以天然气为原料制甲醇装置工艺方案
天然气制甲醇工艺
天然气制甲醇工艺简介天然气制甲醇工艺是一种利用天然气作为原料来生产甲醇的化学工艺。
甲醇是一种重要的化工原料，广泛应用于制药、塑料、涂料、溶剂等领域。
天然气作为一种丰富的化石能源资源，通过制甲醇工艺可以实现资源的高效利用。
工艺流程天然气制甲醇的工艺流程主要包括天然气预处理、气化、合成气净化、甲醇合成和甲醇精制等步骤。
1.天然气预处理：天然气中含有硫化氢、二氧化碳等杂质，需要进行预处理来降低对后续工艺的影响。
常用的预处理方法包括酸气洗、脱硫和脱气等。
2.气化：将预处理后的天然气与适量的氧气或空气进行反应，在高温高压条件下进行气化反应，生成合成气。
合成气的组成主要包括一氧化碳、二氧化碳、氢气和少量的甲烷等。
3.合成气净化：合成气中含有一些杂质，如硫化物、氨等，需要进行净化处理。
常用的净化方法包括变换反应、水煤气变换反应和低温变换反应等。
4.甲醇合成：将净化后的合成气与催化剂进行反应，通过甲醇合成反应将一氧化碳和二氧化碳转化为甲醇。
甲醇合成反应通常在高温高压条件下进行，常用的催化剂有铜锌锆系列、铜锌铝系列等。
5.甲醇精制：将合成的甲醇进行精制，去除其中的杂质，得到高纯度的甲醇。
常用的精制方法包括蒸馏、吸附和萃取等。
工艺优势天然气制甲醇工艺具有以下的优势：1.资源丰富：天然气是一种丰富的化石能源资源，在全球范围内广泛存在。
通过天然气制甲醇工艺，可以实现天然气资源的高效利用。
2.环保节能：相比于传统煤制甲醇工艺，天然气制甲醇工艺在减少二氧化碳排放和其他污染物排放方面具有明显优势。
甲醇也是一种清洁能源，可以作为替代传统燃料的燃料。
3.经济效益：天然气制甲醇工艺具有较高的产率和选择性，可以提高甲醇的产量和质量。
甲醇作为一种重要的化工原料，具有广泛的应用前景，可以为相关产业带来经济效益。
工艺挑战天然气制甲醇工艺在实际应用中还面临一些挑战：1.催化剂选择：催化剂是甲醇合成反应的关键，需要选择具有高活性和稳定性的催化剂。
年产10万吨甲醇工艺设计
甲醇是一种重要的有机化工品，广泛应用于合成有机化合物、涂料、塑料等工业领域。
甲醇工艺设计的关键目标是实现高产量、高质量的甲醇生产，同时考虑能源消耗、环境污染和安全性等方面的要求。
本文将对一种年产10万吨甲醇工艺设计进行详细介绍，包括原料选择、反应过程、设备选型、能源消耗和环境污染控制等方面。
1.原料选择甲醇的主要原料为天然气或煤炭。
在本工艺设计中，我们选择优质天然气作为甲醇的主要原料。
天然气中的甲烷通过蒸汽重整反应生成合成气，包括一氧化碳和氢气。
该合成气经过净化处理后，进入甲醇合成反应器进行反应。
2.反应过程甲醇的合成反应是一种催化反应，主要基于甲醇合成催化剂的作用。
在本工艺设计中，我们选择了高效的铜锌氧化物催化剂，能够在相对低的温度和压力下实现高效率的甲醇合成。
反应过程主要包括气相反应和液相吸收两个步骤。
气相反应器中，一氧化碳和二氧化碳与氢气发生反应生成甲醇。
反应后的气体进入液相吸收器，通过溶剂的吸收和分离，将甲醇从废气中回收。
3.设备选型甲醇生产设备主要包括气体净化、蒸汽重整、合成反应、分离和脱水等装置。
对于年产10万吨甲醇的工艺设计，我们选用了适宜的设备类型和规格，确保设备能够满足预期产量和质量要求。
例如，气体净化装置采用活性炭吸附和分子筛吸附的组合方式，提高气体净化效果。
合成反应器采用多床催化剂装置，提高反应效率和催化剂的使用寿命。
分离装置采用精馏和吸附等工艺，实现甲醇的回收。
