合成气生产甲醇工艺流程
甲醇合成的工艺方法介绍
甲醇合成的工艺方法介绍自1923年开始工业化生产以来,甲醇合成的原料路线经历了很大变化。
20 世纪50年代以前多以煤和焦碳为原料;50年代以后,以天然气为原料的甲醇生产流程被广泛应用;进入60 年代以来,以重油为原料的甲醇装置有所发展。
对于我国,从资源背景来看,煤炭储量远大于石油、天然气储量,随着世界石油资源的紧缺、油价的上涨和我国大力发展煤炭洁净利用技术的背景下,在很长一段时间内煤是我国甲醇生产最重要的原料。
下面简要介绍一下甲醇生产的各种方法。
按生产原料不同可将甲醇合成方法分为合成气(CO+H2 方法和其他原料方法。
一、合成气(CO+H2 生产甲醇的方法以一氧化碳和氢气为原料合成甲醇工艺过程有多种。
其发展的历程与新催化剂的应用,以及净化技术的进展是分不开的。
甲醇合成是可逆的强放热反应,受热力学和动力学控制，通常在单程反应器中，C0和C02的单程转化率达不到100%,反应器出口气体中，甲醇含量仅为6~12%,未反应的CO、CO2和H2需与甲醇分离，然后被压缩到反应器中进入一步合成。
为了保证反应器出口气体中有较高的甲醇含量,一般采用较高的反应压力。
根据采用的压力不同可分为高压法、中压法和低压法三种方法。
1 、高压法即用一氧化碳和氢在高温(340~420C高压(30.0~50.0MPa下使用锌-铬氧化物作催化剂合成甲醇。
用此法生产甲醇已有八十多年的历史,这是八十年代以前世界各国生产甲醇的主要方法。
但高压法生产压力过高、动力消耗大,设备复杂、产品质量较差。
其工艺流程如图所示。
经压缩后的合成气在活性炭吸附器 1 中脱除五羰基碳后,同循环气一起送入管式反应器2中，在温度为350C和压力为30.4MPa下，一氧化碳和氢气通过催化剂层反应生成粗甲醇。
含粗甲醇的气体经冷却器冷却后,迅速送入粗甲醇分离器3中分离,未反应的一氧化碳与氢经压缩机压缩循环回管式反应器2。
冷凝后的粗甲醇经粗甲醇储槽 4 进入精馏工序,在粗分离塔5顶部分离出二甲醚和甲酸甲酯及其他低沸点不凝物,重组分则在精分离塔 6 中除去水和杂醇,得到精制的甲醇。
甲醇工业生产工艺
甲醇工业生产工艺
甲醇是一种无色、易溶于水的液体，具有较高的挥发性。
它是一种重要的工业化学品，广泛应用于合成化学品、溶剂和燃料等领域。
以下是甲醇的工业生产工艺的基本步骤：
1. 原料准备：甲醇的主要原料是天然气或煤。
对于天然气，首先将其经过除硫、除硅和除氨等处理步骤，以去除杂质。
对于煤，需要进行煤气化反应，将煤转化为合成气。
2. 合成气制备：合成气是甲醇生产的关键中间产物，由一氧化碳（CO）和氢气（H2）组成。
合成气的制备一般采用催化剂（如铁、镍等）催化煤气化或重整反应，将天然气或煤转化为合成气。
3. 甲醇合成：合成气进一步经过甲醇合成装置，进行甲醇的合成反应。
这个反应过程一般采用催化剂（如氧化锌和铜等）催化，将一氧化碳和氢气进行重整、变换和水合反应，生成甲醇。
4. 分离纯化：合成甲醇含有水、残留气体和其他杂质。
因此需要进行一系列的分离纯化步骤，以去除这些杂质。
首先通过闪蒸分离装置，将甲醇和轻质杂质（如水、甲醛等）分离。
然后通过蒸馏或吸附等方法，进一步纯化甲醇。
5. 储存和包装：纯化后的甲醇经过冷却和储存处理，以保持其稳定性。
然后将甲醇装入适当的容器中，通常是丙烯酸或聚乙烯醇等材料的密封容器中。
