甲醇裂解制氢资料
甲醇裂解法制氢气规程、教材(3)

甲醇裂解制氢装置操作规程................................................................................................... ③甲醇裂解—变压吸附制氢培训教材 (22) (23)甲醇裂解制氢含甲醇蒸汽转化和变压吸附制氢两部分 (33)甲醇裂解装置操作规程 (39)甲醇裂解制取氢气 (56)甲醇裂解制氢装置操作规程目录2.3.原料及转化的规格................................................................................................................... - 3 -3. 工艺.................................................................................................................................................... - 3 -3.1.反应原理................................................................................................................................... - 3 -3.2.工艺过程及化学反应原理....................................................................................................... - 4 -3.3化学反应原理........................................................................................................................... - 5 -3.4.工艺流程叙述........................................................................................................................ - 5 - 4.主要控制指标...................................................................................................................................... - 6 -4.1.原料汽化过热........................................................................................................................... - 6 -4.2.转化反应................................................................................................................................... - 6 -4.3.转化气指标............................................................................................................................... - 7 - 6.操作程序........................................................................................................................................... - 7 -6.1 开车前的准备工作.................................................................................................................. - 7 -6.2 系统置换.................................................................................................................................. - 8 -6.3 汽化过热器开车...................................................................................................................... - 9 -6.4 .