5粗甲醇精制
（4）小组互动、探讨、回答问题
1、请第一组同学简要说出粗甲醇三塔精馏工艺流程中的预精馏塔的工艺流程？
答：自甲醇合成装置来的粗甲醇（40℃，0.4MPa），进入到粗甲醇缓冲罐，经 粗甲醇预热器加热至70℃，进入预精馏塔，低沸点的杂质从预精馏塔排出，冷却 分离出水后作为燃料气，回收的甲醇液作为回流液，预精馏塔底部粗甲醇液经加 压塔进料泵进入加压精馏塔
化学 方法
Part 3
粗甲醇精馏的主要设备
（1）精馏塔
泡罩塔 板式塔 浮阀塔 粗甲醇三塔精 馏塔均选用浮阀塔
• 精 馏 塔
填料塔 筛板塔 新型高效的波纹网填料塔已在甲醇精 馏塔得到应用,与浮阀塔相比，造价低、 压降低、塔总高也低 .
塔板（塔盘）
壳体 组成 冷凝器
加热器
蒸汽A：Tn+1＞Tn，蒸汽A的温度降低， 出现部分冷凝，将一部分重组分含量较 高的液体留在塔板的积液层上，另一部 分变成轻组分含量高、温度低的气相， 进入n-1层塔板 液体B：Tn＞Tn+1，液相第n层塔板上吸 收了热量，发生部分汽化，轻组分又变 成气体汇入刚才气相中，另一部分重组 分保持液态落在第n块板上 本质：液相多次部分汽化、气相多次部 分冷凝
Part 2
粗甲醇精馏的原理和方法
（1）粗甲醇的组成
组分 CH3OH
含量 81.1 17.9 0.1 0.33 38ppm 151ppm 0.54 67ppm
主要成分
甲醇 水 沸点醇 氢气 一氧化碳
H2O CH3OCH3 高沸点醇 H2 CO CO2 CH4
粗甲醇
其他成分
二氧化碳 甲烷 其他杂质
Part 4
粗甲醇三塔精馏工艺流程
（1）粗甲醇三塔精馏工艺流程
（2）粗甲醇三塔精馏示意图
（3）粗甲醇三塔精馏工艺流程简述
合成装置来的粗甲醇（40℃，0.4MPa），经粗甲醇预热器加热至70℃， 进入预精馏塔，低沸点的杂质从塔顶排出，冷却分离出水后作为燃料气，回 收的甲醇液作为回流液，预精馏塔底部粗甲醇液经加压塔进料泵进入加压精 馏塔，加压塔再沸器以 1.3MPa 低压蒸汽作为热源，加压塔塔顶馏出甲醇气 体（ 0.66MPa ， 122℃）经常压塔再沸器后，甲醇气被冷凝，精甲醇回到加 压塔回流槽，一部分精甲醇作为回流，另一部分进入精甲醇计量槽中。加压 精馏塔塔底釜液（0.6MPa，125℃）进入常压精馏塔，常压精馏塔顶部排出 精甲醇气（0.13MPa，67℃），经冷凝冷却器冷凝冷却后一部分回流另一部 分打到精甲醇计量槽内贮存
（4）小组互动、探讨、回答问题
2、请第二组同学说出粗甲醇三塔精馏工艺流程中的加压精馏塔的工艺流程？
答：自预精馏塔底部来的粗甲醇液，经加压进料泵打入加压精馏塔，加压精馏 塔再沸器以1.3MPa低压蒸汽作为热源，加热进入加压精馏塔的粗甲醇液，加压精 馏塔塔顶馏出甲醇气体（0.66MPa，122℃）经常压塔再沸器后，甲醇气被冷凝， 精甲醇回到加压塔回流槽，一部分精甲醇作为回流，另一部分进入精甲醇计量槽 中
（2）思考与回答
例1：试简述粗甲醇精馏的原理、方法
例2： 简述粗甲醇三塔精馏工艺流程，及预精馏塔、加压精馏塔、常 压精馏塔工艺流程
例3：影响粗甲醇三塔精馏的因素有哪些？
（2）思考与回答
例 4 ： 三塔精馏与传统的双塔精馏有什么区别？
例 5 ： 三塔精馏工艺流程中加压精馏塔和常压精馏塔之间的换热器有什么特点？
N2
48ppm
（2）粗甲醇精馏的原理
相同温度下，同一液体混合物中不同组分的挥发 度不同，经液相多次部分汽化和气相多次部分冷 凝，最后得到较纯组分，实现混合物的分离过程
（3）粗甲醇精制的方法
物理 方法
利用粗甲醇中各组分的挥发度（或沸点） 差异，通过蒸馏的方法将有机杂质、水、 甲醇进行有效分离
采用物理法不能有效降低杂质至精甲醇要求时， 方可采用化学试剂，以此破坏粗甲醇中的杂质， 为保证甲醇的稳定性，若粗甲醇中还原性杂质 含量大于40ppm，宜用KMnO4进行氧化分离
（2）温度的调节
01
蒸汽量增大塔温上升，对重组分上移，影响甲醇 的质量，同时蒸汽加入量过大，上升气速过快， 有可能造成液泛，因此精馏塔升温应小于1℃/次
温度 调节
蒸汽量加入量减少，塔温下降，轻组份下移， 对于预塔来说可能将轻组分带到后面产品塔， 造成产品的KMnO4试验和水溶性试验不合格
02
（3）回流的调节
01
当回流不足时，塔温上升，重组分上移，此时应减小采出，增加回流
02
当回流较大时，塔温降低，轻组分上移，此时应增大采出，减小回流
（4）压力的调节
压力增大，不利于安全，且使不凝气
预精馏塔