4.能源消耗甲醇生产需要消耗大量的能源，包括天然气和蒸汽等。
为了降低能源消耗和提高能源利用效率，我们在工艺设计中采取了多项措施。
例如，在蒸汽重整过程中，我们采用余热回收技术，将废弃热量回收利用。
在合成反应过程中，我们优化反应条件和催化剂的使用方式，降低能源消耗。
此外，我们还考虑了电力和水的节约措施，提高整体能源利用效率。
5.环境污染控制甲醇生产过程中会产生废气、废水和废渣等污染物。
为了控制环境污染，我们在工艺设计中采取了多项措施。
天然气制甲醇工艺流程
天然气制甲醇工艺流程
《天然气制甲醇工艺流程》
天然气是一种丰富的化石燃料资源，而甲醇则是一种重要的有机化合物，广泛用于化工、医药和能源等领域。
天然气制甲醇工艺流程是将天然气中的甲烷气体转化为甲醇的过程，这一工艺在现代化工生产中具有重要意义。
天然气制甲醇的工艺流程通常包括以下几个步骤：天然气脱硫、蒸汽重整、合成气净化、甲醇合成、甲醇精制和尾气处理。
首先，天然气被送入脱硫装置，通过化学反应去除其中的硫化氢、二硫化碳等硫化物。
然后，经过蒸汽重整反应，甲烷与水蒸气在高温高压条件下转化为一氧化碳和氢气，形成合成气。
接着，合成气通过净化装置去除其中的杂质，然后进入催化剂反应器进行甲醇合成反应，产生甲醇和水。
经过甲醇合成反应后，需要对产生的混合物进行精制，以获取高纯度的甲醇产品。
最后，对反应产物中的尾气进行处理，减少对环境的污染。
以上是天然气制甲醇的基本工艺流程，当然实际生产中需要根据不同的原料性质和产品要求进行具体的调整和优化。
随着化工技术的不断进步，天然气制甲醇工艺流程也在不断地完善和提高，以更加高效、环保地生产出优质的甲醇产品。
这一工艺流程的不断优化将为天然气资源的高效利用和化工产业的发展提供重要支持。
天然气制甲醇工艺流程
天然气制甲醇工艺流程天然气制甲醇工艺流程主要包括气体净化、蒸汽重整、合成气生成、气体处理、甲醇合成和甲醇提纯六个步骤。
首先是气体净化，原料天然气经过除尘、除水、除硫处理，去除其中的灰尘、水分和硫化氢等杂质。
这是为了保证后续的反应过程能够更好地进行，避免杂质对催化剂产生毒性影响。
接下来是蒸汽重整，将气体与水蒸气混合，经过催化剂的作用，进行重整反应，将甲烷等烷烃转化为一氧化碳和氢气。
这一步骤一般需要高温高压条件下进行，需要使用催化剂来促进反应的进行。
然后进行合成气生成，将蒸汽重整后的气体与过于气混合，通过一系列的反应，将甲烷等烷烃转化为合成气，其中合成气由一氧化碳和氢气组成。
这个过程中，需要控制反应的温度、压力和催化剂的选择，以保证合成气的产率和质量。
随后进行气体处理，上述合成气中含有一些杂质，如一氧化碳、二氧化碳、苯、硫等，需要进行进一步的净化。
通过一系列的物理吸附、温度、压力等变化，将这些杂质去除，以提高后续甲醇合成的效果。
然后是甲醇合成，用合成气经过甲醇合成催化剂反应器，进行甲醇的合成。
在适当的温度和压力下，使一氧化碳和氢气反应生成甲醇。
这部分需要使用特殊的催化剂来促进反应的进行，并对反应条件进行精确控制，以提高产率和纯度。
最后是甲醇提纯，将甲醇合成反应产出的混合物进行分离和提纯。
一般采用蒸馏、吸附和结晶等方法，将甲醇与其他谷物进行分离，得到高纯度的甲醇产品。
这个过程中需要控制温度和压力等条件，以保证分离的效果和产品的质量。
综上所述，天然气制甲醇的工艺流程涉及到气体净化、蒸汽重整、合成气生成、气体处理、甲醇合成和甲醇提纯等六个步骤。
每个步骤都需要精确控制条件和使用适当的催化剂，以提高反应效率和产出的甲醇产品质量。