转化器开车的条件:.............................................................................................................. - 9 -6.5 正常操作................................................................................................................................ - 10 -6.6 紧急停车操作........................................................................................................................ - 11 -6.7 催化剂的使用和保护............................................................................................................ - 11 - 7.环保和安全要点............................................................................................................................. - 14 - 8.PSA工艺 ........................................................................................................................................ - 14 - 8.1 PSA工作原理和基本工作步骤..................................................................................... - 15 - 8.2.PSA工作过程 .................................................................................................................. - 16 - 9.自动调节系统及工艺过程参数检测.. (20)9.1程序控制自动切换系统(KC-201) (20)9.2.自动调节系统功能说明 (20)9.3 产品气流量计量(FQI-201) (21)9.4.流量控制功能说明 (21)9.5.PLC仪表 (22)9.6.现场工艺参数检测点 (22)10.开车 (23)10.1初次开车前的准备工作 (23)10.2.投料启动 (25)11.停车和停车后再启动 (28)11.1正常停车 (28)11.2紧急停车 (29)11.3临时停车 (29)11.4长期停车 (29)11.5停车后再启动 (30)12.故障与处理方法 (31)13.安全技术 (32)13.1.氢气的性质 (33)13.2.装置的安全设施 (33)13.3.氢气系统运行安全要点 (33)13.4.消防 (34)13.5生产基本注意事项 (35)正文2.3.原料及转化的规格2.3.1原料规格甲醇:符合GB338—2004标准一等品要求。
甲醇制氢工艺过程及化学反应原理

工艺过程及化学反应原理一、甲醇裂解1.1.工艺过程甲醇催化转化制气工艺过程包括:原料汽化、催化转化反应、转化气冷却冷凝以及洗涤净化等。
1.1.1.原料汽化原料汽化是指,将甲醇和脱盐水按规定比例计量混合后,用泵加压送入系统进行预热、汽化过热至转化温度的过程。
完成此过程需:原料液罐(F102)、甲醇高位槽(F103)、原料液计量泵(J101A、B)、换热器(C102)、汽化过热器(C101)等设备及其配套仪表和阀门。
该工序目的是为催化转化反应提供规定的原料配比、温度、压力等条件。
1.1.2.催化转化反应在规定温度和压力下,原料混合气在转化器(D101)中,同时完成催化裂解和催化转化两个反应。