不能顺利排放，影响精甲醇的酸度和 水溶性试验
加压塔
压力不足，塔顶甲醇蒸汽量下降，影 响常压塔再沸器下降，压力调节是通 过加压塔塔釜蒸汽加入量及回流量的 大小及温度来调节塔压
4、请第四组同学简述粗甲醇三塔精馏工艺流程的特点？ 答： 1 2 3 4 5
装置处理能力较大 塔高降低，设备造价及安装费用降低 蒸汽消耗低，节能效果显著,能合理利用热能 甲醇产品纯度高（≥99.95％），残液中的含醇量低 在运行中有效解决了精甲醇酸值易偏高的问题 适合于对现有二塔流程进行三塔扩产节能的改造 不增加甲醇的损失量，甲醇回收率可达99％以上 在不增加甲醇损失量的基础上，从甲醇产品中分出有机 杂质，特别是乙醇
（4）小组互动、探讨、回答问题
3、请第三组同学说出粗甲醇三塔精馏工艺流程中的常压精馏塔的工艺流程？
答：自加压精馏塔塔底釜来的甲醇液（0.6MPa ，125℃）进入常压精馏塔，常 压精馏塔顶部排出精甲醇气（0.13MPa，67℃），经冷凝冷却器冷凝冷却后一部分 回流另一部分打到精甲醇计量槽内贮存
（4）小组互动与探讨
正常生产时，回流槽应有足够的合格甲醇以供回 流及调节工况，回流槽给定30%，投自动
釜温升高，釜液停留时间较短，影响 换热效果
Part 6
本节小结
（1）本节内容小结
本节主要讲了以下几点内容：
1. 粗甲醇精制的原因
2. 粗甲醇精馏的原理、方法、主要设备
3. 粗甲醇三塔精馏工艺流程及其特点
4. 粗甲醇三塔精馏的影响因素
（2）塔板
（3）再沸器
再沸器作用：
将塔内最下面的一块塔板 留下的液体进行加热，使 其中的一部分液体发生气 化变成蒸汽，重新会流入 塔，以提供塔内上升的气 流，从而保证塔板上气、 液两相的传质
再沸器一般安装在塔底外部
（4）冷凝器
冷凝器作用： 将塔顶馏出的蒸汽进行 冷凝，使之成为液体，进入 塔顶回流罐 一部分冷凝液进入塔顶 回流，以提供塔内下降的液 流，使其与上升气流进行逆 流传质接触 另一部分冷凝液作为产 品出装置 冷凝器一般安装在塔顶
6
7
8
Part 5
影响粗甲醇精馏的因素
进料量
温度
液位
Hale Waihona Puke 影响因素压力进料 热状态
回流量
（1）进料量的调节
要点一
每次调节流量变化幅度小于1m3/h
要点二
粗甲醇液位下降较快时，要迅速查找原因，若来料不足可减量生产
要点三
当进水多时，塔釜温度也较高但要用回流量和回 流液温度等手段来保证加压塔料含
要点四
应遵循进料时先蒸汽后加料，减量时先减料后蒸汽
THANKS!
馏 精 塔 三
粗甲醇精制
01
02
粗甲醇精制的原因 粗甲醇精馏的原理和方法 粗甲醇精馏的主要设备 粗甲醇三塔精馏工艺流程
目录
CONTENT
03
04 05
影响粗甲醇精馏的因素
本节小结
06
Part 1
粗甲醇精制的原因
粗甲醇精制的原因
自甲醇合成工段来的粗甲醇中含有大量的水、甲醚、有机 杂质、无机杂质等物质，在粗甲醇的后续操作中会增大整个系统 的操作费用，降低甲醇纯度，杂质过多。 鉴于此，需要对粗甲醇进行精制，以期达到甲醇的国家标准、 行业标准
常压塔
压力不足有可能引起负压，使设备受 到损，而压力过高，使甲醇在塔底的 分压增高，造成塔底废水水含量超标
（5）液位的调节
塔釜液位过高，液位高至再沸器回流口，液 相阻力增大，不仅会影响甲醇汽液的热循环，
还容易造成液泛，导致传质、传热效果差
塔釜 液位 A
塔釜液位过低，造成釜液蒸发过大，
B 回流罐 液位
Aspen-Plus模拟甲醇精制过程
ｌ 甲醇简 介及 用途
甲醇是结构最简单的饱 和一元醇 ， 其 化学式 为 Ｃ Ｈ Ｏ Ｈ。甲 醇又称“ 木醇 ” 或“ 木精 ” 。它是无色 、 有酒 精气 味、 易挥 发 的液
体。有毒 ， 误饮 ５—１ ０ ｍ Ｌ能 双 目失 明， 大 量饮 用会 导 致死 亡 。
第２ ２期
范凤艳 ： Ａ ｓ ｐ ｅ ｎ—Ｐ ｌ ｕ ｓ 模拟 甲醇精制过程
・９ ９・
Ａｓ ｐ ｅ ｎ—Ｐ ｌ ｕ ｓ 模 拟 甲醇 精 制过 程
甲醇的工业生产方法
现代工业生产甲醇
天然气制甲醇的生产方法
煤、焦炭制甲醇的生产方法
油制甲醇的原理
1．主、副反应 主反应：CO+2H2
CH3OH
当有二氧化碳存在时，二氧化碳按下列反应生成甲醇： 当有二氧化碳存在时，二氧化碳按下列反应生成甲醇：
CO2+H2 CO+2H2 CO2+3H2
