年產(chǎn)35萬(wàn)噸甲醇的工藝設(shè)計(jì)文獻(xiàn)綜述

1、年產(chǎn)35萬(wàn)噸甲醇的工藝設(shè)計(jì)文獻(xiàn)綜述學(xué)生： 指導(dǎo)教師：1甲醇的物化性質(zhì)和用途1.1 物理性質(zhì)甲醇又名：木醇，木酒精，遇熱、明火或氧化劑易著火。甲醇（CH3OH）是一種無(wú)色、透明、高度揮發(fā)、易燃液體。略有酒精氣味。分子式 CH4O。分子量32.04。相對(duì)密度0.792(20/4)。熔點(diǎn)-97.8。沸點(diǎn)64.5。閃點(diǎn) 12.22。自燃點(diǎn)463.89。蒸氣密度1.11。蒸氣13.33KPa(100mmHg21.2)。蒸氣與空氣混合物爆炸下限636.5 %。能與水、乙醇、乙醚、苯、酮、鹵代烴和許多其他有機(jī)溶劑相混溶。1.2 化學(xué)性質(zhì)甲醇屬神經(jīng)性巨毒物質(zhì)，可以通過(guò)呼吸道、腸胃和皮膚吸收引起中毒。誤飲510

2、ml即可導(dǎo)致嚴(yán)重中毒，10ml以上即有眼睛失明的危險(xiǎn)，30ml以上能使人致死。國(guó)家衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定空氣中允許濃度為50mg/m3。甲醇是最簡(jiǎn)單的飽和脂肪醇，因此具有脂肪醇的化學(xué)性質(zhì)，可進(jìn)行氧化、酯化、羰基化、胺化、脫水等反應(yīng)。 （1）甲醇的氧化反應(yīng)： 甲醇在空氣中可被氧化為甲醛，進(jìn)而氧化成甲酸。 CH3OHO2HCHO+H2O HCHO+O2HCOOH（2）甲醇的氨化反應(yīng)： 甲醇與氨以一定比例混合，在370420，5.020.0MPa下通過(guò)活性氧化鋁催化劑，可生成一甲胺、二甲胺、三甲胺的混合物。 NH3+CH3OHCH3NH2+H2O NH3+2CH3OH(CH3)2NH+2H2O NH3+3CH

3、3OH(CH3)3N+3H2O（3）甲醇的酯化反應(yīng)： 甲醇可與酸、堿發(fā)生反應(yīng)如：甲醇和甲酸酯化反應(yīng)生成甲酸甲酯 。 CH3OH+HCOOHHCOOCH3+H2O甲醇與氫氧化鈉在85100下反應(yīng)生成甲醇鈉。 CH3OH+NaOHCH3ONa+H2O（4）羰基化反應(yīng) 甲醇和光氣發(fā)生羰基化反應(yīng)生成氯甲酸甲酯，進(jìn)一步反應(yīng)生成碳酸二甲酯：CH3OH + COCl2CH3O COCl + HClCH3O COCl + CH3OH(CH3O)2CO（5）脫水反應(yīng) 甲醇在高溫和酸性催化劑如ZSM-5，r-Al2O3 作用下分子間脫水生成二甲醚。2CH3OH(CH3)2O+H2O（6）裂解反應(yīng) 在銅催化劑上，甲

4、醇可裂解成CO和H2。CH3OHCO+H2它是重要有機(jī)化工原料和優(yōu)質(zhì)燃料。主要用于制造甲醛、醋酸、氯甲烷、甲氨、硫酸二甲脂等多種有機(jī)產(chǎn)品，也是農(nóng)藥、醫(yī)藥的重要原料之一。 甲醇亦可代替汽油作燃料使用。甲醇是假酒的主要成分，過(guò)多食用會(huì)導(dǎo)致失明，甚至死亡！1.3 用途甲醇的主要應(yīng)用領(lǐng)域是生產(chǎn)甲醛，甲醛可用來(lái)生產(chǎn)膠粘劑，主要用于木材加工業(yè)，其次是用作模塑料、涂料、紡織物及紙張等的處理劑，其中用作木材加工的膠粘劑約占其消費(fèi)總量的80。甲醇另一主要用途是生產(chǎn)醋酸。醋酸消費(fèi)約占全球甲醇需求的7，可生產(chǎn)醋酸乙烯、醋酸纖維和醋酸酯等，其需求與涂料、粘合劑和紡織等方面的需求密切相關(guān)。我國(guó)醋酸主要消費(fèi)領(lǐng)域是醋酸乙烯

