甲醇原料气的净化操作工艺流程及主要设备
煤制甲醇工艺与设备PPT课件
煤制甲醇工艺
2011年10月
内容
☆ 概述 ☆ 型煤生产工艺与设备 ☆ 造气生产工艺与设备 ☆ 原料气净化工艺与设备 ☆ 甲醇合成工艺与设备 ☆ 甲醇精馏
煤制甲醇工艺
概述
第一章 化工生产的特点
※ 化工原料、中间体、产品多是易燃、易爆、有毒和 腐蚀性的物质； ※ 生产工艺因素多，要求工艺条件苛刻； ※ 生产规模逐渐大型化，自动化程度越来越高，连续 性强； ※ 对化工操作人员的技术水平要求较高 。
煤制甲醇工艺
造气工艺与设备
2、灰分 灰分是煤燃烧后的残留矿物质，其组成有二氧化硅、三氧化二 铝、三氧化二铁、氧化钙和氧化镁等。
对制气的影响： A、灰分高增加运输费用； B、灰分增加，相对降低煤中的固定碳含量，排灰增加，带走部
分未燃烧的炭和显然，使消耗定额增加； C、灰分含量高，增加机械排灰强度，使其磨损加剧；
煤制甲醇工艺
造气工艺与设备
5、灰熔点对生产的影响 5.1由于灰渣的构成不均匀，因而不可能有固定的灰熔点，只有熔化
范围。通常灰熔点用三种温度表示，即t1为变形温度；t2为软化温 度；t3为熔融温度，生产中一般灰熔点指t2，它是指炉温控制高低 的重要指标。 5.2煤的灰熔点高低，是影响煤气发生炉内气化温度的主要因素之 一。灰熔点低的燃料，气化层温度不能控制太高，这就限制了气化 温度的提高，致使蒸汽分解率低，发气量和气体质量不高。当燃料 层局部温度达到或超过灰熔点时，则会造成炉内结疤、结块等现象， 致使炉内某一截面阻力不均，严重时会造成造气炉不能正常生产。 因此，煤的灰熔点越高对气化过程越有
2、压力对生产的影响 蒸汽压力的高低直接影响蒸汽温度的高低，造成温度提升慢制液时
间延长，腐植酸钠反应不完全。
甲醇制甲醛工艺流程
甲醇制甲醛工艺流程
甲醇制甲醛是一种重要的化工工艺，对于甲醇这种常用的工业原料进行加工，可以得到甲醛这种有广泛应用的化工产品。
下面我将详细介绍甲醇制甲醛的工艺流程。
甲醇制甲醛的工艺流程主要包括甲醇蒸汽与空气的氧化反应、冷却凝结、分离与净化、回收利用等几个步骤。
首先，将甲醇和空气以一定比例混合，并送入氧化炉中进行氧化反应。
在氧化炉中，甲醇与空气发生反应生成一氧化碳和二氧化碳，同时伴随有部分甲醇氧化为甲醛。
然后，将氧化生成的混合气体通过冷却器进行冷却。
在冷却过程中，混合气体中的水蒸气逐渐冷凝为液体水，并与甲醛、一氧化碳、二氧化碳等组分一起形成液相。
接着，将冷凝后的液体通过分离器进行分离。
在分离器中，由于甲醛、一氧化碳和二氧化碳的沸点差异较大，可以通过升温使甲醛质量流出，并顺便将其中的一氧化碳和二氧化碳一起除去。
最后，将分离出的甲醛进行净化处理。
在净化过程中，主要是将其中的杂质如酸、酮等进行去除，以确保甲醛产品的纯度。
以上是甲醇制甲醛的主要工艺流程。
需要特别强调的是，在工艺流程中要合理控制各个步骤的操作条件，以达到最佳的反应效果和产品质量。
此外，在甲醛制备过程中，产生的废气和废
水应该进行处理和回收利用，以减少对环境的污染。
总而言之，甲醇制甲醛是一个较为复杂的化工过程，需要进行多个步骤的反应、分离和净化处理。
只有通过科学合理的工艺流程，才能得到高质量的甲醛产品。
值得注意的是，在进行该工艺时，要时刻关注安全生产，并合理处理产生的废气和废水，以保护环境。