这一工艺流程在化工领域具有广泛应用，对于可再生能源和环境保护具有重要意义。
天然气制甲醇工艺流程
天然气制甲醇工艺流程天然气是一种重要的化石能源，而甲醇则是一种重要的化工产品。
天然气制甲醇工艺是将天然气作为原料，通过一系列化学反应制备甲醇的过程。
本文将介绍天然气制甲醇的工艺流程，包括原料准备、反应过程、产品分离等环节。
1. 原料准备。
天然气主要成分是甲烷，因此天然气制甲醇的原料主要是甲烷。
在工业上，通常采用蒸汽重整法将甲烷转化为一氧化碳和氢气，然后再进行甲醇合成反应。
此外，还需要氧气作为氧化剂，以促进甲烷的氧化反应。
2. 反应过程。
天然气制甲醇的反应过程主要包括蒸汽重整、甲醇合成和甲醇精馏等步骤。
首先，甲烷和蒸汽在催化剂的作用下发生重整反应，生成一氧化碳和氢气。
然后，一氧化碳和氢气在催化剂的作用下发生甲醇合成反应，生成甲醇。
最后，通过甲醇精馏过程，将甲醇从反应混合物中分离出来。
3. 产品分离。
甲醇合成反应产生的混合物中除了甲醇外，还包含未反应的气体和其他杂质。
因此，需要进行产品分离，将甲醇从混合物中提取出来。
通常采用蒸馏、吸附、结晶等方法进行产品分离，得到纯度较高的甲醇产品。
4. 工艺优化。
天然气制甲醇的工艺流程需要根据原料性质、反应条件等因素进行优化。
例如，在蒸汽重整反应中，催化剂的选择、反应温度和压力的控制等都会影响反应的效果。
在甲醇合成反应中，催化剂的活性和选择性对甲醇的产率和纯度有重要影响。
因此，工艺优化是提高天然气制甲醇效率和产品质量的关键。
总之，天然气制甲醇工艺流程包括原料准备、反应过程、产品分离和工艺优化等环节。
通过合理的工艺设计和操作，可以实现天然气向甲醇的高效转化，为化工行业提供了重要的甲醇资源。
以天然气为原料制甲醇装置工艺方案
(2) 管束式合成工艺 采用管束式副产蒸汽 等温反应器 。 113 甲醇精馏
(1) 两塔流程 第一塔为预精馏塔 ,第二塔为 主精馏塔 ,两塔再沸器均用低压蒸汽作热源 ;
(2) 三塔流程 采用两个主精馏塔 ,第一主精 馏塔加压操作 ,第二主精馏塔常压操作 。加压塔 塔顶气体的冷凝热用作常压塔塔底再沸器的热 源 ,有效地利用了能量 。
1208 ～170
能
流程 D
70. 33
16. 69
11. 85
0. 46
0. 30
0. 06
0. 30 23731 510/ 670 670/ 1008 2. 05 10456 2122 12578
4960 46. 01 31. 73 963 ～140
能
流程 E
70. 33
15. 81
12. 40
合成废锅副产蒸汽
(4. 0MPa) t/ t 粗醇
装置相对投资
日常相对操作费用
流程 A
流程 B
多段冷激式 管束式副产蒸汽
75. 24/ 72. 13 71. 27/ 65. 12
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1 4 化 工 设 计 1998 年 第 3 期
年产10万吨甲醇工艺设计
甲醇是一种无色、易挥发的液体，是一种重要的化工原料。
甲醇可用作溶剂、防冻剂、燃料等，并且也是合成多种化学品的重要原料。
本文将介绍一种年产10万吨甲醇的工艺设计。
1.原料选择甲醇的主要原料是天然气或煤炭。
在本设计中，采用天然气作为原料，主要原因是天然气作为清洁能源，不仅含有丰富的甲烷，而且还有其他杂质，如醇、醛和硫化物等。
2.甲醇生产工艺流程甲醇的生产过程主要分为气化、合成气净化、变换反应、甲醇的分离和精制等环节。