5、/聚乙烯醇、醋酸酯類(lèi)、醋酐、對(duì)苯二甲酸(pta)、氯乙酸等。醋酸消費(fèi)約占全球甲醇需求的7，其需求與涂料、粘合劑和紡織等方面的需求密切相關(guān)。甲醇還被用來(lái)生產(chǎn)甲基丙烯酸甲酯，甲基丙烯酸甲酯約占全球甲醇需求的23，主要用來(lái)生產(chǎn)丙烯酸板材、表面涂料和模塑樹(shù)脂等。甲醇不僅是重要的化工原料，而且還是性能優(yōu)良的能源和車(chē)用燃料。甲醇與異丁烯反應(yīng)得到mtbe，它是高辛烷值無(wú)鉛汽油添加劑，亦可用作溶劑。自1973年第一套100 kt/a裝置建成投產(chǎn)以來(lái)，它已成為世界上僅次于甲醛的第二大甲醇消費(fèi)大戶(hù)。甲基叔戊基醚(tame)也是重要的汽油含氧添加劑。甲醇和二甲醚按一定比例配制而成的新型液體燃料稱(chēng)為醇醚燃料。它的燃燒

6、效率和熱效率均高于液化氣。在尋求汽油替代燃料的過(guò)程中，醇醚燃料具有較大的應(yīng)用潛力。甲醇也可以直接作為汽車(chē)燃料使用。2 生產(chǎn)發(fā)展史和主要生產(chǎn)方法2.1 甲醇生產(chǎn)工藝的發(fā)展1661年英國(guó)化學(xué)家R.波義耳首先在木材干餾后的液體產(chǎn)物中發(fā)現(xiàn)甲醇，故甲醇俗稱(chēng)木精、木醇。在自然界只有某些樹(shù)葉或果實(shí)中含有少量的游離態(tài)甲醇，絕大多數(shù)以酯或醚的形式存在。1857年法國(guó)的M·貝特洛在實(shí)驗(yàn)室用一氯甲烷在堿性溶液中水解也制得了甲醇。1923年德國(guó)BASF公司首先用合成氣在高壓下實(shí)現(xiàn)了甲醇的工業(yè)化生產(chǎn)，直到1965年，這種高壓法工藝是合成甲醇的唯一方法。1966年英國(guó)ICI公司開(kāi)發(fā)了低壓法工藝，接著又開(kāi)發(fā)了中壓

7、法工藝。1971年德國(guó)的Lurgi公司相繼開(kāi)發(fā)了適用于天然氣渣油為原料的低壓法工藝。從70年代中期起，國(guó)外新建裝置大多采用低壓法工藝。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(xué)公司(MCC)工藝 。目前，國(guó)外的液相甲醇合成新工藝具有投資省、熱效率高、生產(chǎn)成本低的顯著優(yōu)點(diǎn)，尤其是LPMEOHTM工藝，采用漿態(tài)反應(yīng)器，特別適用于用現(xiàn)代氣流床煤氣化爐生產(chǎn)低的原料氣，在價(jià)格上能夠與天然氣原料相競(jìng)爭(zhēng)。我國(guó)的甲醇生產(chǎn)始于1957年，50年代在吉林、蘭州和太原等地建成了以煤或焦炭為原料來(lái)生產(chǎn)甲醇的裝置。60年代建成了一批中小型裝置，并在合成氨工業(yè)的基礎(chǔ)上開(kāi)發(fā)了聯(lián)產(chǎn)法生產(chǎn)甲醇的工藝