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合成是一种重要的工业化学反应，它是通过一系列的工艺流程和设备来完成的。
下面将详细介绍甲醇合成的工艺流程和设备。
第一步是气体净化。
原料气体主要是天然气或煤气，其中含有一些杂质，如硫化氢、二氧化碳、氨等。
这些杂质会对后续的合成反应产生不利影响，因此需要通过气体净化来去除。
气体净化主要包括硫化氢去除、二氧化碳去除和氨去除等步骤。
硫化氢可以通过催化氧化反应转化为硫，二氧化碳可以通过碱性溶液吸收，氨可以通过酸性溶液吸收。
第二步是合成气的制备。
合成气是甲醇合成的重要原料，它是一种混合气体，主要由一氧化碳和氢气组成。
合成气的制备一般采用催化剂转化法或气化法。
催化剂转化法是将天然气或煤气与蒸汽在催化剂的作用下反应生成合成气。
气化法是将煤、石油等碳质原料在高温、高压条件下气化生成合成气。
第三步是甲醇的合成。
合成气进入甲醇合成反应器后，经过一系列的反应生成甲醇。
甲醇合成一般采用低温高压条件下的催化反应。
常用的催化剂有铜-锌氧化物、铜-铝氧化物等。
甲醇合成反应的主要反应是一氧化碳和氢气生成甲醇。
反应温度一般在200-300摄氏度，压力一般在10-30兆帕。
甲醇的合成反应是一个平衡反应，需要通过适当的操作控制反应条件和催化剂的选择来提高甲醇的产率和选择性。
气体净化装置主要包括硫化氢去除器、二氧化碳去除器和氨去除器等。
硫化氢去除器通常采用催化氧化法，其中含有催化剂床层。
二氧化碳去除器采用碱性溶液吸收法，溶液中加入碱性物质，如钠碱。
氨去除器采用酸性溶液吸收法，溶液中加入酸性物质，如硫酸。
合成气制备装置主要包括催化转化装置和气化装置。
催化转化装置中含有催化剂床层，通过催化反应将天然气或煤气转化为合成气。
气化装置一般采用煤气化炉或石油气化炉，通过高温、高压条件下将煤或石油气化生成合成气。
甲醇合成反应器是甲醇合成的核心设备。
反应器一般采用垂直的压力容器，内部装有催化剂床层。
合成气经过加热后进入反应器，与催化剂发生反应生成甲醇。
甲醇原料气的生产工艺流程及主要设备
任务１ 以固体燃料为原料制水煤气的工 艺流程
３.一次上吹阶段 同时开启总蒸汽阀、上吹蒸汽阀、上行阀Ｂ、煤气总阀，自下而上吹入
水蒸气，在气化层与灼热的炭发生充分的化学反应，制出高质量的水煤 气，经上行阀Ｂ、煤气总阀、检修水封后，后进入联合废热锅炉副产水 蒸气，降温，再进入洗气塔降温和除尘后，送入气柜。上吹完毕，关闭 相关阀门。 ４.下吹阶段 同时开启总蒸汽阀、下吹蒸汽阀、下行阀、煤气总阀，自上而下送入水 蒸气，通过气化层与灼热的炭进一步发生气化反应，制取水煤气，经过 下行阀、煤气总阀、检修水封，进入联合废热锅炉副产水蒸气并降温， 再进入洗气塔降温和除尘后，送入气柜。下吹完毕，关闭相关阀门。
关闭，由鼓风机从煤气炉底部送入空气，自下而上经过燃料层，发生气 化反应，提高燃料层温度，蓄积热量，为下一步制气做准备。炉上产生 的吹风气先经上行阀，后经放空阀（或回收阀）后，放空（或送吹风气 回收工段回收潜热和显热）。吹风完毕，关闭相关阀门。 ２.蒸汽吹净阶段 同时开启总蒸汽阀、上吹蒸汽阀、上行阀Ａ、放空阀（或吹风气回收 阀），自下而上吹入水蒸气，发生一定的气化反应，生成水煤气置换前 面吹风结束时残余的吹风气，气体经上行阀Ａ和放空阀（或吹风气回收 阀） 后放空（或回收）。吹净完毕，关闭相关阀门。
教学项目２ 甲醇原料气的生产工艺流程 及主要设备