这些副反应的产物还可以进一步发生脱水、 这些副反应的产物还可以进一步发生脱水、缩 酰化或酮化等反应，生成烯烃、酯类、 水、酰化或酮化等反应，生成烯烃、酯类、酮类等 副产物。 副产物。 当催化剂中含有碱性化合物时， 当催化剂中含有碱性化合物时，这些化合物生 成更快。 成更快。 副反应不仅消耗原料， 副反应不仅消耗原料，而且影响粗甲醇的质量 和催化剂的寿命。 和催化剂的寿命。 特别是生成甲烷的反应，是一个强放热反应， 特别是生成甲烷的反应，是一个强放热反应， 不利于操作控制， 不利于操作控制，而且生成的甲烷不能随产品冷 凝，存在于循环系统中更不利于主反应的化学平衡 和反应速率。 和反应速率。
低压法，即用合成气为原料在低压（ ）、温 低压法，即用合成气为原料在低压（5MPa）、温 ）、 度为275℃左右下进行，采用铜基催化剂合成甲醇， 度为 ℃左右下进行，采用铜基催化剂合成甲醇， 是近几年开发的合成甲醇的新方法。 是近几年开发的合成甲醇的新方法。低压法的特 点是选择性高，粗甲醇中的杂质少，精制甲醇质 点是选择性高，粗甲醇中的杂质少， 量好。 量好。 中压法，即以合成气为原料，操作压力为10～ 中压法，即以合成气为原料，操作压力为 ～ 27MPa，温度235～275℃，催化剂为铜基催化剂。 ，温度 ～ ℃ 催化剂为铜基催化剂。 此法的特点是处理量大、设备庞大、占地面积大、 此法的特点是处理量大、设备庞大、占地面积大、 是综合了高压、低压法的优缺点而提出来的。 是综合了高压、低压法的优缺点而提出来的。此 法目前发展较快，新建厂的规模也趋大型化。 法目前发展较快，新建厂的规模也趋大型化。 我国独创的联醇工艺， 我国独创的联醇工艺，实际上也是一种中压法合 成甲醇的方法。 成甲醇的方法。
甲醇合成原理方法与工艺
甲醇合成原理方法与工艺图1煤制甲醇流程示意图煤气经过脱硫、变换，酸性气体脱除等工序后，原料气中的硫化物含量小于0.1mg／m3。
进入合成气压缩机，经压缩后的工艺气体进入合成塔，在催化剂作用下合成粗甲醇，并利用其反应热副产3.9MPa中压蒸汽，降温减压后饱和蒸汽送入低压蒸汽管网，同时将粗甲醇送至精馏系统。
一、甲醇合成反应机理自CO加氢合成甲醇工业化以来，有关合成反应机理一直在不断探索和研究之中。
早期认为合成甲醇是通过CO在催化剂表面吸附生成中间产物而合成的，即CO是合成甲醇的原料。
但20世纪70年代以后，通过同位素示踪研究，证实合成甲醇中的原子来源于CO2，所以认为CO2是合成甲醇的起始原料。
为此，分别提出了CO和CO2合成甲醇的机理反应。
但时至今日，有关合成机理尚无定论，有待进一步研究。
为了阐明甲醇合成反应的模式，1987年朱炳辰等对我国C301型铜基催化剂，分别对仅含有CO或CO2或同时含有CO和CO2三种原料气进行了甲醇合成动力学实验测定，三种情况下均可生成甲醇，试验说明：在一定条件下，CO和CO2均可在铜基催化剂表面加氢生成甲醇。
因此基于化学吸附的CO连续加氢而生成甲醇的反应机理被人们普遍接受。
对甲醇合成而言，无论是锌铬催化剂还是铜基催化剂，其多相(非匀相)催化过程均按下列过程进行：①扩散——气体自气相扩散到气体一催化剂界面；②吸附——各种气体组分在催化剂活性表面上进行化学吸附；③表面吸附——化学吸附的气体，按照不同的动力学假说进行反应形成产物；④解析——反应产物的脱附；⑤扩散——反应产物自气体一催化剂界面扩散到气相中去。
甲醇合成反应的速率，是上述五个过程中的每一个过程进行速率的总和，但全过程的速率取决于最慢步骤的完成速率。
研究证实，过程①与⑤进行得非常迅速，过程②与④的进行速率较快，而过程③分子在催化剂活性界面的反应速率最慢，因此，整个反应过程的速率取决于表面反应的进行速率。
提高压力、升高温度均可使甲醇合成反应速率加快，但从热力学角度分析，由于CO、C02和H2合成甲醇的反应是强放热的体积缩小反应，提高压力、降低温度有利于化学平衡向生成甲醇的方向移动，同时也有利于抑制副反应的进行。
甲醇精馏的方法
1.4.2 甲醇精馏的典型工艺流程甲醇精馏产生工艺有多种，分为单塔精馏，双塔精馏，三塔精馏与四塔精馏(即三塔加回收塔)(1) 单塔流程描述采用铜系催化剂低压法合成甲醇,由于粗甲醇中不仅还原性杂质的含量大大减少,而且二甲醚的含量几十倍地降低,因此在取消化学净化的同时,可将预精馏及甲醇-水-重组分的分离在一台主精馏塔内同时进行,即单塔流程,就能获得一般工业上所需要的精甲醇。
单塔流程更适用于合成甲基燃料的分离,很容易获得燃料级甲醇。
单塔流程(见图1.1)为粗甲醇产品经过一个塔就可以采出产品。