8、。70年代四川維尼綸廠(chǎng)引進(jìn)了一套以乙炔尾氣為原料的95 kt/a低壓法裝置，采用英國(guó)ICI技術(shù)。1995年12月，由化工部第八設(shè)計(jì)院和上海化工設(shè)計(jì)院聯(lián)合設(shè)計(jì)的200kt/a甲醇生產(chǎn)裝置在上海太平洋化工公司順利投產(chǎn)，標(biāo)志著我國(guó)甲醇生產(chǎn)技術(shù)向大型化和國(guó)產(chǎn)化邁出了新的一步。2000年，杭州林達(dá)公司開(kāi)發(fā)了擁有完全自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的JW低壓均溫甲醇合成塔技術(shù)，打破長(zhǎng)期來(lái)被ICI、Lurgi等國(guó)外少數(shù)公司所壟斷擁的局面，并在2004年獲得國(guó)家技術(shù)發(fā)明二等獎(jiǎng)。2005年，該技術(shù)成功應(yīng)用于國(guó)內(nèi)首家焦?fàn)t氣制甲醇裝置上。國(guó)內(nèi)主要的研究單位有南華集團(tuán)研究院、西南化工研究院、齊魯石化公司研究院等。對(duì)于我國(guó)，從資源背景看，

9、煤炭?jī)?chǔ)量遠(yuǎn)大于石油、天然氣儲(chǔ)量，隨著石油資源緊缺、油價(jià)上漲，因此在大力發(fā)展煤炭潔凈利用技術(shù)的背景下，在很長(zhǎng)一段時(shí)間內(nèi)煤是我國(guó)甲醇生產(chǎn)最重要的原料。2.2 甲醇生產(chǎn)方法工業(yè)上生產(chǎn)甲醇曾今有許多方法，早期用木材或木質(zhì)干餾法制甲醇，此法需要大量木材，而且產(chǎn)量很低，現(xiàn)早已淘汰。氯乙烷水解法也可以制甲醇，但因水解法價(jià)格昂貴，在工業(yè)上沒(méi)有得到應(yīng)用。甲烷部分氧化法可以生產(chǎn)甲醇，而且價(jià)格便宜，工藝流程簡(jiǎn)單，但因生產(chǎn)技術(shù)比較復(fù)雜，副反應(yīng)多，產(chǎn)品分離難，原料利用率低，工業(yè)尚未采用。目前合成甲醇的工業(yè)生產(chǎn)是以固體（如煤、焦炭）、液體（如原油、重油、輕油）或氣體（如天然氣及其它可燃性氣體）為原料，經(jīng)造氣、凈化（脫硫）

10、變換，除二氧化碳，配制成一定配比的合成氣。在不同的催化劑存在下，選用不同的工藝條件可單產(chǎn)甲醇，可分為高壓法、低壓法和中壓法。（1）高壓法，即合成氣在高溫（340420）、高壓（3050MPa）下，以鋅-鉻氧化物作催化劑，其生產(chǎn)能力大，單程轉(zhuǎn)化率較高。但是，高壓法有許多缺點(diǎn)，如合成壓力和溫度高、設(shè)備投資和操作費(fèi)用大、操作復(fù)雜、溫度壓力不易控制、副產(chǎn)物多，原料損失大。 （2）低壓法，即用合成氣為原料在低壓（5MPa）、溫度為275左右下進(jìn)行，采用銅基催化劑合成甲醇，是近幾年開(kāi)發(fā)的合成甲醇的新方法。低壓法的特點(diǎn)是選擇性高，粗甲醇中的雜質(zhì)少，精制甲醇質(zhì)量好。 （3）中壓法，即以合成氣為原料，操作壓力為