任务１以固体燃料为原料制水煤 1 气的工艺流程 2 任务2 天然气蒸气转化的工艺流程 3 任务3 重油部分氧化制气的工艺流程
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任务１ 以固体燃料为原料制水煤气的工 艺流程
一、吹风和制气流程 １.吹风阶段 同时开启吹风阀、上行阀Ａ、放空阀（或吹风气回收阀），其他阀门均
５ＭＰａ，送到造气各洗气塔，与水煤气直接接触，逆流换热后温度升 高至约４０℃，热水经地沟流入热水池，停留足够长的时间进行重力沉 淀。然后通过热水泵加压到０.４ＭＰａ，送入澄清池底部，进行两次折 流而再次沉淀，清水从塔的上部流到低１ｍ的冷却塔上部，在冷却塔均 匀分布，自上而下流动，与冷却塔顶部引风机吸入的冷空气逆流接触， 水经冷却后进入冷水池，循环使用。
甲醇合成的生产工艺流程及主要设备
第一节 幼儿生病特征观察
米，摸时是平的或略凹，无紧张感。倘若安静时，发现前囟 凸起，饱满，有紧张感或凹得很深，均属不正常现象，务必 及时就诊。
4.皮肤 正常新生儿皮肤红润细腻，似有绒毛感。新生儿皮肤对外
界细菌、毒素侵入的屏障功能很差，故擦洗抚摸动作宜轻柔， 应洗净手再接触。因为新生儿皮肤表面似良好的培养基，任 何致病或不致病的细菌附着都可能很快地得到滋养而繁殖， 尤其是腋下、臀沟、骶尾骨部更甚。
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第一节 幼儿生病特征观察
二、病情判断与治疗
妈妈和自己的宝宝朝夕相处，应掌握一定的医学卫生知识， 对宝宝机体出现的变化能做出初步判断，做到心中有数，免 得急中出错。
婴幼儿患病不会用语言表示，但只耍你仔细观察，就能看 出一些异常迹象，如:
情绪不佳 生性好动的小孩，如不像平时那样好说、好
病有轻重缓急，轻病家庭里就可以自己解决，重病能做到 不延误治疗时机。急缓是指发病过程，急病不一定是重病， 缓病也不一定是轻病。如感冒发热，孩子往往起病急，可先 用点消炎退热片、在家观察一下，不必晚卜着急卜医院，特 别在冬天深夜里，天还下着雨雪，狂风怒吼，这样外出反易 加重病情。如有喘憋明显、声音嘶哑， 即使不发热，也要立
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任务２ 甲醇合成的工艺流程
由此可知，合成工序主要由两部分组成，包括甲醇的合成与甲醇的分离， 前者在合成塔中进行，后者由一系列传热设备和气液分离设备来完成。
由于平衡和速率的限制，ＣＯ、ＣＯ２和Ｈ２的单程转化率低，为了充分 利用未反应原料气，较好的措施是分离出甲醇后把未反应的气体返回合 成塔重新反应，这就构成了循环流程。
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第一节 幼儿生病特征观察
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。
甲醇原料气生产的工艺操作与控制
呼吸不规则 健康孩子呼吸平静，均匀而有规则。患病时 可见呼吸快慢不一，忽深忽浅。如发热、鼻塞时，可见呼吸 变快。
啼哭不止 在孩子尚未学会说话之前，啼哭是孩子患病时 的一个重要症状，如一味啼哭，应考虑到病痛之可能。