粗甲醇塔中部加料口送入,轻组分由塔顶排出,高沸点的重组分在进料板以下若塔板处引出,水从塔底排出,产品甲醇在塔顶以下若干块塔板引出。
(2) 双塔流程描述双塔工艺是由脱醚塔,甲醇精馏塔或者主塔组成。
主塔在工厂中产量在100万吨/年以下,仅仅能提供简单的过程,所以设备和投资较低。
传统的工艺流程，是最早用于30MPa压力下以锌铬催化剂合成粗甲醇的精制。
主要步骤有：中和、脱醚、预精馏脱轻组分杂质、氧化净化、主精馏脱水和重组分，最终得到精甲醇产品。
在传统工艺流程上，取消脱醚塔和高锰酸钾的化学净化，只剩下双塔精馏(预精馏塔和主精馏塔)。
其高压法锌铬催化剂合成甲醇和中、低压法铜系催化剂合成甲醇都可适用。
从合成工序来的粗甲醇入预精馏塔，此塔为常压操作。
为了提高预精馏塔后甲醇的稳定性，并尽可能回收甲醇，塔顶采用两级冷凝。
塔顶经部分冷凝后的大部分甲醇、水及少量杂质留在液相作为回流返回塔，二甲醚等轻组分(初馏分)及少量的甲醇、水由塔顶逸出，塔底含水甲醇则由泵送至主精馏塔。
主精馏塔操作压力稍高于预精馏塔，但也可以认为是常压操作，塔顶得到精甲醇产品，塔底含微量甲醇及其它重组分的水送往水处理系统（见图1.2）。
(3) 三塔流程描述三塔工艺是由脱醚塔，加压精馏塔和常压精馏塔组成，形成二效精馏与二甲醇精馏塔甲醇产品的镏出物的混合物。
三塔流程（见图1.3）的主要特点是，加压塔塔顶冷凝潜热用作常压塔塔釜再沸器的热源，形成双效精馏二效精馏，因此热量交换在加压塔顶部和常压塔底部之间进行。
甲醇的生产工艺流程
甲醇的生产工艺流程甲醇是一种重要的有机化工产品，广泛应用于化工、能源、医药等领域。
甲醇的生产工艺流程主要包括合成气制备、甲醇合成和甲醇精制三个步骤。
1.合成气制备：煤气化法是将煤通过氧气和蒸汽进行热解，生成一氧化碳和氢气。
该方法适用于煤炭资源丰富的地区，但存在废气处理难、设备复杂等问题。
重整法是利用天然气、石油等烃类物质经过重整反应，生成合成气。
重整法具有工艺简单、操作方便等优点，但对原料质量要求较高。
2.甲醇合成：甲醇合成是指将合成气通过催化剂进行反应，生成甲醇的过程。
目前常用的甲醇合成方法有低温法和高温法。
低温法是将合成气在较低温度（200-300℃）下经过催化剂床层进行反应。
常用的催化剂有氧化锌、铝酸盐等。
低温法反应速度较快，但需要高压（10-20MPa）。
高温法是将合成气在较高温度（400-550℃）下经过催化剂床层进行反应。
常用的催化剂有氧化铜、锌铬等。
高温法反应速度较慢，但操作压力较低（2-5MPa）。
3.甲醇精制：甲醇合成后，还需要进行精制处理以提高甲醇的纯度。
甲醇精制主要包括脱水、脱硫、脱酸等步骤。
脱水是将甲醇中的水分去除，常用的方法有蒸汽脱水、吸附脱水等。
脱硫是将甲醇中的硫化物去除，常用的方法有氧化脱硫、吸附脱硫等。
脱酸是将甲醇中的酸性物质去除，常用的方法有碱洗、脱酸剂吸附等。
此外，甲醇精制还包括甲醇的分馏和洗涤等步骤，以获得符合要求的甲醇产品。
总结起来，甲醇的生产工艺流程包括合成气制备、甲醇合成和甲醇精制三个步骤。
合成气制备是制备合成气的过程，甲醇合成是将合成气转化为甲醇的过程，甲醇精制是提高甲醇纯度的过程。
每个步骤都需要合适的催化剂和工艺参数控制，以确保甲醇的质量和产量。
甲醇的工艺流程
甲醇的工艺流程目前工业上几乎都是采用一氧化碳、二氧化碳加压催化氢化法合成甲醇.典型的流程包括原料气制造、原料气净化、甲醇合成、粗甲醇精馏等工序.天然气、石脑油、重油、煤及其加工产品(焦炭、焦炉煤气)、乙炔尾气等均可作为生产甲醇合成气的原料.天然气与石脑油的蒸气转化需在结构复杂造价很高的转化炉中进行.转化炉设置有辐射室与对流室,在高温,催化剂存在下进行烃类蒸气转化反应.重油部分氧化需在高温气化炉中进行.以固体燃料为原料时,可用间歇气化或连续气化制水煤气.间歇气化法以空气、蒸汽为气化剂,将吹风、制气阶段分开进行,连续气化以氧气、蒸汽为气化剂,过程连续进行.甲醇生产中所使用的多种催化剂,如天然气与石脑油蒸气转化催化剂、甲醇合成催化剂都易受硫化物毒害而失去活性,必须将硫化物除净.气体脱硫方法可分为两类,一类是干法脱硫,一类是湿法脱硫.干法脱硫设备简单,但由于反应速率较慢,设备比较庞大.湿法脱硫可分为物理吸收法、化学吸收法与直接氧化法三类.甲醇的合成是在高温、高压、催化剂存在下进行的,是典型的复合气-固相催化反应过程.随着甲醇合成催化剂技术的不断发展,目前总的趋势是由高压向低、中压发展.粗甲醇中存在水分、高级醇、醚、酮等杂质,需要精制.