11、1027MPa，溫度235275，催化劑為銅基催化劑。此法的特點(diǎn)是處理量大、設(shè)備龐大、占地面積大、是綜合了高壓、低壓法的優(yōu)缺點(diǎn)而提出來(lái)的。此法目前發(fā)展較快，新建廠(chǎng)的規(guī)模也趨大型化。 我國(guó)獨(dú)創(chuàng)的聯(lián)醇工藝，實(shí)際上也是一種中壓法合成甲醇的方法。2.3 工藝流程 本設(shè)計(jì)采用低壓法。低壓工藝流程是指采用低溫、低壓和高活性銅基催化劑，在5MPa左右壓力下，由合成氣合成甲醇的工藝流程。 天然氣經(jīng)加熱爐加熱后，進(jìn)入轉(zhuǎn)化爐發(fā)生部分氧化反應(yīng)生成合成氣，合成氣經(jīng)廢熱鍋爐和加熱器換熱后，進(jìn)入脫硫器，脫硫后的合成氣經(jīng)水冷卻和汽液分離器，分離除去冷凝水后進(jìn)入合成氣三段離心式壓縮機(jī)，壓縮至稍低于5MPa。從壓縮機(jī)第三段出來(lái)

12、的氣體不經(jīng)冷卻，與分離器出來(lái)的循環(huán)氣混合后，在循環(huán)壓縮機(jī)中壓縮到稍高于5MPa的壓力，進(jìn)入合成塔。循環(huán)壓縮機(jī)為單段離心式壓縮機(jī)，它與合成氣壓縮機(jī)一樣都采用氣輪機(jī)驅(qū)動(dòng)。 合成塔頂尾氣經(jīng)轉(zhuǎn)化后含CO2量稍高，在壓縮機(jī)的二段后，將氣體送入CO2吸收塔，用K2CO3溶液吸收部分CO2，使合成氣中CO2保持在適宜值。吸收了CO2的K2CO3溶液用蒸汽直接再生，然后循環(huán)使用。合成塔中填充CuO-ZnO-Al2O3催化劑，于5MPa壓力下操作。由于強(qiáng)烈的放熱反應(yīng)，必須迅速移出熱量，流程中采用在催化劑層中直接加入冷原料的冷激法，保持溫度在240270之間。經(jīng)合成反應(yīng)后，氣體中含甲醇3.5%4%（體積），送入加

13、熱器以預(yù)熱合成氣，塔釜部物料在水冷器中冷卻后進(jìn)入分離器。粗甲醇送中間槽，未反應(yīng)的氣體返回循環(huán)壓縮機(jī)。為防止惰性氣體的積累，把一部分循環(huán)氣放空。 粗甲醇中甲醇含量約80%，其余大部分是水。此外，還含有二甲醚及可溶性氣體，稱(chēng)為輕餾分。水、酯、醛、酮、高級(jí)醇稱(chēng)為重餾分。以上混合物送往脫輕組分塔，塔頂引出輕餾分，塔底物送甲醇精餾塔（，塔頂引出產(chǎn)品精甲醇，塔底為水，接近塔釜的某一塔板處引出含異丁醇等組分的雜醇油。產(chǎn)品精甲醇的純度可達(dá)99.85%（質(zhì)量）。3 生產(chǎn)原理和原料來(lái)源3.1 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)，主要生成CH3OH和H2O的放熱可逆復(fù)雜反應(yīng)過(guò)程。其

14、主要反應(yīng)方程式如下：CO + 2H2 CH3OH+102.37kJ/mol副反應(yīng)： 2CO+4H2 (CH3)2O +H2O+200.39kJ/molCO+3H2CH4+H2O+115.69kJ/mol4CO+8H2C4H9OH+3H2O+49.62kJ/molCO2+H2CO+H2O-42.92kJ/mol目前，甲醇生產(chǎn)普遍采用CuO-ZnO-Al2O3或CuO-ZnO-Cr2O3系列催化劑，活性區(qū)域在473563K之間，最佳活性使用溫區(qū)500530 K之間?；钚詼貐^(qū)較窄，而甲醇合成反應(yīng)又是一個(gè)強(qiáng)烈放熱反應(yīng),雖然對(duì)化學(xué)反應(yīng)來(lái)說(shuō),溫度升高會(huì)使分子運(yùn)動(dòng)加快,分子內(nèi)的有效碰撞增多,并使分子有效結(jié)合