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第一节 幼儿生病特征观察
大便异常 若孩子2天以上未拉大便或大便过多，1天3次 以上，粪便稀薄，呈蛋花汤样或有残渣者均属异常。
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第二节 家庭日常护理知识
把所测得的体温减去0.5℃即得小儿体温数。 采用肛门测温时，往往引起孩子的哭闹，大人应注意看管，
以防体温表折断，发生危险。如果孩子有腹泻情况，就不适 宜采用肛门测量法。 2.腋下测量 适用于2岁以上小儿。肛表、口表都可用，把体温表的头 部约1/3的部分紧夹在孩子的腋窝里，放置5分钟取出，将腋 下的休温加上0. 5℃即为测得休温。当小孩刚刚出过汗或在 晒太阳后，应先擦干汗液，稍停一会儿再量，否则量出来的 体温就不一定准确。正常小儿的体温为36. 2℃一37℃
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第一节 幼儿生病特征观察
二、病情判断与治疗
妈妈和自己的宝宝朝夕相处，应掌握一定的医学卫生知识， 对宝宝机体出现的变化能做出初步判断，做到心中有数，免 得急中出错。
婴幼儿患病不会用语言表示，但只耍你仔细观察，就能看 出一些异常迹象，如:
石油化工技术专业《甲醇生产技术课程标准》
甲醇生产技术课程标准〔适用于三年制高职石油化工生产技术专业〕一、课程定位甲醇生产技术课程是一门化工专业的主要课程之一，通过本课程学习，使学生掌握甲醇生产技术的方法及原理，能够熟练操作各工序所涉及的设备，并能够应对生产中经常出现的问题。
二、课程目标1、知识目标〔1〕掌握甲醇的生产方法；〔2〕掌握甲醇生产根本原理；〔3〕掌握甲醇生产工艺条件的选取；〔4〕掌握甲醇生产工艺流程及主要设备。
2、技能目标〔1〕具有较强的甲醇生产工艺控制技能和工艺设计技能；〔2〕具有一定的化工〔甲醇〕生产管理、新产品开发能力等。
3、素质目标〔1〕热爱专业，热爱本职工作，具有高度的责任心和使命感；〔2〕工作严谨、踏实；具有强烈的进取精神，刻苦钻研技术；〔3〕坚持一线工作的意识、吃苦耐劳，通过实践不断提高职业素质等。
三、课程设计思路本课程是以甲醇生产技术在现场实施中所涉及的职业岗位要求为出发点，以职业能力培养为核心，以不同工序的技术方法为载体，以真实情境为依托，按照学生的认知规律设计学习情境。
四、课程内容与教学要求课程内容和教学内容要求见表2-103至2-107。
表2-103 课程内容和教学要求表2-104 学习情境1 甲醇原料气的制取表2-105 学习情境2 甲醇原料气的净化表2-106 学习情境3 甲醇合成表2-107 学习情境4 粗甲醇的精馏五、教学组织与实施建议1、教学进度安排教学进度安排见表2-108。
表2-108 教学进度安排表2、教材选用建议该教材以甲醇生产技术在现场实施中所涉及的职业岗位要求为出发点，主要讲述甲醇的生产方法、根本原理、工艺条件的选取、工艺流程及主要设备。
同时结合目前国内外先进的甲醇生产技术，使学生熟知以煤、天然气、石油等原料生产甲醇的生产工艺，通过学习，使学生熟悉甲醇生产各工序的操作，能够分析控制各工序操作参数。
能应对实际生产中出现的各种问题。
3、教学组织形式与方法本课程以工作过程为导向，以各项甲醇生产技术和相关内容设计教学内容。
低温甲醇洗原理及设备介绍
1、 5个塔