精制过程包括精馏与化学处理.化学处理主要用碱破坏在精馏过程中难以分离的杂质,并调节PH.精馏主要是除去易挥发组分,如二甲醚、以及难以挥发的组分,如乙醇高级醇、水等.甲醇生产的总流程长,工艺复杂,根据不同原料与不同的净化方法可以演变为多种生产流程.下面简述高压法、中压法、低压法三种方法及区别高压法高压工艺流程一般指的是使用锌铬催化剂,在300—400℃,30MPa高温高压下合成甲醇的过程.自从1923年第一次用这种方法合成甲醇成功后,差不多有50年的时间,世界上合成甲醇生产都沿用这种方法,仅在设计上有某些细节不同,例如甲醇合成塔内移热的方法有冷管型连续换热式和冷激型多段换热式两大类,反应气体流动的方式有轴向和径向或者二者兼有的混合型式,有副产蒸汽和不副产蒸汽的流程等.近几年来,我国开发了25-27MPa压力下在铜基催化剂上合成甲醇的技术,出口气体中甲醇含量4%左右,反应温度230-290℃.中压法中压法是在低压法研究基础上进一步发展起来的,由于低压法操作压力低,导致设备体积相当庞大,不利于甲醇生产的大型化.因此发展了压力为10MPa左右的甲醇合成中压法.它能更有效地降低建厂费用和甲醇生产成本.例如ICI公司研究成功了51-2型铜基催化剂,其化学组成和活性与低压合成催化剂51-1型差不多,只是催化剂的晶体结构不相同,制造成本比51-1型高贵.由于这种催化剂在较高压力下也能维持较长的寿命,从而使ICI公司有可能将原有的5MPa的合成压力提高到l0MPa,所用合成塔与低压法相同也是四段冷激式,其流程和设备与低压法类似.低压法ICl低压甲醇法为英国ICl公司在1966年研究成功的甲醇生产方法.从而打破了甲醇合成的高压法的垄断,这是甲醇生产工艺上的一次重大变革,它采用51-1型铜基催化剂,合成压力5MPa.ICl法所用的合成塔为热壁多段冷激式,结构简单,每段催化剂层上部装有菱形冷激气分配器,使冷激气均匀地进入催化剂层,用以调节塔内温度.低压法合成塔的型式还有联邦德国Lurgi公司的管束型副产蒸汽合成塔及美国电动研究所的三相甲醇合成系统.70年代,我国轻工部四川维尼纶厂从法国Speichim公司引进了一套以乙炔尾气为原料日产300吨低压甲醇装置(英国ICI专利技术).80年代,齐鲁石化公司第二化肥厂引进了联邦德国Lurge公司的低压甲醇合成装置.编辑本段甲醇的具体生产方法1. 天然气制甲醇的生产方法天然气是制造甲醇的主要原料.天然气的主要组分是甲烷,还含有少量的其他烷烃、烯烃与氮气.以天然气生产甲醇原料气有蒸汽转化、催化部分氧化、非催化部分氧化等方法,其中蒸汽转化法应用得最广泛,它是在管式炉中常压或加压下进行的.由于反应吸热必须从外部供热以保持所要求的转化温度,一般是在管间燃烧某种燃料气来实现,转化用的蒸汽直接在装置上靠烟道气和转化气的热量制取.由于天然气蒸汽转化法制的合成气中,氢过量而一氧化碳与二氧化碳量不足,工业上解决这个问题的方法一是采用添加二氧化碳的蒸汽转化法,以达到合适的配比,二氧化碳可以外部供应,也可以由转化炉烟道气中回收.另一种方法是以天然气为原料的二段转化法,即在第一段转化中进行天然气的蒸汽转化,只有约1/4的甲烷进行反应,第二段进行天然气的部分氧化,不仅所得合成气配比合适而且由于第二段反应温度提高到800℃以上,残留的甲烷量可以减少,增加了合成甲醇的有效气体组分.天然气进入蒸汽转化炉前需进行净化处理清除有害杂质,要求净化后气体含硫量小于0.1mL/m3.转化后的气体经压缩去合成工段合成甲醇.2. 煤、焦炭制甲醇的生产方法煤与焦炭是制造甲醇粗原料气的主要固体燃料.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.用蒸汽与氧气(或空气、富氧空气)对煤、焦炭进行热加工称为固体燃料气化,气化所得可燃性气体通称煤气是制造甲醇的初始原料气,气化的主要设备是煤气发生炉,按煤在炉中的运动方式,气化方法可分为固定床(移动床)气化法、流化床气化法和气流床气化法.国内用煤与焦炭制甲醇的煤气化——般都沿用固定床间歇气化法,煤气炉沿用UCJ炉.在国外对于煤的气化,目前已工业化的煤气化炉有柯柏斯-托切克(Koppers-Totzek)、鲁奇(Lurge)及温克勒(Winkler)三种.还有第二、第三代煤气化炉的炉型主要有德士古(Texaco)及谢尔-柯柏斯(Shell--Koppers)等.用煤和焦炭制得的粗原料气组分中氢碳比太低,故在气体脱硫后要经过变换工序.使过量的一氧化碳变换为氢气和二氧化碳,再经脱碳工序将过量的二氧化碳除去.