甲醇合成工段工艺流程

内蒙古大学本科毕业

目录

内蒙古大学本科毕业

低温甲醇洗工段

概述

在合成氨生产过程中，无论采用哪一种原料和任何制气方法所制得的合成氨原料气，除含有氢和氮外，还含有相当数量的合成氨所不需要的各种杂质，如：CO2、CO、H2S、HCN、有机硫化物、氮的氧化物、煤焦油等。其中氧化物和硫化物是合成触媒的毒物，必须在进合成塔以前清除干净，而CO 2和H2S等高熔点物质在进入深冷装置时就会结成固体，堵塞管道和设备，因此，在进深冷之前就必须将它们清除。

在原料气中含量最大的杂质是CO2 和H2S，它们溶于水溶液中呈酸性反应，故也称酸性气体。

从气体中消除CO2和H2S杂质，主要采用吸收法。

吸收方法很多，其基本特点都是利用气体中各种组分在某种溶剂中的溶解度不同而进行的。气体中的H2S和CO2同时或分步被溶剂选择性地吸收，然后在提高温度和降低压力的情况下，使H2S和CO2从溶液中分步释出。H2S可用于制造单质硫和硫酸；而CO2可用作制造尿素和纯碱等产品的化工原料。

从吸收操作来讲，根据吸收原理，可分为化学吸收法和物理吸收法两大类。 化学吸收法是利用酸性气体能和溶于水中的碱性化合物或碱性溶剂反应来除去酸性气体。从经济观点看，只有能再生的溶液才是有利的。也就是

甲醇性质及应用1 物理性质甲醇是饱和醇系列中的代表，分子式为CH3OH,相 对分子质量为32.04.在常温常压下，纯甲醇是无色、 不流动、不挥发、可燃的有毒液体，有类似乙醇的 气体。甲醇可以与水、乙醇、乙醚等很多有机液体 互溶，但不能和脂肪烃类化合物互溶。甲醇蒸气和 空气混合，在一定范围内形成爆炸性混合物，爆炸 极限为6.0%~36.5%(体积)。

项目液体密度/kg·m-3 蒸气密度/kg·m-3

数据

项目

数据35.295 3.169

791.3 蒸发潜热 (64.7℃)/kJ·mol-1 1.43 熔融热(— 97.1℃)/kJ·mol-1

沸点/℃熔点/℃ 临界温度(Tc)/℃ 临界压力(pc)/MPa

64.7240 7.97

液体黏度(20℃)热导率/[J/(m·s·K)] 空气中最大允许浓度/ g·m3

0.59450.140 2.1×10-3 0.05

-97.8 蒸气黏度(15℃)

自燃点/℃ 在空气中 在氧气中

473 461

空气中爆炸极限(体积分数) /% 6.0--36.5 下限--上限

2 化学性质甲醇是最简单的饱和脂肪醇，具有脂肪醇的化学性能， 其化学性很活泼

内蒙古工业大学本科毕业设计说明书

摘要

（

目前生产甲醇的主要原料是煤和天然气，甲醇的生产工艺过程分为合成气（氢和一氧化碳)的制造、甲醇的合成和精制3部分。用煤和焦炭制甲醇的工艺路线包括燃料的气化、气体的脱硫、变换、脱碳及甲醇合成与精制。本文设计了甲醇的合成和精馏工艺，设计中采用低压法中的I.C.I法合成甲醇，采用双效法三塔粗甲醇精馏工艺来对粗甲醇进行精馏。

低压甲醇合成工艺流程是指采用低温、低压和高活性铜基催化剂，在5MPa左右压力下，由合成气合成甲醇的工艺流程。本设计采用ICI法合成甲醇，催化剂为铜基催化剂，其活性组分是Cu和ZnO，该催化剂的活性高。合成反应的温度较低，在（230-270℃），操作压力较低（5-10MPa），广泛用于甲醇合成。

本设计中精馏工艺采用双效法三塔粗甲醇精馏工艺，与双塔精馏相比三塔精馏可以提高甲醇的质量和收率，并且可以降低蒸汽消耗。本设计中计算了甲醇生产过程中的合成工段和精馏工段，对其进行了物料衡算和热量衡算，并对甲醇水冷器进行了设备选型计算。在设计过程中绘制了合成和精馏工段的设备一览表和物料流程图，并绘制了合成工段的P I D图、设备布置图和管道布置图。 关键词：甲醇 I.C.I低压法 双效法三塔粗甲醇精

内蒙古工业大学本科毕业设计说明书

摘要

（

目前生产甲醇的主要原料是煤和天然气，甲醇的生产工艺过程分为合成气（氢和一氧化碳)的制造、甲醇的合成和精制3部分。用煤和焦炭制甲醇的工艺路线包括燃料的气化、气体的脱硫、变换、脱碳及甲醇合成与精制。本文设计了甲醇的合成和精馏工艺，设计中采用低压法中的I.C.I法合成甲醇，采用双效法三塔粗甲醇精馏工艺来对粗甲醇进行精馏。