洗涤塔 脱除从上游工序来的变换气中的CO2、H2S及有机硫等杂 质，同时也脱除变换气中带入的饱和水，制得： CO2≤3.42±0.2%，总硫<0.1ppm的合格净化气。 生产中应注意洗涤塔的压差、吸收液的温度。控制上塔 与下塔的液位，防止高低压串压。 H2S浓缩塔 气提出CO2和H2S的浓缩使其在后续部分达到合格的浓度去 硫回收工段。 生产中应注意控制浓缩塔中部和底部的液位，防止泵的 抽空。同时应注意控制气提氮气的流量。
一、低温甲醇洗净化吸收的原理
低温甲醇洗是指在一定的压力和低温下，把变换气中 所含的酸性气体CO2、H2S、COS和硫醇等脱除的工艺过程。 由于甲醇吸收酸性气体的过程没有化学反应发生，因此属于 物理吸收，其吸收原理是：以低温甲醇有机溶剂为吸收剂， 利用CO2、H2S、COS比H2、CO在吸收剂中溶解度大的特 性而除去，吸收后溶液的再生依靠简单的闪蒸解吸和气体放 出CO2、H2S 等。 甲醇吸收酸性气体属物理吸收，气液平衡关系开始时符 合亨利定律（ P=KX ），吸收剂的吸收容量随酸性组分分压 的提高而增加，溶液循环量与原料气量及操作条件有关。操 作压力提高，温度降低，溶液循环量减少
二 基本原理
1、甲醇的性质：分子式CH3OH，相对分子量32，是一种无 色，易挥发、易燃的液体，凝固点-97.8℃，沸点64.7℃ （0.1MPa）,它能与水以任何比例混溶。甲醇是一种具有极 性的有机溶剂，化学性质稳定，不变质，不腐蚀设备。 2、吸收原理——为纯物理吸收过程。根据CO2、H2S、COS等酸性气体 在甲醇中有较大的溶解度，而氢气、氮气、一氧化碳在其中的溶解度很小 而吸收的，因而用甲醇吸收原料气中的CO2、H2S等酸性气体，而H2、CO 的损失很小。 3.各种气体在甲醇中的溶解度，低温甲醇洗涤法中，H2S、COS 和CO2等酸性气体的吸收后溶液的再生以及H2、N2、CO等溶解度 低的有用气体的解吸回收，其基础就是各种气体在甲醇中有不同 的溶解度。见P159 图7-5
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。
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任务１ 脱硫（低温甲醇洗） 岗位的操 作规程
７.精馏原理 精馏是利用物质挥发度不同（沸点不同） 而将两种或两种以上的物质分
离开的过程。精馏过程在塔内完成，混合组分从塔中间某一块塔板（进 料板） 连续进入塔内，在进料板以上，上升蒸气中所含的重组分向液相 传递，而回流液中的轻组分向气相传递，这样经过足够的塔板，在塔的 上半部完成了上升蒸气的精制，即除去其中的重组分，因而称为精馏段。 在进料板以下，下降液体（包括回流液和加料中液体）中的轻组分向气 相传递，上升蒸气中的重组分向液相传递，这样经过足够的塔板，在塔 的下部完成了下降液体中重组分的提浓，即提出了轻组分，因而称为提 馏段。 三、脱硫（低温甲醇洗）的工艺流程简述
Ｈ２含量很高，因此，在高压低温条件下脱除酸性气体时，造成Ｈ２的损 失仍是可观的。 ５.甲醇洗工段冷量的来源及回收 甲醇洗工段脱除酸性气体Ｈ２Ｓ、ＣＯ２及ＣＯＳ是在低温下进行的。 为了满足净化工艺要求，工段须从外界得到冷量以维持正常的操作。
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任务１ 脱硫（低温甲醇洗） 岗位的操 作规程