完成此反应过程仅需一台转化器(D101)及其配套仪表和阀门。
该工序的目的是完成化学反应,得到主要含有氢气和二氧化碳的转化气。
1.1.3.转化气冷却冷凝将转化器下部出来的高温转化气经冷却、冷凝降到常温。
完成该过程的设备有:换热器(C102)、冷凝器(C103)二台设备及其配套仪表和阀门。
该工序目的是降低转化气温度,将未反应的甲醇、水冷凝下来。
1.1.4.转化气洗涤净化经冷却冷凝后的低温转化气,进入净化塔(E101)用脱盐水洗涤回收未反应的甲醇和水的过程。
完成该过程的设备有:脱盐水计量泵(J102)、脱盐水储罐(F102)、净化塔(E101)、气液分离缓冲罐(F101)等设备及其配套仪表和阀门。
该工序目的是将转化气中未反应完的甲醇,洗涤净化后送PSA工段。
回收的水溶液去F102循环使用。
1.2.化学反应原理甲醇与水蒸汽混合物在转化器中加压催化裂解和转化一步完成,生成氢气和二氧化碳,其反应式如下:主反应:CH3OH=CO+2H2 -90.7kJ/molCO+H2O=CO2+H2 +41.2kJ/mol总反应:CH3OH+H2O=CO2+3H2 -49.5kJ/mol副反应:2CH3OH=CH3OCH3+H2O +24.90kJ/molCO+3H2=CH4+H2O +206.3kJ/mol二、PSAPSA提纯氢气装置是由七台吸附器(E201A~G,下简称A、B、C、D、E、F、G塔)、一台产品氢气缓冲罐(F201)、一台真空罐(F202)、两台真空泵(J201A/B)和一系列程控阀组成。
甲醇裂解制取氢气技术介绍

甲醇裂解制取氢气
前言
甲醇裂解-变压吸附联合工艺制取氢气是我公司自行开发设计的、适用于中小型用氢规模的制氢装置技术,我公司经过近十年的研究改进,已经达到国际先进水平,并先后成功地在一百多家企业得到工业化运用,同时先后获得数项国家专利。
该技术主要是以甲醇、水为原料,经催化转化,变压吸附分离技术得到氢气。
该技术充分体现了流程简洁、占地小,投资省、产品成本低等特点,特别是随着我国生产甲醇装置的大规模建设(内蒙古鄂尔多斯500万吨甲醇/年、海南120万吨甲醇/年、重庆90万吨甲醇/年、黑龙江鹤岗120万吨甲醇/年、新疆石河子60万吨甲醇/年、陕西神木60万吨甲醇/年、山东30万吨甲醇/年等等),可以预见,随着这些装置的不断投产,甲醇裂解制取氢气的生产成本,也会大幅度降低,客户产品的竞争力将得到不断的提高。
技术特点
·生产技术成熟,运行安全可靠。
·原料来源容易,运输贮存方便,价格稳定。
·流程简洁。
·装置自动化程度高,操作简单、容易。
·占地小,投资省,回收期短。
·能耗低,产品成本低。
·无环境污染。
工艺流程简述
甲醇和脱盐水经混合、加压、汽化、过热进入反应器,在催化剂作用下,反应生成H2、CO2、CO等混合气,混合气经变压吸附(PSA)分离技术一次性获得高纯氢气。
甲醇裂解反应

甲醇裂解反应甲醇裂解反应是一种重要的化学反应,其产生的产物可以广泛应用于能源、化学工业和材料科学等领域。
本文将介绍甲醇裂解反应的机理、应用和最新研究进展。
首先,让我们来了解一下甲醇裂解反应的机理。
甲醇(CH3OH)是一种醇类化合物,由一氧化碳和氢气在催化剂的作用下发生裂解,产生一氧化碳(CO)、二氧化碳(CO2)和氢气(H2)。
甲醇裂解的化学方程式为:CH3OH → CO + CO2 + H2甲醇裂解反应主要发生在高温(300-600°C)和催化剂的存在下,催化剂通常使用金属氧化物或过渡金属催化剂。
这些催化剂具有高表面积和活性位点,可以促进甲醇分子的吸附和裂解。
甲醇裂解反应的应用十分广泛。
首先,产生的一氧化碳和氢气可以用作合成气(合成气由一氧化碳和氢气组成)的原料。
合成气可以用于制备甲醇、氨、乙烯等重要化学品。
此外,甲醇裂解反应还可以用于制备纳米碳材料,如碳纳米管和石墨烯。
这些纳米材料具有优异的电子、光学和力学性能,广泛应用于电子器件、储能材料和传感器等领域。
近年来,甲醇裂解反应的研究得到了广泛关注。
许多研究人员致力于寻找新型的高效催化剂,以提高甲醇裂解反应的产率和选择性。
例如,一些研究表明,过渡金属合金催化剂具有较高的活性和稳定性,可以提高甲醇裂解反应的效果。
此外,有学者利用纳米材料的特殊性质调控甲醇裂解反应的产物分布,从而实现对产物选择性的控制。
此外,甲醇裂解反应还面临一些挑战和问题。
首先,甲醇裂解反应的高温条件使其能耗较高,同时产生的CO2也会增加大气的温室效应。
此外,催化剂的寿命和稳定性也需要进一步改进,以减少生产过程中的催化剂的替换频率和成本。
综上所述,甲醇裂解反应是一种重要的化学反应,其产生的产物广泛应用于能源、化学工业和材料科学等领域。