气化：天然气通过一系列的处理后，首先进入气化炉进行气化反应，将甲烷转化成一氧化碳和氢气。
合成气净化：气化产生的合成气中含有一氧化碳、二氧化碳、氢气等杂质，需要通过一系列净化步骤，去除杂质，如一氧化碳的选择性氧化、水蒸气转化等，使得合成气的组成符合变换反应的要求。
变换反应：减少二氧化碳的含量并提高一氧化碳的转化率，需要进行一系列变换反应。
主要反应有水汽变换反应和低温甲醇合成反应。
甲醇的分离和精制：合成后的甲醇进入精制塔，通过分离和纯化操作，去除杂质和溶剂，获得高纯度的甲醇。
3.工艺优化为了提高甲醇的生产效率和降低成本，可以对工艺进行优化。
提高合成气的利用率：在气化炉中，采用高效的催化剂和反应条件，提高一氧化碳和氢气的产率。
减少能量消耗：通过余热回收系统，对高温废气和废水进行换热，降低能量消耗。
优化反应条件：根据反应的动力学特性，确定最佳反应温度和压力，提高甲醇的选择性和收率。
改进分离和纯化技术：对精制塔进行优化设计，提高甲醇的回收率和纯度。
4.安全措施甲醇是一种易燃易爆液体，在生产过程中需要采取一系列安全措施，包括防火、防爆、通风和泄漏处理等。
此外，还需要定期检查和维护设备，确保工艺安全可靠运行。
综上所述，本文介绍了年产10万吨甲醇的工艺设计，包括原料选择、工艺流程、工艺优化和安全措施。
通过对工艺的优化和改进，可以提高甲醇的生产效率和质量，并降低生产成本，达到经济效益和环境效益的双重目标。
天燃气合成甲醇合成工段的工艺设计
天燃气合成甲醇合成工段的工艺设计天然气合成甲醇的工艺设计是指通过天然气作为原料，采用一系列化学反应将其转化为甲醇的工艺流程。
这个工艺过程包括几个主要环节：气体净化、催化转化、蒸汽重整、甲醇合成等。
下面将针对这些环节逐一介绍。
1. 气体净化气体净化是将含杂质的天然气经过处理，使其符合进入甲醇合成反应器的要求。
处理过程主要含有两个步骤：脱硫和脱水处理。
其中，脱硫处理是将天然气中的硫化物通过加入一定量的ZnO进行反应，将硫化物转化成硫化锌，使得天然气中的硫化物浓度降到合适的范围内；而脱水处理是通过加入适量的乙二醇，将气体中的水汽捕获，保证气体中的水分浓度低于0.1%。
2. 催化转化催化转化是将净化后的气体进行一系列化学反应，将其转化成含甲醇的合成气体。
主要包括以下步骤：（1）燃烬气化：将气体通过高温、高压下的火炬，进行加热，使其转化为燃烬气；（2）变换反应：将燃烬气与水蒸汽反应，生成一氧化碳和氢气；（5）二氧化碳转化：将一氧化碳和二氧化碳反应，生成一氧化碳和水蒸汽；3. 蒸汽重整蒸汽重整是指将制备好的合成气体进行再次转化，将其中含有的一氧化碳和水蒸汽转化为氢气和二氧化碳。
这个过程通过引入高温水蒸汽，与合成气体进行加热反应，使得其中的一氧化碳和水蒸汽被转化成氢气和二氧化碳。
蒸汽重整的反应条件一般为高温高压下进行，反应需要使用合适的催化剂。
4. 甲醇合成甲醇合成是将经过蒸汽重整的气体进行再次转化，最终生成甲醇的过程。
主要反应方程式为：CO+2H2→CH3OH。
反应需要用到适量的催化剂，通过调节反应的温度、压力、氢气转化率等条件进行控制，以得到高质量的甲醇。
总之，天然气合成甲醇的工艺设计需要经过多个环节的处理和转化，制备出合适的合成气体，最终生成甲醇。
在这个过程中需要使用合适的装置和设备，并同时考虑工艺稳定性、能耗控制等因素，以实现经济、高效的甲醇制备工艺。