15、的機(jī)會(huì)增加,使甲醇合成反應(yīng)加快；但是由于CO、CO2與H2生成CH3OH的反應(yīng)是可逆放熱反應(yīng),隨著溫度增高逆反應(yīng)的化學(xué)平衡常數(shù)增大，對(duì)甲醇生成不利。因此，要求甲醇反應(yīng)放出的熱量，應(yīng)及時(shí)移走。另外，從上述化學(xué)反應(yīng)方程式可以看出, CO、CO2與H2生成CH3OH的反應(yīng)是一個(gè)體積縮小的反應(yīng)，提高合成的壓力有利于反應(yīng)；由于催化劑廠(chǎng)家開(kāi)發(fā)了高活性的催化劑，近年來(lái)，低壓甲醇合成工藝得到了廣泛的應(yīng)用。3.2 反應(yīng)條件的影響（1）溫度 由合成氣合成甲醇的反應(yīng)為可逆放熱反應(yīng)，其總速度是正、逆反應(yīng)速度之差。隨著反應(yīng)溫度的增加，正、逆反應(yīng)的速度都要增加，但是吸熱方向（逆反應(yīng)）反應(yīng)速度增加的更多。因此，可逆放熱反應(yīng)

16、的總速度的變化有一個(gè)最大值，此最大值對(duì)應(yīng)的溫度即為“最適宜溫度”，它可以從反應(yīng)速度方程式計(jì)算出來(lái)。 實(shí)際生產(chǎn)中的操作溫度取決于一系列因素，如催化劑、壓力、原料氣組成、空間速度和設(shè)備使用情況等，尤其取決于催化劑。高壓法鋅鉻催化劑上合成甲醇的操作溫度是低于最適宜溫度的。在催化劑使用初期為380390，后期提高到390420。溫度太高，催化劑活性和機(jī)械強(qiáng)度很快下降，而且副反應(yīng)嚴(yán)重。低、中壓合成時(shí)，銅催化劑特別不耐熱，溫度不能超過(guò)300，而200以下反應(yīng)速度又很低，所以最適宜溫度確定為240270。反應(yīng)初期，催化劑活性高，控制在240，后期逐漸升溫到270。 （2）壓力 甲醇合成反應(yīng)，是一個(gè)體積縮小的

17、反應(yīng)，增加壓力，反應(yīng)向生成甲醇方向移動(dòng)；從動(dòng)力學(xué)考慮，增加壓力，提高了反應(yīng)物分壓，加快了反應(yīng)的進(jìn)行；另外，提高壓力也對(duì)抑制副反應(yīng)，提高甲醇質(zhì)量有利。所以，提高壓力對(duì)反應(yīng)是有利的。但是，壓力也不宜過(guò)高，否則，不僅增加了動(dòng)力的消耗，而且對(duì)設(shè)備和材料的要求也相應(yīng)提高。聯(lián)醇生產(chǎn)的合成壓力還受到催化劑特性和合成氨工藝的制約。目前，中小型氮肥廠(chǎng)聯(lián)產(chǎn)裝置多設(shè)置在脫碳后、精煉前，采用1013MPa壓力，在雙甲工藝中，也采用5.08.0MPa和1531.4MPa。（3）空速 空速是調(diào)節(jié)甲醇合成塔爐溫及產(chǎn)醇量的重要手段。在一定條件下，空速增加，氣體與催化劑接觸時(shí)間減少，出塔氣體中甲醇含量降低。但由于空速的增加，單