低压甲醇合成工艺流程是指采用低温、低压和高活性铜基催化剂，在5MPa左右压力下，由合成气合成甲醇的工艺流程。本设计采用ICI法合成甲醇，催化剂为铜基催化剂，其活性组分是Cu和ZnO，该催化剂的活性高。合成反应的温度较低，在（230-270℃），操作压力较低（5-10MPa），广泛用于甲醇合成。

本设计中精馏工艺采用双效法三塔粗甲醇精馏工艺，与双塔精馏相比三塔精馏可以提高甲醇的质量和收率，并且可以降低蒸汽消耗。本设计中计算了甲醇生产过程中的合成工段和精馏工段，对其进行了物料衡算和热量衡算，并对甲醇水冷器进行了设备选型计算。在设计过程中绘制了合成和精馏工段的设备一览表和物料流程图，并绘制了合成工段的P I D图、设备布置图和管道布置图。 关键词：甲醇 I.C.I低压法 双效法三塔粗甲醇精

焦炉煤气制甲醇工艺手册

4.1概述

4.1.1装置设计规模 甲醇年产量：21万吨 公称能力：20万吨

4.1.2装置组成及各工序名称

焦炉气制甲醇装置工艺装置包括以下各工序：

主项名称

（1） 焦炉气湿法脱硫 （2） 焦炉气净化及粗脱硫 （3） 焦炉气精脱硫 （4） 转化及热回收 （5） 甲醇合成 （6） 甲醇精馏 （7） 空分 （8） 焦炉气压缩 （9） 合成气压缩 （10） 焦炉气气柜 （11） 锅炉给水及除氧槽 （12） 中间罐区 （13） 成品罐区及装卸站 （14） 火炬 （15） 公用系统

4.1.3生产方法

本装置以焦炉气为原料，采用全低压、空气透平膨胀、内压缩（液氧）加氮压机流程的空分工艺；20000m3气柜；焦炉气压缩采用电机驱动无油螺杆式压缩机；

代号 00A 00B 01 02 03 04 05 06A 06B 07 08 09 10 11 12

简化代号

0A 0B 1 2 3 4 5 6A 6B 7 8 9 10 11 12

ADA+PDS湿法脱硫，氧化铁干法粗脱硫加变温吸附（TSA）脱除焦油、萘；二段加氢转化及干法脱硫；纯氧部分催化氧化，转化废热锅炉副产3.8MPa（g）中压蒸汽；合成气压缩采用蒸汽透平驱动带循环段离

焦炉煤气制甲醇工艺手册

4.1概述

4.1.1装置设计规模 甲醇年产量：21万吨 公称能力：20万吨

4.1.2装置组成及各工序名称

焦炉气制甲醇装置工艺装置包括以下各工序：

主项名称

（1） 焦炉气湿法脱硫 （2） 焦炉气净化及粗脱硫 （3） 焦炉气精脱硫 （4） 转化及热回收 （5） 甲醇合成 （6） 甲醇精馏 （7） 空分 （8） 焦炉气压缩 （9） 合成气压缩 （10） 焦炉气气柜 （11） 锅炉给水及除氧槽 （12） 中间罐区 （13） 成品罐区及装卸站 （14） 火炬 （15） 公用系统

4.1.3生产方法

本装置以焦炉气为原料，采用全低压、空气透平膨胀、内压缩（液氧）加氮压机流程的空分工艺；20000m3气柜；焦炉气压缩采用电机驱动无油螺杆式压缩机；

代号 00A 00B 01 02 03 04 05 06A 06B 07 08 09 10 11 12

简化代号

0A 0B 1 2 3 4 5 6A 6B 7 8 9 10 11 12

ADA+PDS湿法脱硫，氧化铁干法粗脱硫加变温吸附（TSA）脱除焦油、萘；二段加氢转化及干法脱硫；纯氧部分催化氧化，转化废热锅炉副产3.8MPa（g）中压蒸汽；合成气压缩采用蒸汽透平驱动带循环段离

合成工段岗位练兵题库

合成岗位(适用于合成总控与合成现场人员)

1.合成工段的主要任务是什么？

答：合成工段是将低温甲醇洗工段来的含H2、CO、CO2的原料气（5.3MPa、40℃）,在一定压力（5.3 MPa）、温度（220~260℃）、铜基触媒作用下，合成粗甲醇，并利用其反应热副产2.5 MPa蒸汽。 2.合成甲醇的主要反应式及影响因素？