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综 述评 论 以天然气为原料制甲醇装置工艺方案蒋德军 郑明峰 唐宏青 中国石化兰州设计院 兰州 730060摘要 以天然气为原料的10万t/a甲醇装置,对其合成气制备工序的七种工艺流程、甲醇合成工序的两种工艺流程、甲醇精馏工序的两种工艺流程作详细的流程模拟计算与分析;并在此基础上确定七种基本工艺方案,进行全系统的流程模拟计算,得出主要消耗定额、能量消耗、装置投资和产品成本;同时分析了工艺技术和主要设备的国产化前景,认为“加热型两段转化工艺+管束式合成塔流程+两塔精馏”的基本工艺方案,是目前国产化最好的选择。
关键词 天然气制甲醇 流程模拟 工艺方案 国产化 某化工厂拟在近期内筹建以天然气为原料的10万t/a甲醇装置。
为了配合装置的工程设计和工程建设,受石化总公司技术开发中心委托,中国石化兰州设计院应用流程模拟技术,对以天然气为原料制甲醇装置的工艺流程进行计算分析,为有关方面决策提供参考。
本工作在关键技术国产化的前提下,选择和确定技术先进可靠、能量利用合理、经济上有竞争力的工艺技术方案。
1 甲醇工艺技术以天然气为原料制甲醇工艺装置主要由合成气制备(包括天然气压缩、加氢脱硫、烃类转化、蒸汽动力和废热回收)、甲醇合成(包括合成气压缩、甲醇合成、甲醇分离)和甲醇精馏三部分组成。
各部分涉及的主要工艺技术如下。
111 合成气制备以天然气为原料制合成气,有烃类蒸汽转化、催化部分氧化、非催化部分氧化等方法。
(1)一段蒸汽转化(传统方法) 是传统的合成气制备方法。
根据补加CO2的不同位置,又分炉前补加CO2和炉后补加CO2两种工艺;(2)加热型两段转化(可实现国产化的方法) 即在一段炉中进行蒸汽转化反应,在自热式二段炉中加入纯氧进行部分催化氧化反应,以达到合适的氢碳比。
根据原料进入转化炉的形式,又分为两种工艺流程;(3)换热型两段转化(需进一步开发或引进的先进方法) 即由二段转化炉出口的高温气体直接提供一段蒸汽转化所需的热量,一段炉基本上不需外界加热,被称为无焰一段转化炉。
根据原料进入转化炉的方式,又分串联型和并联型两种工艺。
112 甲醇合成(1)多段冷激式合成工艺 采用固定床4段冷激式绝热轴向流动合成塔;(2)管束式合成工艺 采用管束式副产蒸汽等温反应器。
113 甲醇精馏(1)两塔流程 第一塔为预精馏塔,第二塔为主精馏塔,两塔再沸器均用低压蒸汽作热源;(2)三塔流程 采用两个主精馏塔,第一主精馏塔加压操作,第二主精馏塔常压操作。
加压塔塔顶气体的冷凝热用作常压塔塔底再沸器的热源,有效地利用了能量。
2 基本工艺流程根据国内外已成熟并实现工业化的工艺技术,提出如下基本工艺流程。
211 合成气制备工序(包括蒸汽动力系统和废热回收方案)共有三类七种工艺流程:(1)第一类 基于一段蒸汽转化的工艺流程(共三种):①合成气制备工艺流程A:传统的一段蒸汽转化工艺;②合成气制备工艺流程B:转化炉前补加CO2一段蒸汽转化工艺;③合成气制备工艺流程C:转化炉后补加CO2一段蒸汽转化工艺;(2)第二类 基于加热型两段转化的工艺流程(共两种):①合成气制备工艺流程D:加热、串联型两段转化工艺;②合成气制备工艺流程E:加热、并联型两段转化工艺;(3)第三类 基于换热型两段转化的工艺流程(共两种):①合成气制备工艺流程F:换热、串联型两段转化工艺;②合成气制备工艺流程G:换热、并联型两段转化工艺。
212 甲醇合成工序(1)合成工艺流程A(多段冷激式合成塔工艺);(2)合成工艺流程B(管束式副产蒸汽合成塔工艺)。