18、位時(shí)間內(nèi)通過(guò)催化劑的氣體量增加，所以甲醇實(shí)際產(chǎn)量是增加的。當(dāng)空速增大到一定的范圍時(shí)，甲醇產(chǎn)量的增加就不明顯了。同時(shí)由于空速的增加，消耗的能量也隨之增大，氣體帶走的熱量也增加。當(dāng)氣體帶走的熱量大于反應(yīng)熱時(shí)，床層溫度會(huì)難于維持。甲醇合成的空速受系統(tǒng)壓力、氣量、氣體組成和催化劑性能等諸多因素影響。聯(lián)醇生產(chǎn)中，除催化劑使用初期，較短時(shí)間內(nèi)能維持較高空速外，一般維持在12000h -1左右。 （4）原料氣純度 生產(chǎn)一般采用氫過(guò)量。氫過(guò)量可以抑制高級(jí)醇、高級(jí)烴和還原性物質(zhì)的生成，提高粗甲醇的濃度和純度。同時(shí)，過(guò)量的氫可以起到稀釋作用，且因氫的導(dǎo)熱性能好，有利于防止局部過(guò)熱和控制整個(gè)催化劑床層的溫度。 但是

19、，氫過(guò)量太多會(huì)降低反應(yīng)設(shè)備的生產(chǎn)能力。工業(yè)生產(chǎn)上采用銅基催化劑的低壓法甲醇合成，一般控制氫氣與一氧化碳的摩爾比為（2.23.0）:1。原料氣中有一定含量的二氧化碳時(shí)，可以降低反應(yīng)峰值溫度。對(duì)于低壓法合成甲醇，二氧化碳含量體積分?jǐn)?shù)為5%時(shí)甲醇收率最好。此外，二氧化碳的存在也可抑制二甲醚的生成。 原料氣中有氮及甲烷等惰性物存在時(shí)，使氫氣及一氧化碳的分壓降低，導(dǎo)致反應(yīng)轉(zhuǎn)化率下降。反應(yīng)系統(tǒng)中的惰性氣體含量保持在一定濃度范圍。工業(yè)生產(chǎn)上一般控制循環(huán)氣量為新鮮原料氣量的3.56倍。 （5）催化劑 CuO和ZnO兩種組分有相互促進(jìn)的作用。 實(shí)驗(yàn)證明，CuO-ZnO催化劑的活性比任何單獨(dú)一種氧化物都高。 但該

20、催化劑對(duì)老化的抵抗力差，并對(duì)毒物十分敏感。有實(shí)際意義的含銅催化劑都是三組分氧化物催化劑。第三組分是Al2O3或Cr2O3。 由于鉻對(duì)人體有害，因此工業(yè)上CuO-ZnO-Al2O3應(yīng)用更為普遍。3.3 原料來(lái)源早期用木材或木質(zhì)素干餾法制甲醇的方法，今天在工業(yè)上已經(jīng)被淘汰了。今后，木質(zhì)以及農(nóng)作物、有機(jī)廢料以至城市垃圾等，都可以可以作為制造甲醇的主要原料，這些物質(zhì)是作為碳資源，轉(zhuǎn)化為碳的化合物，再以人工和成方法而制取甲醇。工業(yè)合成甲醇的原料來(lái)源有天然氣、石腦油、重油、焦炭、煤、焦?fàn)t氣、乙炔尾氣等。本世紀(jì)50年代以來(lái)，原料結(jié)構(gòu)發(fā)生了很大變化，以氣體、液體燃料為原料生產(chǎn)甲醇原料氣，不論從工程投資、能量消

21、耗、生產(chǎn)成本來(lái)看都有明顯的優(yōu)越性，很快得到重視。于是甲醇生產(chǎn)由固體燃料為主轉(zhuǎn)移到以氣體、液體燃料為主。目前，按生產(chǎn)甲醇的原料分有合成氣（CO+ H2）方法和其他原料方法。4 目前國(guó)內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀、發(fā)展趨勢(shì)及新技術(shù)應(yīng)用4.1 目前國(guó)內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀國(guó)外甲醇工藝技術(shù)目前, 國(guó)外以天然氣為原料生產(chǎn)的甲醇占92% ,以煤為原料生產(chǎn)的甲醇2.3% ,因此國(guó)外公司的甲醇技術(shù)均集中于天然氣制甲醇。國(guó)際上廣泛采用的先進(jìn)的甲醇生產(chǎn)工藝技術(shù)主要有:DAVY(原I.C.I)、OPSOE、Uhde、Lurgi公司甲醇技術(shù)等, 不同甲醇技術(shù)的消耗及能耗差異不大, 其主要的差異在于所采用的主要設(shè)備甲醇合成塔的類(lèi)型不同

