽相中的要高。多次進(jìn)行部分汽化或部分冷凝以后，最終可以在汽相中得到較純的易揮發(fā)組分，而在液相中得到較純的難揮發(fā)組分。精餾設(shè)備的儀表必須設(shè)計(jì)為能使塔達(dá)到物料平衡，以便進(jìn)行穩(wěn)定的操作。 甲醇精餾 煤制甲醇工藝 熱量平衡 QB + QF= QC + QD + QW + QL QB—— 再沸器加熱劑帶入的熱量 QF—— 進(jìn)料帶入熱量 QC—— 冷凝器冷卻劑帶出的熱量 QD—— 塔頂產(chǎn)品帶出熱量 QW—— 塔底產(chǎn)品帶出熱量 QL—— 散失于環(huán)境的熱量 操作中要保持熱量的平衡，再沸器、冷凝器的負(fù)荷要滿足要求，才能保持平穩(wěn)操作。如果試圖使再沸器熱熱量輸入和回流控制相互獨(dú)立，那么該系統(tǒng)就不會(huì)穩(wěn)定，因?yàn)闊崃坎黄胶狻? ? 塔板溫度受塔壓力和物料組成的影響，與加熱量的大小無(wú)關(guān)。 甲醇精餾 煤制甲醇工藝 工藝參數(shù)影響 進(jìn)料溫度： 精餾塔的進(jìn)料通常接近泡點(diǎn)溫度。相反，如果進(jìn)料已經(jīng)部分汽化，那么精餾段將幫助提餾段，這些都是指在假定其他參數(shù)都保持不變的情況下進(jìn)行的。在正常操作情況下塔壓保持為常數(shù)等于設(shè)計(jì)壓力，如果塔壓增加，平衡就會(huì)改變，即對(duì)同樣的精餾需要增加較多的熱量。 回流 精餾過(guò)程區(qū)別于簡(jiǎn)單蒸餾就在于有回流，回流對(duì)精餾塔的操作都有重耍影響。但是增大回流比又導(dǎo)致冷凝器、再沸器負(fù)荷增大，操作費(fèi)用增加，根據(jù)工藝上的要求，又要考慮設(shè)備費(fèi)用（板數(shù)多少及冷凝器、再沸器傳熱面積大?。┖筒僮髻M(fèi)用，來(lái)選擇適宜回流比。所以氣液流量的增加都會(huì)使降液管液面升高，嚴(yán)重時(shí)可將塔板上泡沫層升舉到降液管頂部，板上液體無(wú)法順利流下，導(dǎo)致液流阻塞，造成“液泛”。這時(shí)應(yīng)該通過(guò)降低回流量和熱量輸入來(lái)減少塔的負(fù)菏，恢復(fù)正常操作 甲醇精餾 煤制甲醇工藝 三、產(chǎn)品控制 物料平衡控制方案： 對(duì)于一個(gè)精餾系統(tǒng)來(lái)說(shuō)，其主要目的是在保證產(chǎn)品質(zhì)量的情況下，得到最大的產(chǎn)品收率。 甲醇精餾 煤制甲醇工藝 對(duì)一個(gè)精餾分離塔，外回流量總要比采出量多。 這個(gè)方案之所以叫“直接物料平衡”是因?yàn)榭梢园岩何慌c外回流量的串級(jí)調(diào)整過(guò)程看作是精餾塔內(nèi)部自身調(diào)節(jié)過(guò)程，而溫度控制直接與塔頂產(chǎn)品采出量有關(guān)。 甲醇精餾 煤制甲醇工藝 四、開(kāi)停工及日常操作 開(kāi)停工的操作 ※ 開(kāi)工步驟： 1）氮?dú)庵脫Q、氣密； 2）進(jìn)料； 3）投用塔頂冷凝器； 4）投用塔底再沸器，升溫； 5）塔頂受槽建立液位后啟動(dòng)回流泵建立全回流操作； 6）調(diào)整操作至產(chǎn)品質(zhì)量合格。 ※ 開(kāi)停工中注意升降溫速度控制好，投用冷換設(shè)備按操作規(guī)程進(jìn)行，開(kāi)工調(diào)整操作中注意物料平衡和熱量平衡，防止組分在塔中積累，影響產(chǎn)品合格時(shí)間。 ：根據(jù)氣溫變化調(diào)整回流溫度，回流溫度高使塔內(nèi)回流量減少，回流比降低，影響精餾效果；回流溫度低，相應(yīng)的回流比增加，對(duì)塔頂產(chǎn)品有利，但增加了塔底熱負(fù)荷，嚴(yán)重時(shí)會(huì)使輕組分帶到塔底。由于回流量降低，操作員會(huì)增加再沸量來(lái)增加回流量，有一定的效果，但可導(dǎo)致惡性循環(huán)，塔壓進(jìn)一步升高，頂溫升高。 甲醇精餾 煤制甲醇工藝 ：突降暴雨時(shí)，精餾塔回流溫度迅速下降，塔頂壓力降低，部分塔底物料會(huì)閃蒸沖向塔頂，溫差升高，易使塔頂產(chǎn)品不合格。當(dāng)塔負(fù)荷高時(shí)更易受到波動(dòng)的影響。當(dāng)回流量穩(wěn)定時(shí)，進(jìn)料組成變重，溫度低，會(huì)使塔底液位升高，這時(shí)可適當(dāng)增加塔底汽化量；受槽液位變化時(shí)，要分析是否是進(jìn)料組成變化，塔底汽化量不足，或塔頂冷卻負(fù)荷不足等原因，及時(shí)