原料气经过压缩、甲醇合成与精馏精制后制得甲醇.3．油制甲醇的生产方法工业上用油来制取甲醇的油品主要有二类:一类是石脑油,另一类是重油.原油精馏所得的220℃以下的馏分称为轻油,又称石脑油.以石脑油为原料生产合成气的方法有加压蒸汽转化法,催化部分氧化法、加压非催化部分氧化法、间歇催化转化法等.目前用石脑油生产甲醇原料气的主要方法是加压蒸汽转化法.石脑油的加压蒸汽转化需在结构复杂的转化炉中进行.转化炉设置有辐射室与对流室,在高温、催化剂存在下进行烃类蒸汽转化反应.石脑油经蒸汽转化后,其组成恰可满足合成甲醇之需要.既无需在转化前后补加二氧化碳或设二段转化,也无需经变换、脱碳调整其组成.重油是石油炼制过程中的一种产品,根据炼制方法不同,可分为常压重油、减压重油、裂化重油及它们的混合物.以重油为原料制取甲醇原料气有部分氧化法与高温裂解法两种途径.裂解法需在1400℃以上的高温下,在蓄热炉中将重油裂解,虽然可以不用氧气,但设备复杂,操作麻烦,生成炭黑量多.重油部分氧化是指重质烃类和氧气进行燃烧反应,反应放热,使部分碳氢化合物发生热裂解,裂解产物进一步发生氧化、重整反应,最终得到以H2、CO为主,及少量CO2、CH4的合成气供甲醇合成使用.重油部分氧化法所生成的合成气,由于原料重油中碳氢比高,合成气中一氧化碳与二氧化碳含量过量,需将部分合成气经过变换,使一氧化碳与水蒸气作用生成氢气与二氧化碳,然后脱除二氧化碳,以达到合成甲醇所需之组成.合成后的粗甲醇需经过精制,除去杂质与水,得到精甲醇.4．联醇生产方法与合成氨联合生产甲醇简称联醇,这是一种合成气的净化工艺,以替代我国不少合成氨生产用铜氨液脱除微量碳氧化物而开发的一种新工艺.联醇生产的工艺条件是在压缩机五段出口与铜洗工序进口之间增加一套甲醇合成的装置,包括甲醇合成塔、循环机、水冷器、分离器和粗甲醇贮槽等有关设备,工艺流程是压缩机五段出口气体先进人甲醇合成塔,大部分原先要在铜洗工序除去的一氧化碳和二氧化碳在甲醇合成塔内与氢气反应生成甲醇,联产甲醇后进入铜洗工序的气体一氧化碳含量明显降低,减轻了铜洗负荷,同时变换工序的一氧化碳指标可适量放宽,降低了变换的蒸汽消耗,而且压缩机前几段气缸输送的一氧化碳成为有效气体,压缩机电耗降低.联产甲醇后能耗降低较明显,可使每吨氨节电50kw.h,节省蒸汽0.4t,折合能耗为200万kJ.联醇工艺流程必须重视原料气的精脱硫和精馏等工序,以保证甲醇催化剂使用寿命和甲醇产品质量。
甲醇生产工艺技术
甲醇生产工艺技术甲醇生产工艺是提取甲醇的工序和流程，主要有合成法和干储法,合成法是甲醇生产的主要方法，合成的化学反应式为2H2+C0fCH3OH,干偶法最早是用木材干镭法生产甲醇，故甲醇也叫木醇。
一、国内外生产情况分析国外甲醇工艺技术，国外以天然气为原料生产的甲醇占92%,以煤为原料生产的甲醇2.3%,因此国外公司的甲醇技术均集中于天然气制甲醇。
国际上广泛采用的先进的甲醇生产工艺技术主要有:DAVY（原LC.I）、OPSOE、Uhde、LUrgi公司甲醇技术等,不同甲醇技术的消耗及能耗差异不大,其主要的差异在于所采用的主要设备甲醇合成塔的类型不同。
1.1DAVY甲醇技术特点DAVY低压甲醇合成技术的优势在于其性能优良的低压甲醇合成催化齐!L合成压力：5.0~IOMPa,大规模甲醇生产装置的合成压力为8~10MPa o合成塔型式有:第一种,激冷式合成塔,单塔生产能力大，出口甲醇浓度约为4~6%voI0第二种，内换热冷管式甲醇合成塔。
又开发了水管式合成塔。
精储多数采用二塔,有时也用三塔精僧,与蒸汽系统设置统一考虑。
蒸汽系统:分为高压10.5MPa、中压2.8MPa、低压0.45MPa 三级。
转化产生的废热与转化炉烟气废热,用于产生10.5MPa、510C高压过热蒸汽。
高压过热蒸汽用于驱动合成压缩机蒸汽透平,抽出中压蒸汽用作装置内使用。
1.2Lurgi甲醇技术Lurgi公司的合成有自己的特色，即有自己的合成塔专利。
其特点是合成塔为列管式,副产蒸汽,管内是Lurgi合成催化剂,管间是锅炉水,副产3.5〜4.OMPa的饱和中压蒸汽。
由于大规模装置如2000MTPD的合成塔直径太大,常采用两个合成塔并联。
若规模更大,则采用列管式合成塔后再串一个冷管式或热管式合成塔，同时还可采用两个系列的合成塔并联。
Lurgi工艺的精储采用三塔精储或三塔精储后再串一个回收塔。
有时也采用两塔精储。
三塔精储流程的预精镭塔和加压精谯塔的再沸器热源来自转化气的余热。