以上是甲醇工业生产的基本步骤。
甲醇的工业生产工艺在不同的厂家和地区可能会有所差异，但总体流程是大致相同的。
随着技术的发展，一些新型生产工艺，如生物质转化法和光电催化法等，也在逐渐应用于甲醇的生产过程中，以提高生产效率和降低环境影响。
合成气生产甲醇工艺流程
合成气生产甲醇工艺流程1.原料准备2.原料处理合成气中可能会含有一些杂质，需要对其进行处理。
其中最主要的是一氧化碳的转化和硫化物的去除。
一氧化碳转化可以通过低温转化和高温转化来实现，低温转化主要针对高温下不能进行的反应。
硫化物的去除可以通过吸附剂或催化剂来实现。
处理后的合成气可以进入下一步的反应。
3.反应器合成气生产甲醇的反应器通常采用催化剂，催化反应可以在相对较低的温度和压力下进行。
常用的催化剂主要有铜、锌、铬等金属及其氧化物。
反应器可以是固定床反应器、流化床反应器或流通床反应器等。
合成气在反应器中与催化剂接触，发生一系列的反应，生成甲醇。
4.分离和净化反应后的产物需要进行分离和净化。
首先通过冷却和压缩处理，将甲醇冷凝为液体。
然后通过分离设备，如分离塔、蒸馏塔等，将甲醇与副产物和未反应物分离开来。
同时，还需要对甲醇进行净化，去除其中的杂质，以提高甲醇的纯度。
5.能源回收甲醇生产过程中会产生一些废热和废气，可以通过能源回收系统来利用这些废热和废气。
例如，可以利用废热进行蒸汽产生，用于反应器加热和其他工艺需要；废气则可以通过净化处理后进行焚烧，用于产生热量和电能，以减少能源消耗。
6.产品储存和包装最后，甲醇可以通过储罐进行储存，并进行相应的包装和运输，以供应市场需求。
合成气生产甲醇的工艺流程基本上包括了原料准备、原料处理、反应器、分离和净化、能源回收以及产品储存和包装等步骤。
整个工艺需要进行精细的控制和操作，以确保产品的质量和工艺的稳定性。
同时，还应注意环境保护措施，减少对环境的影响。
合成气生产甲醇工艺流程图
编号：No.20课题：合成气生产甲醇工艺流程授课容：合成气制甲醇工艺流程知识目标：●了解合成气制甲醇过程对原料的要求●掌握合成气制甲醇原则工艺流程能力目标：●分析和判断合成气组成对反应过程及产品的影响●对比高压法与低压法制甲醇的优缺点思考与练习：●合成气制甲醇工艺流程有哪些部分构成？●对比高压法与低压法制甲醇的优缺点●合成气生产甲醇对原料有哪些要求？如何满足？授课班级：授课时间：年月日四、生产甲醇的工艺流程（一）生产工序合成气合成甲醇的生产过程，不论采用怎样的原料和技术路线，大致可以分为以下几个工序，见图5-1。
图5-1 甲醇生产流程图1．原料气的制备合成甲醇，首先是制备原料氢和碳的氧化物。
一般以含碳氢或含碳的资源如天然气、石油气、石脑油、重质油、煤和乙炔尾气等，用蒸汽转化或部分氧化加以转化，使其生成主要由氢、一氧化碳、二氧化碳组成的混合气体，甲醇合成气要求（H2－CO2）/（CO+CO2）=2.1左右。
合成气中还含有未经转化的甲烷和少量氮，显然，甲烷和氮不参加甲醇合成反应，其含量越低越好，但这与制备原料气的方法有关；另外，根据原料不同，原料气中还可能含有少量有机和无机硫的化合物。
为了满足氢碳比例，如果原料气中氢碳不平衡，当氢多碳少时（如以甲烷为原料），则在制造原料气时，还要补碳，一般采用二氧化碳，与原料同时进入设备；反之，如果碳多，则在以后工序要脱去多余的碳（以CO2形式）。
2．净化净化有两个方面：一是脱除对甲醇合成催化剂有毒害作用的杂质，如含硫的化合物。