目前,甲醇裂解反应的研究主要集中在寻找新型催化剂、提高产率和选择性、降低能耗和环境影响等方面。
通过不断的研究和改进,甲醇裂解反应将有望在能源转化和材料科学领域发挥更大的作用。
甲醇裂解制氢工艺原理

甲醇裂解制氢工艺原理1、工艺原理甲醇转化制氢技术是以甲醇、脱盐水为主要原料,甲醇水蒸汽在催化剂床层转化成主要含氢气和二氧化碳的转化气,该转化气再经变压吸附技术提纯,得到纯度为99.9~99.999%的产品氢气的工艺技术2、甲醇蒸汽转化工艺原理甲醇、脱盐水混合后经加热汽化、过热后进入转化器,甲醇、水蒸汽在一定温度下通过转化器的专用催化剂床层发生转化反应,生成氢气和二氧化碳。
其化学方程式如下:CH3OH + H2O → CO2 + 3H2 – 49.5 KJ/mol (1)转化反应的同时伴随有副产物CO生成,经过对反应热力学和反应机理的研究,结果表明该转化反应是由两步反应完成的,即甲醇裂解反应和一氧化碳变换反应。
其过程方程式如下:甲醇裂解 CH3OH → CO + 2H2 – 90.7 KJ/mol (2)变换 CO + H2O → CO2 + H2 + 41.2 KJ/mol (3)总反应为吸热反应,为节约能耗和物耗,需保证反应在高单程转化率和高选择性下进行,所以一般控制反应温度为230~290℃,故需热载体供热,装置原料的汽化、过热、反应由热载体导热油供热。
由于甲醇蒸汽转化反应为增加分子的反应,从理论上说,压力太高不利于反应的进行。
但为了满足氢气的使用压力和变压吸附分离对压力的要求,一般采用的操作压力范围是0.9~2.0 MPa。
工艺过程包括原料液换热、汽化、过热、反应、降温及水洗等,转化气送出前先进行水洗不但可回收夹带的甲醇、降低甲醇消耗,而且可大大降少从弛放气排出的甲醇量,有利于环境保护。
3、变压吸附气体分离技术工艺原理研究发现一些具有发达微孔结构的固体材料对流体分子具有吸附作用,这类吸附材料被称为吸附剂。
当流体分子与固体吸附剂接触后,吸附作用随即会发生。
吸附过程有以下特性:(1)吸附剂对气体的吸附有选择性,即不同气体在吸附剂上的吸附量是有差别的;(2)气体在吸附剂上的吸附量随其分压的降低而减少。
甲醇裂解制纯氢及CO技术

甲醇裂解制纯氢及CO技术3甲醇转化制取400Nm/h 纯氢及CO合成气装臵时间:项目名称:甲醇转化制取400Nm3/h 纯氢及CO合成气装臵业主:建设地点:一产品规格及规模纯度(V/V) ?99.9% 氢压力 MPa(G) 1.0气温度 ? ?40.0产量 Nm3/h 210纯度(V/V) ?50% 不含氧、HO 2CO压力 MPa(G) ?0.02 合成温度 ? ?40.0 气产量 Nm3/h 190 二装臵能力 1 公称能力 Nm3/h 400 2 年生产时数小时 ?8200 3 装臵运行方式连续运行 4 操作弹性 40--110% 三装臵消耗 1 甲醇 kg/h ~243.43 符合GB338-92,工业一级氯离子?0.1mg/l,电导2 脱盐水 Kg/h ~2.46 率?10μS/cm 3 循环水 m3/h ~50.0 循环量包括机泵、真空泵用电及4 电 KWh/h ~40.0 车间照明 5 仪表空气 Nm3/h ~30.0 四三废排放量1 废水 t/h 无本装臵基本无废水排放本装臵解析气即为产品2 废气 Nm3/h 无 CO合成气催化剂 490.8 年平均更新的催化剂、吸3 废渣 kg/年吸附剂 744.2 附剂(可回收) 4 废液 t/年未反应甲醇及副产物回烧处理2五装臵占地面积 m ~200 根据现场情况具体确定六装臵定员人 8 按四班三运转考虑组分合计名称单位一氧化二氧化甲醇脱盐水氢气甲烷二甲醚碳碳mol% 99.00% 1.00% 100.00% 1 原料Kg/h 243.43 2.46 245.88V% 4.75% 0.43% 61.64% 27.50% 2.37% 0.57% 2.75% 100.00% 裂解2 Nm3/h 20.45 1.84 265.31 118.37 10.20 2.45 11.84 430.45 气Kg/h 29.21 1.48 23.69 147.96 20.04 1.75 21.76 245.88V% 60.45% 2.34% 37.21% 净化3 分离 Kg/h 28.18 1.09 17.35 46.62V% 99.99% 0.01% 100.00% 产品4 Nm3/h 209.98 0.02 210.00 氢气Kg/h 18.75 0.01 18.76V% 0.38% 0.25% 29.13% 62.32% 5.37% 1.29% 1.26% 100.00% 解析5 Nm3/h 0.72 0.48 55.33 118.37 10.20 2.45 2.40 189.95 气Kg/h 1.03 0.39 4.94 147.96 20.04 1.75 4.41 180.521.1.1 工艺指标, 压力 ?1.0MPa(表压G), 温度 ?40?3, 流量210Nm/h, 纯度 ?99.9%(V/V) 1.1.2 生产规模3, 210Nm/h氢气,弹性范围40~110%。