甲醇生产方法
甲醇生产方法甲醇是一种重要的化工原料和能源源，广泛应用于化工、医药、农药、塑料、合成纤维、染料等领域。
甲醇的生产方法有多种，下面将介绍其中的几种主要方法。
一、合成气法合成气法是目前甲醇生产的主要方法之一。
该方法利用合成气（一氧化碳和氢气的混合气体）作为原料，经过一系列催化反应得到甲醇。
合成气的产生可以采用煤气化、重油气化、天然气重整等方法。
合成气法甲醇生产过程主要分为三步：合成气制备、甲醇合成和甲醇精制。
首先，通过合成气制备装置将原料气体进行净化、调配，合成合适的合成气。
然后，将合成气经过催化剂床层进行合成反应，生成含有甲醇的合成气体。
最后，通过甲醇精制装置对合成气体进行精制，去除杂质和水分，得到高纯度的甲醇产品。
二、生物法生物法是一种利用微生物催化合成甲醇的方法。
该方法主要利用甲醇菌在适宜的条件下，通过代谢产生甲醇。
生物法甲醇生产的原料主要是可再生资源，如木材、农作物秸秆等。
生物法甲醇生产过程主要包括底物制备、发酵和甲醇提取。
首先，将底物进行预处理，将其转化为可供微生物利用的底物。
然后，将底物与甲醇菌一起进行发酵，通过微生物的代谢作用，底物转化为甲醇。
最后，通过提取工艺将甲醇从发酵液中提取出来，得到纯净的甲醇产品。
三、气相催化法气相催化法是一种利用催化剂在气相条件下进行反应合成甲醇的方法。
该方法主要利用氢气和二氧化碳作为原料，经过一系列催化反应生成甲醇。
气相催化法甲醇生产过程主要包括原料准备、反应器催化和甲醇分离。
首先，将原料气体进行净化和调配，得到合适的原料气体。
然后，将原料气体经过催化剂床层进行催化反应，生成含有甲醇的气体。
最后，通过分离工艺将甲醇与其他气体分离，得到高纯度的甲醇产品。
以上是几种常见的甲醇生产方法，每种方法都有其适用的场合和优劣势。
随着技术的进步和工艺的改进，甲醇的生产方法也在不断发展和完善，以提高生产效率和降低成本，更好地满足市场需求。
希望通过不断的研究和创新，能够实现甲醇生产的可持续发展。
(完整版)年产20万吨煤制甲醇生产工艺5毕业设计论文
2012 届毕业设计说明书年产20万吨煤制甲醇生产工艺设计系、 部： 材料与化学工程系学生姓名： 刘 芳指导教师： 王金银 职称： 教授专 业： 化学工程与工艺班 级： 化本0801班完成时间： 2012年5月优秀论文 审核通过未经允许 切勿外传摘要甲醇是一种极重要的有机化工原料，也是一种燃料，是碳化学的基础产品，在国民经济中占有十分重要的地位。
近年来，随着甲醇下属产品的开发，特别是甲醇燃料的推广应用，甲醇的需求大幅度上升。
为了满足经济发展对甲醇的需求，开展了此20万ta的甲醇项目。
设计的主要内容是进行工艺论证，物料衡算和热量衡算等。
本设计本着符合国情、技术先进和易得、经济、环保的原则，采用煤炭为原料；利用GSP气化工艺造气；NHD净化工艺净化合成气体；低压下利用列管均温合成塔合成甲醇；三塔精馏工艺精制甲醇；此外严格控制三废的排放，充分利用废热，降低能耗，保证人员安全与卫生。
关键词：甲醇合成；气体精馏；工艺流程ABSTRACTMethanol is a kind of very important organic chemical raw materials, is also a kind of fuel, is a chemical carbon based products, in the national economy occupies very important position. In recent years, with the development of methanol subordinate products, especially the popularization and application of the methanol fuel, methanol demand increases. In order to meet the needs of economic development, methanol, carried out the 200000 ta of methanol project. The design of the main content is process demonstration, and the material balance calculationsand with the situation of China, with