原料气中硫的含量即使降至1ppm，对铜系催化剂也有明显的毒害作用，因而缩短其使用寿命，对锌系催化剂也有一定的毒害。
经过脱硫，要求进入合成塔气体中的硫含量降至小于0.2ppm。
脱硫的方法一般有湿法和干法两种。
脱硫工序在整个制甲醇工艺流程中的位置，要根据原料气的制备方法而定。
如以管式炉蒸汽转化的方法，因硫对转化用镍催化剂也有严重的毒害作用，脱硫工序需设置在原料气设备之前；其它制原料气方法，则脱硫工序设置在后面。
甲醇工艺流程简述
甲醇工艺流程简述甲醇是一种无色、挥发性较强的液体化合物，也是常见的有机化学品之一、甲醇的制备工艺流程通常分为合成气制甲醇和天然气制甲醇两种。
下面将对这两种制备工艺流程进行详细的描述。
一、合成气制甲醇工艺流程合成气制甲醇工艺是将天然气（或石油）转化成合成气，然后通过催化反应将合成气转化成甲醇的一种工艺。
合成气主要由一氧化碳和氢气组成，生成甲醇的反应是以一氧化碳为起始物质，经过一系列的反应途径得到甲醇。
1.准备原料：当用天然气作为原料时，首先需要通过净化处理去除其中的杂质，然后将天然气和蒸汽混合，在蒸汽重整反应器中进行催化重整反应，产生合成气。
2.合成气的催化：将合成气送入低压合成气转化反应器，在催化剂的催化下，一氧化碳和氢气发生醇合反应，生成甲醇。
3.分离和纯化：甲醇在反应混合物中以蒸汽的形式存在，需要通过冷凝和分离装置将甲醇与其他组分分离开来。
可以采用常压或低压蒸馏进行分离和纯化。
4.精制和储存：通过精制过程，去除甲醇中的杂质并调节甲醇的含量和纯度，然后将精制后的甲醇储存起来，以备后续使用或销售。
二、天然气制甲醇工艺流程天然气制甲醇工艺是以天然气为原料进行甲醇合成的工艺。
相对于合成气制甲醇，天然气制甲醇工艺更简化，生产成本更低。
1.原料处理：天然气在经过净化处理后，去除其中的硫化物、水、杂质等物质，以减少对催化剂的毒性影响。
2.反应装置：将处理好的天然气与水蒸气混合，进入反应装置，进行催化转化反应。
通常采用气相催化反应器和流化床反应器。
3.催化反应：在反应装置中，天然气与水蒸气经过区域催化剂层，发生反应生成合成气，然后经过醇化层的催化作用，生成甲醇。
4.分离和纯化：通过分离和纯化设备将反应混合物中的甲醇与其他组分进行分离纯化。
一般采用压力和温度以及蒸馏等方法进行分离。
5.精制与储存：将精制后的甲醇进行附加处理，去除其中的杂质和溶解的气体，提高甲醇的纯度。
然后将精制后的甲醇储存在储罐中，供以后使用或销售。
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。
甲醇合成的工艺流程和设备
甲醇合成的工艺流程和设备甲醇是一种重要的化工原料，广泛应用于化工、医药、食品等领域。
甲醇的合成工艺流程主要包括天然气制甲醇和煤制甲醇两种。
以下将以天然气制甲醇为例，介绍甲醇的合成工艺流程和设备。
1. 甲醇合成工艺流程甲醇的合成主要通过气相合成法进行，该方法通过一系列复杂的催化反应将一氧化碳和氢气合成甲醇。
具体的工艺流程如下：- 天然气→天然气净化→变化转换反应→合成气→合成气净化→合成气改质→甲醇合成→甲醇回收2. 甲醇合成设备甲醇合成设备主要包括催化反应器、冷凝器、分离塔等：- 催化反应器：将一氧化碳和氢气催化反应生成甲醇，需要具有较高的反应活性和选择性。
- 冷凝器：用于冷却和凝结合成气中的甲醇，使其形成液体甲醇。