213 甲醇精馏工序(1)精馏工艺流程A(两塔精馏工艺);(2)精馏工艺流程B(三塔精馏工艺)。
3 物热模拟计算和工艺方案应用流程模拟软件,对上述基本工艺流程分别进行详细的物料平衡和热量平衡的模拟计算和分析对比,并在此基础上,选择和确定技术先进可靠、能量利用合理的工艺方案。
311 物热计算的基础条件及内容物热计算的基础条件包括:(1)主要原料及燃料规格 所用的原料、燃料天然气组成见表1。
表1 原料、燃料天然气组成组成CH4C2H6C3H8CO2N2H2SV%96.200.450.078 1.60 1.607ppm (2)主要产品规格及装置生产规模 甲醇产品规格为一级品精甲醇。
装置生产规模为一级品甲醇10万t/a;小时产量为14.00t。
年操作300天(7200小时)。
物热计算主要内容包括:合成气制备工序七种流程、甲醇合成工序两种流程和甲醇精馏工序两种流程的物料平衡和热量平衡的模拟计算和分析对比。
312 物热计算结果及分析31211 合成气制备工序 应用模拟软件,对该工序(包括蒸汽动力系统和废热回收方案)作详细的模拟计算和分析,表2列出了主要的计算分析结果。
表2 合成气制备工序流程计算分析结果转化工艺流程序号流程A流程B流程C流程D流程E流程F流程G 合成气组成V%H271.3968.4968.1870.3370.3370.3370.33CO10.3912.3010.4416.6915.8116.6915.81CO29.3412.9613.3911.8512.4011.8512.40N20.450.410.430.460.470.460.47CH47.61 5.547.260.300.640.300.64Ar0.000.000.000.060.050.060.05H2O0.230.290.290.300.300.300.30一段炉出口干气量 Nm3/h53841441074582123731163302373116330一段炉入口/出口温度 ℃510/840510/840510/840510/670510/780510/670510/780二段炉入口/出口温度 ℃---670/1008780/965670/1008780/965 R=(H2-CO2)/(CO+CO2) 3.06 2.20 2.30 2.05 2.05 2.05 2.05原料气消耗量 Nm3/h15240114031297010456106441045610644燃料气消耗量 Nm3/h4332887175421221899450245原、燃料气总耗量 Nm3/h15673142901472412578125431090610889 CO2补加量 Nm3/h-23732150----氧气消耗量 Nm3/h---4960496449624965一段炉辐射段负荷 MkJ/h151.77127.49129.1646.0141.8346.0141.83一段炉对流段负荷 MkJ/h134.6998.68115.4731.7332.61--原料气压缩机功率 kW142010621208963980963980一段炉辐射段炉管根数～200～180～170～140～80--蒸汽能否自身平衡能能能能能否否 由表2可见,合成气制备七种基本工艺流程各具特点,分述如下:(1)原料、燃料天然气消耗指标 ①天然气消耗量以流程F和G为最低;流程D和E较低;流程B和C较高;流程A为最高(约为流程F和G 的115倍)。
从天然气消耗指标来看,对于一段炉蒸汽转化流程,补加CO2气体,具有明显的节能降耗效果;至于CO2的补加位置,则以补加在炉前为好。