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任务１ 脱硫（低温甲醇洗） 岗位的操 作规程
原料气净化部分为低温甲醇洗工段采用的四塔流程，可分为两大区，即 冷区和热区。冷区由甲醇洗涤塔Ｔ１６０１，中压闪蒸罐Ｄ１６０２、 Ｄ１６０３，硫化氢浓缩塔Ｔ１６０３，氮气汽提塔Ｔ１６０６组成； 热区由甲醇热再生塔Ｔ１６０４和甲醇／水分离塔Ｔ１６０５组成。
然后原料气进入进料气冷却器Ｅ１６０１被合成气、尾气冷却到－１４. ７℃，在水分离罐Ｄ１６０１中将冷凝下来的水、甲醇混合物分离，分 离后的气体进入甲醇洗涤塔Ｔ１６０１，醇水混合物进入换热器Ｅ１６ １６。
２.Ｈ２Ｓ／ＣＯ２气体的脱除 甲醇洗涤塔分为上塔和下塔，上塔共分为三段。 来自贫甲醇泵Ｐ１６０５的贫甲醇液经水冷器Ｅ１６１１、甲醇换热器
为了降低冷量消耗，在系统初开车半负荷运行时，由于负荷较低，由Ｔ １６０１上塔中段底部抽出的甲醇液在－１７℃左右足以完全吸收原料 气中的ＣＯ２，没必要再进一步降低温度，部分甲醇溶液可通过ＦＶ１ ６０３１直接低时，也可通过该管线调整出塔净化气ＣＯ２含量，此时仅一半甲醇 液进入Ｅ１６０５和Ｅ１６０６冷却，其余一半直接返回下塔。
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任务２ 变换岗位的操作规程
变换炉温度控制在４３５℃，出变换炉的变换气（温度４３５℃）经蒸汽过热 器Ｅ１５０２将２.５ＭＰａ蒸汽由２３０℃过热至３９０℃，变换气温度降至 ４００℃，再经粗煤气预热器Ｅ１５０１预热粗煤气回收热量后，温度降至３ ５０℃，与未参加变换的粗煤气混合后进入１＃低压蒸汽发生器Ｅ１５０３， 副产１.３ＭＰａ低压蒸汽，变换气温度降为２２０℃；经２＃气液分离器Ｖ１ ５０２分离出冷凝液后，进入２＃低压蒸汽发生器Ｅ１５０４，副产０.７ＭＰ ａ低压蒸汽，变换气温度降为１９０℃；经３＃气液分离器Ｖ１５０３分离掉 工艺冷凝液后，进入３＃低压蒸汽发生器Ｅ１５０５，副产０.３５ＭＰａ低压 蒸汽，温度进一步降低至１７０℃；经５＃气液分离器Ｖ１５０５分离掉工艺 冷凝液，进入蒸汽凝液预热器Ｅ１５１０，将从７１３工段来的９５℃透平凝 液预热至１４０℃，变换气温度降至１３６.２８℃；再经６＃气液分离器（Ｖ １５０６）分离掉工艺冷凝液，进入２＃脱盐水预热器Ｅ１５０６预热来自１ ＃脱盐水预热器Ｅ１５０８的脱盐水，温度降至７０℃，最后在水冷器Ｅ１５ ０９用循环冷却水冷却至４０℃左右，在４＃气液分离器Ｖ１５０４顶部用冷 密封水洗去ＮＨ３，分离掉工艺冷凝液后变换气送入低温甲醇洗工段。
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任务１ 脱硫（低温甲醇洗） 岗位的操 作规程
３.富液的膨胀闪蒸 从Ｔ１６０１上塔底盘上引出的不含硫富含ＣＯ２的甲醇液（－１６.５
℃），经甲醇冷却器Ｅ１６０７和丙烯冷却器Ｅ１６０４换热，温度分 别降至－３１℃和－３６℃后，通过减压阀从５.６４ＭＰａ（ａ）减到 １.２ＭＰａ（ａ）进入循环气闪蒸槽Ｄ１６０２，使得溶解的大部分Ｈ ２闪蒸解吸出来。 ４.ＣＯ２气体的解吸及Ｈ２Ｓ的浓缩 来自循环气闪蒸槽Ｄ１６０２底部的不含硫的富ＣＯ２甲醇液，温度为 －３６.６℃，压力为１.２ＭＰａ，含ＣＯ２为２８.５％ （摩尔分数）， 直接进入到Ｈ２Ｓ浓缩塔Ｔ１６０３塔顶再次降压至０.２０５ＭＰａ进 行ＣＯ２闪蒸解吸。