- 分离塔：用于将液体甲醇从残余的气相中分离出来，保证甲醇的纯度和回收率。
3. 甲醇生产过程甲醇生产过程主要包括天然气的催化转变、合成气的制备、甲醇的合成和甲醇的回收等环节。
整个过程需要耗费大量的热能和电能，因此需要具备较为完备的能源设施和配套设备。
总的来说，甲醇的合成工艺流程较为复杂，需要涉及多个催化反应和分离过程，所需要的设备也比较繁杂。
企业在进行甲醇合成生产时，需要充分考虑到工艺流程和设备配置，确保生产过程的高效稳定。
甲醇是一种重要的化学品，其合成工艺的复杂性和对能源的依赖性使得甲醇工业在全球范围内备受关注。
天然气制甲醇是目前全球最为主流的甲醇生产工艺。
下面将详细介绍甲醇的合成工艺流程和设备，以及在甲醇生产过程中可能出现的关键技术和挑战。
4. 甲醇合成过程甲醇的合成工艺主要涉及以下几个过程：4.1 天然气制备合成气首先，天然气需要在天然气净化设备中进行净化处理，去除其中的硫化氢、二氧化碳和水等杂质。
通过石灰石和干燥剂的吸附、脱硫等处理，可使天然气达到合成气制备的要求。
然后，经催化转化反应，天然气中的甲烷和水蒸气进行高温反应，生成一氧化碳和氢气，形成合成气。
4.2 合成气的制备合成气是由一氧化碳和氢气所组成的气体混合物，它是甲醇合成的重要中间产物。
甲醇厂工艺流程
甲醇厂工艺流程
甲醇厂是一种生产甲醇的工厂，甲醇是一种重要的有机化学品，广泛应用于化工、农药、医药等行业。
下面是甲醇厂的工艺流程概述。
首先，甲醇厂的原料主要来自于天然气。
天然气中的甲烷经过预处理，去除杂质后进入蒸汽重整炉。
在蒸汽重整炉中，甲烷被加热并与水蒸汽反应，生成一氧化碳和氢气。
这个反应被称为重整反应。
接下来，一氧化碳和氢气进入合成气转化器，经过硫化物处理后与过渡金属催化剂进行反应，生成甲醇气体。
这个反应被称为合成反应。
甲醇气体进入甲醇合成塔，通过加压冷凝与水反应，生成含有甲醇的高压液体。
随后，高压液体经过一系列的分离、净化和重新循环，提取出甲醇产品。
在甲醇厂的工艺流程中，还有一些辅助设备和单元。
例如，气体分离装置用于分离合成气中的二氧化碳、杂质等。
再生热交换器用于将高温高压的合成气体和高压液体与低温的甲醇废气进行热交换，实现能量回收，提高能源利用效率。
催化剂再生装置用于使硫化的催化剂重新脱硫，以保证合成反应的效果。
此外，甲醇厂的工艺流程中还需要考虑安全环保方面的问题。
例如，对废气进行处理，减少污染物排放。
对产生的硫化物进行处理和回收。
对产生的废水进行处理和再利用。
总之，甲醇厂的工艺流程是一个复杂的体系，包括预处理、重整反应、合成反应、分离与净化等多个步骤。
通过这些步骤，可以将原料天然气转化为高纯度的甲醇产品。
在工艺流程中，还需要考虑能源回收和环保等方面的问题，以实现可持续发展。
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编号：No.20 课题：合成气生产甲醇工艺流程
授课内容：合成气制甲醇工艺流程
知识目标：
• 了解合成气制甲醇过程对原料的要求
•掌握合成气制甲醇原则工艺流程
能力目标：
•分析和判断合成气组成对反应过程及产品的影响
•对比高压法与低压法制甲醇的优缺点
思考与练习:
•合成气制甲醇工艺流程有哪些部分构成？
•对比高压法与低压法制甲醇的优缺点
•合成气生产甲醇对原料有哪些要求？如何满足?