advanced technology and are easy, economy, environment protection principle, the coal for raw materials; Use of GSP gasification process the gasification; NHD purification process synthesis gas purification; Low voltage of mean temperature tube synthesis tower methanol synthesis; Three tower distillation process refined methanol; In addition to strictly control the "three wastes" emissions, make full use of waste and ensure safety and ；process flow目录1概论 (6)1.1概述 (6)1.2设计的目的和意义 (7)1.3设计依据 (7)1.4设计的指导思想 (8)1.5原料煤的规格 (8)2工艺论证 (9)2.1 煤气化路线的选择 (9)2.2净化工艺方案的选择…………………………………………………112.3合成甲醇工艺选择 (12)2.4甲醇精馏 (14)3工艺流程 (18)3.1 GSP气化工艺流程………………………………………………………183.2净化装置工艺流程 (19)3.3甲醇合成工艺流程 (25)3.4甲醇精馏工艺流程 (26)3.5氨吸收制冷流程 (27)4工艺计算 (29)4.1物料衡算 (29)4.2能量衡算 (35)5主要设备的工艺计算及选型 (41)5.1甲醇合成塔的设计 (41)5.2水冷器的工艺设计 (43)5.3循环压缩机的选型 (46)5.4甲醇合成厂的主要设备一览表 (46)6三废处理 (47)6.1甲醇生产对环境的污染 (47)6.2 处理方法 (47)设计结果评价 (48)参考文献 (49)致谢 (50)1 总论1.1 概述1.1.1 甲醇性质甲醇俗称木醇、木精，英文名为methanol，分子式CHOH。
甲醇合成原理方法与工艺
甲醇合成原理方法与工艺图1 煤制甲醇流程示意图煤气经过脱硫、变换，酸性气体脱除等工序后，原料气中的硫化物含量小于0.1mg／m3。
进入合成气压缩机，经压缩后的工艺气体进入合成塔，在催化剂作用下合成粗甲醇，并利用其反应热副产3.9MPa 中压蒸汽，降温减压后饱和蒸汽送入低压蒸汽管网，同时将粗甲醇送至精馏系统。
一、甲醇合成反应机理自CO加氢合成甲醇工业化以来，有关合成反应机理一直在不断探索和研究之中。
早期认为合成甲醇是通过CO在催化剂表面吸附生成中间产物而合成的，即CO是合成甲醇的原料。
但20世纪70年代以后，通过同位素示踪研究，证实合成甲醇中的原子来源于CO2，所以认为CO2是合成甲醇的起始原料。
为此，分别提出了CO和CO2合成甲醇的机理反应。
但时至今日，有关合成机理尚无定论，有待进一步研究。
为了阐明甲醇合成反应的模式，1987年朱炳辰等对我国C301型铜基催化剂，分别对仅含有CO或CO2或同时含有CO和CO2三种原料气进行了甲醇合成动力学实验测定，三种情况下均可生成甲醇，试验说明：在一定条件下，CO和CO2均可在铜基催化剂表面加氢生成甲醇。
因此基于化学吸附的CO连续加氢而生成甲醇的反应机理被人们普遍接受。
对甲醇合成而言，无论是锌铬催化剂还是铜基催化剂，其多相(非匀相)催化过程均按下列过程进行：①扩散——气体自气相扩散到气体一催化剂界面；②吸附——各种气体组分在催化剂活性表面上进行化学吸附；③表面吸附——化学吸附的气体，按照不同的动力学假说进行反应形成产物；④解析——反应产物的脱附；⑤扩散——反应产物自气体一催化剂界面扩散到气相中去。
甲醇合成反应的速率，是上述五个过程中的每一个过程进行速率的总和，但全过程的速率取决于最慢步骤的完成速率。
研究证实，过程①与⑤进行得非常迅速，过程②与④的进行速率较快，而过程③分子在催化剂活性界面的反应速率最慢，因此，整个反应过程的速率取决于表面反应的进行速率。
提高压力、升高温度均可使甲醇合成反应速率加快，但从热力学角度分析，由于CO、C02和H2合成甲醇的反应是强放热的体积缩小反应，提高压力、降低温度有利于化学平衡向生成甲醇的方向移动，同时也有利于抑制副反应的进行。