管内的所有排放甲醇或泄漏甲醇汇入Ｄ１６０８。由甲醇泵Ｐ１６０９ 将Ｄ１６０８内废甲醇循环回醇／水分离塔Ｔ１６０５进行提浓，在系 统停车时送往甲醇贮罐Ｖ２３０１。
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任务２ 变换岗位的操作规程
一、变换岗位的任务和意义 把气化工序送来的经洗涤塔洗涤冷却后合格的粗煤气送入变换工段，经
部分耐硫变换，与未参加变换的粗煤气混合得到有效气φ（Ｈ２）／φ （ＣＯ）≈２.０～２.１的变换气，同时回收部分变换反应热、副产低压 蒸汽、预热锅炉给水及脱盐水等物料。 二、变换岗位的工艺流程概述 来自气化工序的粗煤气（２３０℃左右，汽气比约１.５） 经１＃气液 分离器Ｖ１５０１分离掉气体中夹带的水分后，约５６％的粗煤气进入 粗煤气预热器Ｅ１５０１，被从变换炉Ｒ１５０１出来的经蒸汽过热器 Ｅ１５０２预冷后的变换气预热至２８０℃，进入变换炉Ｒ１５０１进 行耐硫变换。
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任务１ 脱硫（低温甲醇洗） 岗位的操 作规程
闪蒸液作为塔中段含硫甲醇液中闪蒸出的上升气中Ｈ２Ｓ及ＣＯＳ的洗 涤液，以保证Ｔ１６０３塔顶尾气中（Ｈ２Ｓ＋ＣＯＳ）的含量低于２ ５ｐｐｍ。
从Ｔ１６０３塔升气管塔板上经Ｐ１６０１泵抽出的一股甲醇液，由于 在上塔内这股液体不断减压并解吸出ＣＯ２，温度降为－５９.４℃，在 返回Ｔ１６０３塔底解吸ＣＯ２前，其冷量在Ｅ１６０８、Ｅ１６０６、 Ｅ１６０７中进行回收。从这块塔板上引出的液体的温度是全甲醇洗工 序中最低的。
５.甲醇的再生 从Ｔ１６０６塔底进入Ｔ１６０４塔的甲醇液在此塔内完成甲醇再生，
再生的甲醇作为贫甲醇循环利用。
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任务１ 脱硫（低温甲醇洗） 岗位的操 作规程
富含ＣＯ２ 、Ｈ２Ｓ、ＣＯＳ的甲醇液被来自塔底再沸器Ｅ１６１２加 热及甲醇／水分离塔顶的甲醇蒸气汽提，使ＣＯ２ 、,Ｈ２Ｓ、ＣＯＳ全 部解吸。再沸器Ｅ１６１２用低压蒸汽加热，向Ｔ１６０４提供热量。
教学项目３ 甲醇原料气的净化操作工艺 流程及主要设备
任务１脱硫（低温甲醇洗） 岗位 1 的操作规程 2 任务2 变换岗位的操作规程
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任务１ 脱硫（低温甲醇洗） 岗位的操 作规程
一、脱硫（低温甲醇洗）岗位的任务 低温甲醇洗岗位的任务是将变换气中的Ｈ２Ｓ、ＣＯＳ、ＣＯ２等对甲醇
合成有害的气体脱除掉，使出净化工段的净化气中总硫含量≤０.１ｐｐ ｍ，ＣＯ２的体积分数达到２.６５％～２.８５％，以满足甲醇合成的要 求；同时对装置内Ｈ２Ｓ浓缩塔解吸的酸气进行浓缩，使Ｈ２Ｓ的体积 分数≥２５％，送硫回收工段处理。 二、脱硫（低温甲醇洗）的工艺原理 低温甲醇洗是一种基于物理吸收的气体净化方法，以工业甲醇为吸收剂。 由于随着温度降低，Ｈ２Ｓ、ＣＯ２及其他酸性气体在甲醇中的溶解度增 长很快，且分压越高，增长越快，而氢气、氮气变化不大。因此，此法 在较低温度下操作，更宜于酸性气体的吸收。