授课班级:
授课时间:
四、生产甲醇的工艺流程
（一）生产工序
合成气合成甲醇的生产过程，不论采用怎样的原料和技术路线，大致可以分为以下几个
工序，见图5-1。
图5-1 甲醇生产流程图
1.原料气的制备
合成甲醇，首先是制备原料氢和碳的氧化物。
一般以含碳氢或含碳的资源如天然气、石
油气、石脑油、重质油、煤和乙炔尾气等，用蒸汽转化或部分氧化加以转化，使其生成主要由氢、一氧化碳、二氧化碳组成的混合气体，甲醇合成气要求（出—CO2）/（CO+CO2）=2.1
左右。
合成气中还含有未经转化的甲烷和少量氮，显然，甲烷和氮不参加甲醇合成反应，其
含量越低越好，但这与制备原料气的方法有关；另外，根据原料不同，原料气中还可能含有
少量有机和无机硫的化合物。
为了满足氢碳比例，如果原料气中氢碳不平衡，当氢多碳少时（如以甲烷为原料），则
在制造原料气时，还要补碳，一般采用二氧化碳，与原料同时进入设备；反之，如果碳多，则在以后工序要脱去多余的碳（以CO2形式）。
2.净化
净化有两个方面：
一是脱除对甲醇合成催化剂有毒害作用的杂质，如含硫的化合物。
原料气中硫的含量即
使降至1ppm，对铜系催化剂也有明显的毒害作用，因而缩短其使用寿命，对锌系催化剂也有一定的毒害。
经过脱硫，要求进入合成塔气体中的硫含量降至小于0.2ppm。
脱硫的方法
一般有湿法和干法两种。
脱硫工序在整个制甲醇工艺流程中的位置，要根据原料气的制备方
法而定。
如以管式炉蒸汽转化的方法，因硫对转化用镍催化剂也有严重的毒害作用，脱硫工
序需设置在原料气设备之前；其它制原料气方法，则脱硫工序设置在后面。
二是调节原料气的组成，使氢碳比例达到前述甲醇合成的比例要求，其方法有两种。
（1）变换。
如果原料气中一氧化碳含量过高（如水煤气、重质油部分氧化气），则采取
蒸汽部分转换的方法，使其形成如下变化反应：CO+H 20 r - H2 + C02。
这样增加了有
效组分氢气，提高了系统中能的利用效率。
若造成C02多余，也比较容易脱除。
（2）脱碳。
如果原料气中二氧化碳含量过多，使氢碳比例过小，可以采用脱碳方法除
去部分二氧化碳。
脱碳方法一般采用溶液吸收，有物理吸收和化学吸收两种方法。
3.压缩
通过往复式或透平式压缩机，将净化后的气体压缩至合成甲醇所需要的压力，压力的高
低主要视催化剂的性能而定。
4•合成
根据不同的催化剂，在不同的压力下，温度为240〜270C或360〜400C,通过催化剂
进行合成反应，生成甲醇。
由于受催化剂选择性的限制，生成甲醇的同时，还有许多副反应伴随发生，所以得到的产品是以甲醇为主和水以及多种有机杂质混合的溶液，即粗甲醇。
5.蒸馏
粗甲醇通过蒸馏方法清除其中有机杂质和水，而制得符合一定质量标准的较纯的甲醇。
称精甲醇。
同时，可能获得少量副产物。
（二）工艺流程
工业上合成甲醇工艺流程主要有高压法和中、低压法。
1.高压法合成甲醇的工艺流程
高压法工艺流程一般指的是使用锌铬催化剂，在高温高压下合成甲醇的流程，如图5-2
所示。
由压缩工段送来的具有31.36MPa压力的新鲜原料气，先进入铁油分离器（5）,在此与
循环压缩机（4）送来的循环气汇合。
这两种气体中的油污、水雾及羰基化合物等杂质同时在铁油分离器中除去，然后进入甲醇合成塔（1 ）oCO与H2在塔内于30MPa左右压力和360〜420 C温度下，在锌铬催化剂上反应生成甲醇。
转化后的气体经塔内热交换预热刚进入塔内的原料气，温度降至160C以下，甲醇含量约为3%o经塔内热交换后的转化气体混合物出
塔，进入喷淋式冷凝器（2）,出冷凝器后混合物气体温度降至30〜35C,再进入高压甲醇