22、。DAVY甲醇技術(shù)特點(diǎn)DAVY低壓甲醇合成技術(shù)的優(yōu)勢(shì)在于其性能優(yōu)良的低壓甲醇合成催化劑,合成壓力:5.010M Pa,大規(guī)模甲醇生產(chǎn)裝置的合成壓力為810MPa。合成塔型式有:第一種, 激冷式合成塔, 單塔生產(chǎn)能力大,出口甲醇濃度約為46%。第二種, 內(nèi)換熱冷管式甲醇合成塔。最近又開(kāi)發(fā)了水管式合成塔。精餾多數(shù)采用二塔,有時(shí)用三塔精餾,與蒸汽系統(tǒng)設(shè)置統(tǒng)一考慮。蒸汽系統(tǒng):分為高壓10.5MPa、中壓2.8MPa、低壓0.45MPa三級(jí)。轉(zhuǎn)化產(chǎn)生的廢熱與轉(zhuǎn)化爐煙氣廢熱, 用于產(chǎn)生10.5MPa、510高壓過(guò)熱蒸汽。高壓過(guò)熱蒸汽用于驅(qū)動(dòng)合成壓縮機(jī)蒸汽透平, 抽出中壓蒸汽用作裝置內(nèi)使用。Lurgi甲醇技

23、術(shù)Lurgi公司的合成有自己的特色, 即有自己的合成塔專(zhuān)利。其特點(diǎn)是合成塔為列管式, 副產(chǎn)蒸汽,管內(nèi)是Lurgi 合成催化劑, 管間是鍋爐水, 副產(chǎn)3.54.0MPa的飽和中壓蒸汽。由于大規(guī)模裝置如2000MTPD的合成塔直徑太大, 常采用兩個(gè)合成塔并聯(lián)。若規(guī)模更大, 則采用列管式合成塔后再串一個(gè)冷管式或熱管式合成塔, 同時(shí)還可采用兩個(gè)系列的合成塔并聯(lián)。Lurgi工藝的精餾采用三塔精餾或三塔精餾后再串一個(gè)回收塔。有時(shí)也采用兩塔精餾。三塔精餾流程的預(yù)精餾塔和加壓精餾塔的再沸器熱源來(lái)自轉(zhuǎn)化氣的余熱。因此,精餾消耗的低壓蒸汽很少。TOPSOE的甲醇技術(shù)特點(diǎn)TOPSOE公司為合成氨、甲醇工業(yè)主要的專(zhuān)利

24、技術(shù)商及催化劑制造商, 其甲醇技術(shù)特點(diǎn)主要表現(xiàn)在甲醇合成上的有:甲醇合成塔采用BWR合成塔(列管副產(chǎn)蒸汽) ,或采用CMD多床絕熱式合成塔。其流程特點(diǎn)為: 采用軸向絕熱床層, 塔間設(shè)換熱器, 廢熱用于預(yù)熱鍋爐給水或飽和系統(tǒng)循環(huán)熱水。進(jìn)塔溫度為220。單程轉(zhuǎn)化率高、催化劑體積少、合成塔結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、單系列生產(chǎn)能力大。合成壓力5.010.0MPa, 根據(jù)裝置能力優(yōu)化。日產(chǎn)2000噸甲醇裝置,合成壓力約為8MPa。采用三塔或四塔(包括回收塔) 工藝技術(shù)。TEC甲醇技術(shù)特點(diǎn)合成工藝采用ICI低壓甲醇技術(shù)。精餾采用Lurgi公司的技術(shù)。合成采用ICI低壓甲醇合成催化劑。合成塔: 采用TEC的MRF-Z合成塔