答：（1）CO+2H2 ←→CH3OH+Q

（2）CO2+3H2 ←→CH3OH+H2O+Q

影响因素：操作温度、操作压力、催化剂性能、空速、原料气的氢碳比。 3.合成反应的特点：

答：（1）体积缩小的反应；（2）放热反应；（3）可逆反应；（4）气、固相催化反应；（5）伴有多种副反应发生。 4.合成工段的主要控制点有那些？

答：（1）合成塔进出口温度 （2）汽包液位 （3）汽包压力 （4）分离器出口温度 （5）分离器液位 （6）系统压力 （7）原料气的氢碳比 （8）膨胀槽的压力 （9）弛放气压力 （10）合成塔触媒层温度。 5.甲醇循环气压缩机的作用是什么？

答：合成塔内是体积缩小的反应，加上甲醇的冷凝分离和系统阻力，反应后的压力要下降。为了保证系统压力稳定不变，除了补充新鲜气外，还要利用甲醇循环气压

XXXX本科毕业设计 题 目 年产10万吨甲醇合成工段的工艺设计 学 生 XXXX 指导教师 XXXX讲师 年 级 2010级 专 业 XXXX 系 部 化学系

XXXX化学系 2012年6月

郑重声明

本人的毕业设计是在指导教师XXXX的指导下独立撰写并完成的。如有剽窃、抄袭、造假等违反学术道德、学术规范和侵权行为，本人愿意承担由此产生的各种后果，直至法律责任，并愿意通过网络接受公众的监督。特此郑重声明。

毕业设计作者：

年 月 日

摘 要 甲醇作为及其重要的有机化工原料，是碳一化学工业的基础产品，在国民经济中占有重要地位。

近年来，随着工业生产甲醇的开发，特别是甲醇燃料的推广应用，甲醇的需求大幅度上升。该设计的主要内容是对甲醇合成工段进行进行物料衡算、热量衡算和设备计算。该设计本着符合国情、经济、环保的原则，采用焦炉煤气为原料，运用Lurgi工艺合成法，来合成甲醇的，并对主要的设备合成塔进行工艺计算和选型。此外做出了带控制点的工艺流程图和合成塔设备图。

关键词 甲醇 合

关于合成氨的流程图

合成氨

合成氨指由氮和氢在高温高压和催化剂存在下直接合成的氨，世界上的氨除少量从焦炉气中回收副产外，绝大部分是合成的氨。合成氨主要用作化肥、冷冻剂和化工原料。

① 天然气制氨。天然气先经脱硫，然后通过二次转化，再分别经过一氧化碳变换、二氧化碳脱除等工序，得到的氮氢混合气，其中尚含有一氧化碳和二氧化碳约0.1％～0.3％（体积），经甲烷化作用除去后，制得氢氮摩尔比为3的纯净气，经压缩机压缩而进入氨合成回路，制得产品氨。以石脑油为原料的合成氨生产流程与此流程相似。

② 重质油制氨。重质油包括各种深度加工所得的渣油，可用部分氧化法制得合成氨原料气，生产过程比天然气蒸气转化法简单，但需要有空气分离装置。空气分离装置制得的氧用于重质油气化，氮作为氨合成原料外，液态氮还用作脱除一氧化碳、甲烷及氩的洗涤剂。

③ 煤（焦炭）制氨。随着石油化工和天然气化工的发展，以煤（焦炭）为原料制取氨的方式在世界上已很少采用。

o

合成氨工艺流程图

关于合成氨的流程图

o

合成氨的在线分析检测点

1综述

1.1甲醇生产的发展

1.1.1国外甲醇生产的发展

甲醇是醇类中最简单的一元醇。1661年英国化学家R.波义耳首先在木材干馏后的液体产物中发现甲醇，故甲醇俗称木精、木醇。在自然界只有某些树叶或果实中含有少量的游离态甲醇，绝大多数以酯或醚的形式存在。1857年法国的M·贝特洛在实验室用一氯甲烷在碱性溶液中水解也制得了甲醇。

1923年德国BASF公司首先用合成气在高压下实现了甲醇的工业化生产，直到1965年，这种高压法工艺是合成甲醇的唯一方法。1966年英国ICI公司开发了低压法工艺，接着又开发了中压法工艺。1971年德国的Lurgi公司相继开发了适用于天然气－渣油为原料的低压法工艺。由于低压法比高压法在能耗、装置建设和单系列反应器生产能力方面具有明显的优越性，所以从70年代中期起，国外新建装置大多采用低压法工艺。世界上典型的甲醇合成工艺主要有ICI工艺、Lurgi工艺和三菱瓦斯化学公司(MCC)工艺[1]。目前，国外的液相甲醇合成新工艺具有投资省、热效率高、生产成本低的显著优点，尤其是LPMEOHTM工艺，采用浆态反应器，特别适用于用现代气流床煤气化炉生产的低H2/(CO＋CO2)比的原料气，在价格上能够与天然气原料竞争[2]。