图5-2高压法合成甲醇工艺流程
1—合成塔；2—水冷凝器；3—甲醇分离器；4 —循环压缩机；5 —铁油分离器；6—粗甲醇中间槽 分离器（3）。
从甲醇分离器出来的液体甲醇减压至 0.98〜1.568MPa 后送入粗甲醇中间槽（6）。
由甲醇分离器出来的气体，压力降至 30MPa 左右，送循环压缩机以补充压力损失，使气体
循环使用。
为避免惰性气体（N 2、Ar 及CH 4）在反应系统中积累，在甲醇分离器后设有放空管， 以维持循环气中惰性气体含量在
15%〜20眩右。
原料气分两路进入合成塔。
一路经主线（主阀）
由塔顶进入，并沿塔壁与内件之间的环
隙流至塔底，再经塔内下部的热交换器预热后，进入分气盒；另一路经过副线（副阀）从塔 底进入，不经热交换器而直接进入分气盒。
在实际生产中可用副阀来调节催化层的温度，
使
H 2和CO 能在催化剂的活性温度范围内合成甲醇。
2 •低压法合成甲醇工艺流程
低压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，如图
5-3所示。
放空
-Of 2
7
冷水
放空
空压机来新鲜气
Hzr
c
)2
4
图5-3低压法甲醇合成的工艺流程
1—加热炉；2—转化炉；3 —废热锅炉；4 —加热器5—脱硫器；6, 12, 17, 21 , 24—水冷器； 7 —气液分离器；8—合成气压缩机；9 —循环气压缩机；10 —甲醇合成塔；11, 15—热交换器； 13 —甲醇分离器；14—粗甲醇中间槽；16—脱轻组分塔；18—分离塔；19, 22 —再沸塔；20—甲醇精 馏塔；23— CO 2吸收塔
天然气经加热炉（1）加热后，进入转化炉（2）发生部分氧化反应生成合成气，合成气 经废热锅炉（3）和加热器（4）换热后，进入脱硫器（5）,脱硫后的合成气经水冷却和汽液 分离器（7）,分离除去冷凝水后进入合成气三段离心式压缩机（
8）,压缩至稍低于5MPa 。
从压缩机第三段出来的气体不经冷却，与分离器出来的循环气混合后，在循环压缩机（
9）
中压缩到稍高于 5MPa 的压力，进入合成塔（10）。
循环压缩机为单段离心式压缩机，它与 合成气压缩机一样都采用气轮机驱动。
合成塔顶尾气经转化后含 C °2量稍高，在压缩机的二段后，将气体送入CO 2吸收塔（23）, 用K 2CO 3溶液吸收部分 CO 2,使合成气中CO 2保持在适宜值。
吸收了 CO 2的K 2CO 3溶液用 蒸汽直接再生，然后循环使用。
合成塔中填充 CuO-ZnO-Al 2O 3催化剂，于5MPa 压力下操作。
由于强烈的放热反应，
必须迅速移出热量，流程中采用在催化剂层中直接加入冷原料的冷激法，保持温度在 240〜
270C 之间。
经合成反应后，气体中含甲醇
3.5%〜4% （体积），送入加热器（11）以预热合
成气，塔（10）釜部物料在水冷器 （12）中冷却后进入分离器 （13）。
粗甲醇送中间槽 （14）, 未反应的气体返回循环压缩机（9）。
为防止惰性气体的积累，把一部分循环气放空。
粗甲醇中甲醇含量约 80%其余大部分是水。
此外，还含有二甲醚及可溶性气体，称为
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轻馏分。
水、酯、醛、酮、高级醇称为重馏分。
以上混合物送往脱轻组分塔（16），塔顶引出轻馏分，塔底物送甲醇精馏塔（20）,塔顶引出产品精甲醇，塔底为水，接近塔釜的某一
塔板处引出含异丁醇等组分的杂醇油。
产品精甲醇的纯度可达99.85% （质量）。