25、(多層徑向合成塔) , 出口甲醇濃度可達(dá)8%。合成塔阻力降小,為0.1MPa。甲醇合成廢熱用于產(chǎn)生3.54.0M Pa中壓蒸汽, 中壓蒸汽可作為工藝蒸汽,或過(guò)熱后用于透平驅(qū)動(dòng)蒸汽。三菱重工業(yè)公司甲醇技術(shù)特點(diǎn)三菱甲醇技術(shù)與I.C.I工藝相類(lèi)似, 其特點(diǎn)是:采用結(jié)構(gòu)獨(dú)特的超級(jí)甲醇合成塔。合成壓力與甲醇裝置能力有關(guān)。日產(chǎn)2000噸甲醇裝置, 合成壓力約為8.0MPa。超級(jí)甲醇合成塔特點(diǎn)是:采用雙套管,催化劑溫度均勻,單程轉(zhuǎn)化率高,合成塔出口濃度最高可達(dá)14%。副產(chǎn)3.54.0MPa 中壓蒸汽的合成塔,出口濃度可達(dá)810%。合成系統(tǒng)循環(huán)量比傳統(tǒng)技術(shù)大為減少,所消耗補(bǔ)充氣最少。采用2塔或3塔精餾, 根據(jù)

26、蒸汽系統(tǒng)設(shè)置而定。伍德公司甲醇技術(shù)特點(diǎn)采用I.C.I低壓合成工藝及催化劑, 日產(chǎn)2000甲醇裝置合成壓力為8.0MPa。合成塔:伍德公司采用改進(jìn)的氣冷激式菱形反應(yīng)器、等溫合成塔、冷管式合成塔。CASALE公司ARC合成塔(多層軸徑向合成塔) ,單系列生產(chǎn)能力最高可達(dá)3000MTPD。合成廢熱回收方式:預(yù)熱鍋爐給水,設(shè)備投資低。等溫合成塔:副產(chǎn)中壓蒸汽的管殼式合成塔, 中壓蒸汽壓力為3.54.0MPa,單塔生產(chǎn)能力最高可達(dá)1200MTPD。設(shè)備投資高。冷管式合成塔:軸向、冷管間接換熱, 單塔生產(chǎn)能力最高可達(dá)2000MTPD。設(shè)備投資低?？刹捎?塔、3塔精餾或4塔精餾, 其比較如下:2塔精餾,甲醇

27、回收率為98.5% ,1噸甲醇耗1.2噸低壓蒸汽。3塔精餾,甲醇回收率為99% ,1噸甲醇耗0.47噸低壓蒸汽。4塔精餾，設(shè)甲醇回收塔,甲醇回收率為99. 5%,1噸甲醇耗0.45噸低壓蒸汽。林德公司甲醇技術(shù)的特點(diǎn)采用I.C.I低壓合成工藝及催化劑。采用副產(chǎn)蒸汽的螺旋管式等溫合成塔, 管內(nèi)為鍋爐水, 中壓蒸汽壓力為3.54.0M Pa,氣體阻力降低。其余部分與ICI低壓甲醇類(lèi)似。由中國(guó)研究的聯(lián)醇工藝，實(shí)際上也是一種中壓合成甲醇的方法，所謂聯(lián)醇，就是與合成氨聯(lián)合生產(chǎn)甲醇，這是一種合成氣凈化的工藝，以代替合成氨生產(chǎn)中銅氨液脫除微量碳氧化物而開(kāi)發(fā)的一種新工藝。聯(lián)醇生產(chǎn)時(shí)在壓縮機(jī)五段出口與銅洗工段進(jìn)口之間增加一套甲醇的合成裝置，包括甲醇合成塔、循環(huán)機(jī)、水冷器、分離器和粗甲醇貯槽等相關(guān)設(shè)備。壓縮機(jī)五段出口氣體先進(jìn)入甲醇合成塔，使大部分原先要在銅洗工段除去的一氧化碳和二氧化碳在甲醇合成塔中與氫氣反應(yīng)生成甲