②对两段转化炉流程,加热型与换热型相比,原料天然气和工艺氧气消耗量基本相当,而换热型燃料天然气消耗量则大幅下降。
③对两段转化炉流程,串联型与并联型相比,前者原料天然气消耗较少、燃料天然气消耗较多,后者则正好相反,但天然气总消耗量基本相当;而工艺氧气消耗量也基本相当。
(2)一段转化炉尺寸和炉管材质 由一段炉转化气量、辐射段热负荷和对流段热负荷可知,一段炉尺寸流程A最大;流程B和C较大;流程D 和F较小;流程E和G最小(比流程A减小一半以上)。
从转化炉出口温度来看,炉管材质以流程A、B、C要求为最高(需选用HP50MoD);而流程D、E、F、G要求较低(可用H K40)。
CO2补加位置对转化炉尺寸和炉管材质并无明显影响。
对两段转化流程,并联型比串联型较大幅度地减小了一段炉尺寸,而炉管材质要求相同,因此明显以并联型为佳;与加热型相比,换热型一段炉为立式圆筒炉,不设对流室,也大大减小了一段炉尺寸。
(3)设备复杂程度和装置投资 流程B和C 需设置CO2回收装置;流程D、E、F和G需设置空气分离装置;而流程A则不需设置上述装置,设备较为简单、投资较省。
31212 甲醇合成工序 应用模拟软件,对甲醇合成两种工艺流程作详细的模拟计算和分析,表3列出了主要的计算分析结果。
由表3可见,这两种合成工艺中,管束式合成塔流程由于空时产率高、副产蒸汽热量利用较好、循环气量小、能量利用合理,所以日常操作费用大大低于冷激式合成塔流程。
尽管其相对投资稍高,综合指标明显较优,近年来已成为甲醇装置合成工艺流程的首选方案。
31213 甲醇精馏工序 应用模拟软件,以甲醇合成工艺流程A的粗甲醇组成为初始条件,对甲醇精馏工序两种工艺流程作详细的模拟计算和分析,表4列出了主要的计算分析结果。
表3 甲醇合成工序流程模拟计算分析结果合成工艺流程序号流程A流程B合成塔类型多段冷激式管束式副产蒸汽合成塔入/出口气组成V%H275.24/72.1371.27/65.12CO 3.62/1.97 2.20CO2 6.29/5.268.21/6.60N2 1.27/1.36 6.08/6.82CH413.07/13.948,17/9.17Ar26/28ppm26/28pmmH2O0.04/1.500.07/2.69MeOH0.46/3.840.43/6.62合成气消耗定额 N /t24712600气/气换热器负荷MkJ/h45.00447.83水冷却器负荷 MkJ/h59.37727.91合成气压缩机轴功率 kW25502064合成废锅副产蒸汽 (4.0MPa)t/t粗醇不副产蒸汽 1.12装置相对投资较少较多日常相对操作费用较大较小 由表4可见,这两种精馏流程中,工艺指标基本相当,主要区别在于热量的消耗指标:三塔流程由于采用双效精馏,因而降低了冷却水和热能的消耗,设备投资较高且操作复杂;两塔流程采用单效精馏,冷却水和热能的消耗较高,设备投资低且操作简单。
考虑到由于合成气制备工序有可回收利用的低位能热量,同时采用背压式蒸汽透平驱动压缩机,装置中有大量的低压蒸汽,故精馏工序应采用两塔精馏流程为宜。
313 基本工艺方案从计算分析可知,工艺流程选择和工艺方案确定的关键在合成气制备工序,因此我们以合成气制备工序的七种基本流程为主,结合甲醇合成的管束式副产蒸汽合成塔流程和甲醇精馏的两塔流程,确定如下七种基本工艺方案,进行全系统的模拟计算和分析对比,并进行能量分析,以选择和确定技术先进可靠、能量利用合理的工艺方案,为装置的设计和建设提供参考。