后，进入Ｔ１６０５塔进行甲醇／水蒸馏分离。 醇／水分离塔Ｔ１６０５塔底再沸器Ｅ１６１５的加热介质为低压蒸汽。
塔顶的甲醇蒸气直接送入Ｔ１６０４塔中部作为热再生塔的汽提气。
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任务１ 脱硫（低温甲醇洗） 岗位的操 作规程
７.碱液定量给料系统 由于进入低温甲醇洗系统的变换气中含有一定量的ＨＣＮ （约２０００
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任务１ 脱硫（低温甲醇洗） 岗位的操 作规程
１.ＣＯ２在甲醇中的溶解度 低温下ＣＯ２在甲醇中的摩尔分率ｘＣＯ２可按下式计算：
２.Ｈ２Ｓ在甲醇中的溶解度 Ｈ２Ｓ在甲醇中的溶解度比ＣＯ２更大，可表示为；
３.ＣＯＳ在甲醇中溶解度
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任务１ 脱硫（低温甲醇洗） 岗位的操 作规程
ＣＯＳ在甲醇中的溶解度遵从亨利定律，随着压力的增加而增加。ＣＯ Ｓ在甲醇中的溶解度与Ｈ２Ｓ、ＣＯ２的溶解度相比较小，吸收气体中Ｃ Ｏ２所需要的甲醇量足够完全地除去净化气体中的有机硫，如果只除去 气体中的硫化物，那么应该考虑气体中ＣＯＳ的溶解度，因为ＣＯＳ是 溶解度最低的硫化物组分。
４.氢气、氮气和甲烷在甲醇中的溶解度及其他理化数据 氢气、氮气和甲烷等气体在甲醇中的溶解度是不大的，但由于变换气中
正常运行时，本工段的冷损包括： ① 换热器的换热损失； ② 保冷损失； ③ 酸性气体吸收时由于溶解热所造成的冷量损失。 ６.汽提原理 汽提是物理过程，它用于破坏原气液平衡而建立一新的气液平衡状态，
达到分离物质的目的。例如，Ａ是液体，Ｂ是气体，Ｂ溶解于Ａ中，达 到气液平衡状态。气相中主要以Ｂ为主，当加以汽提介质Ｃ时，气相中 Ｂ的分压降低，破坏了气液平衡状态。通过调节汽提介质的量来控制汽 提程度，将Ａ与Ｂ两种物质分离。
ｐｐｍ），该部分ＨＣＮ在原料气预冷时溶于水分离罐Ｄ１６０１分离 出的醇水混合物中，该混合物进入醇／水分离塔Ｔ１６０５分离甲醇， ＨＣＮ将由醇／水分离塔Ｔ１６０５塔顶进入甲醇循环系统，高浓度的 ＨＣＮ将导致甲醇循环系统的腐蚀，通过加入ＮａＯＨ使ＨＣＮ生成盐 由醇／水分离塔Ｔ１６０５塔底废水中排出。
８.其他 为了降低甲醇消耗，本工段还设有甲醇收集槽Ｄ１６０８，将收集在集
１.原料气的预冷 原料气首先进入洗氨塔Ｔ１６０２，在洗氨塔Ｔ１６０２中，变换气经
高压锅炉给水洗涤，其中气体中所含的氨溶于水中，这部分含氨废水排 出界区进入废水处理工序。高压锅炉给水在进入洗氨塔前，先经换热器 Ｅ１６２２用循环水冷却，将其温度由１３３℃降至４２℃。
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任务１ 脱硫（低温甲醇洗） 岗位的操 作规程
在系统初开车时，由于负荷较低，Ｈ２Ｓ分离器Ｄ１６０７中分离出的 气体再次返回Ｔ１６０３下塔中部进行提浓。
再生后的贫甲醇以０.３４ＭＰａ、９８.５℃离开Ｔ１６０４塔左室， 经贫甲醇冷却器Ｅ１６１０冷却后进入甲醇收集槽Ｄ１６０５。定期补 充的甲醇也加入到此槽中，经贫甲醇泵Ｐ１６０５从Ｄ１６０５抽出的 贫甲醇压力升到７.０ＭＰａ（ａ），在水冷却器Ｅ１６１１中被冷却后 分成两股.