甲醇裂解制氢含甲醇蒸汽转化和变压吸附制氢两部分

甲醇裂解制氢含甲醇蒸汽转化和变压吸附制氢两部分甲醇、脱盐水混合后经加热汽化、过热后进入转化炉,甲醇、水蒸气在催化剂的作用下,在转化炉中完成甲醇裂解、一氧化碳变换二氧化碳二步化学反应,反应产物经换热、冷却、冷凝和水洗分离,得到含氢73%、含二氧化碳25%的转化气,甲醇单程转化率90%以上,未反应部分循环使用,转化气进入变压吸附,过程为吸附、逐级降压解吸、逐级升压、吸附,循环进行。
吸附塔数越多,氢气回收率越高。
本系统还需要一个导热油加热系统,可根据厂家不同采用不同的加热办法。
本系统为自动控制系统,在操作室内就可操作。
系统所用原料、消耗及动力、消耗情况:(以1000立方米氢气计)甲醇(0.56t)、脱盐水(0.32t)、柴油(加热导热油)(0.125t)、循环水(40t)、仪表空气(100立方米)、电(90kwh)、蒸汽(0.02t)、专用催化剂(0.2kg)、开车用氮气、开车用氢气。
主要设备有:汽化塔、过热器、转化炉、换热器、冷却器、水洗塔、循环液贮罐、甲醇中间罐、脱盐水中间罐、转化气缓冲罐、过滤器、吸附器、氢气缓冲罐、鼓风机、真空泵、进料泵、缓冲气囊、导热油加热炉。
一、氢气的物化性质••1.氢的存在••••氢是自然界分布最广的一种元素。
它在地球上主要以化合态存在于化合物中,如:水、石油、煤、天然气以及各种生物的组成中。
自然界中,水含有11%重量的氢,泥土中约含1.5%,100公里高空主要成分也是氢。
在地球表面大气中很低,约1PPM。
••2.氢气的物化性质••••1)物理参数:••••分子量:2.02;密度:0.08988克/升(0℃,1大气压);熔点:-259.19℃;沸点:-252.71℃;比热容=14.30焦/度•克;溶解度(毫升/100毫升水)=2.15(0℃),1.95(10℃),1.85(20℃),1.75(25℃),1.70(30℃),1.64(40℃),1.61(50℃),1.60(60℃);溶于乙醇:6.925毫升/100毫升。
【精品】甲醇裂解制氢资料

甲醇裂解制氢技术综述【关键词】甲醇裂解制氢【摘要】氢气在工业上有着广泛的用途。
近年来,由于精细化工、蒽醌法制双氧水、粉末冶金、油脂加氢、林业品和农业品加氢、生物工程、石油炼制加氢及氢燃料清洁汽车等的迅速发展,对纯氢需求量急速增加.甲醇蒸汽转化制氢和二氧化碳技术1前言氢气在工业上有着广泛的用途。
近年来,由于精细化工、蒽醌法制双氧水、粉末冶金、油脂加氢、林业品和农业品加氢、生物工程、石油炼制加氢及氢燃料清洁汽车等的迅速发展,对纯氢需求量急速增加。
对没有方便氢源的地区,如果采用传统的以石油类、天然气或煤为原料造气来分离制氢需庞大投资,“相当于半个合成氨”,只适用于大规模用户。
对中小用户电解水可方便制得氢气,但能耗很大,每立方米氢气耗电达~6度,且氢纯度不理想,杂质多,同时规模也受到限制,因此近年来许多原用电解水制氢的厂家纷纷进行技术改造,改用甲醇蒸汽转化制氢新的工艺路线。
西南化工研究设计院研究开发的甲醇蒸汽转化配变压吸附分离制氢技术为中小用户提供了一条经济实用的新工艺路线。
第一套600Nm3/h制氢装置于1993年7月在广州金珠江化学有限公司首先投产开车,在得到纯度99。
99%氢气同时还得到食品级二氧化碳,该技术属国内首创,取得良好的经济效益。
此项目于93年获得化工部优秀设计二等奖、94年获广东省科技进步二等奖。
2工艺原理及其特点本工艺以来源方便的甲醇和脱盐水为原料,在220~280℃下,专用催化剂上催化转化为组成为主要含氢和二氧化碳转化气,其原理如下:主反应:CH3OH=CO+2H2+90.7KJ/molCO+H2O=CO2+H2-41。
2KJ/mol总反应:CH3OH+H2O=CO2+3H2+49.5KJ/mol 副反应:2CH3OH=CH3OCH3+H2O-24。
9KJ/mol CO+3H2=CH4+H2O—+206.3KJ/mol上述反应生成的转化气经冷却、冷凝后其组成为H273~74%CO223~24。
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甲醇裂解制氢技术综述【关键词】甲醇裂解制氢【摘要】氢气在工业上有着广泛的用途。
近年来,由于精细化工、蒽醌法制双氧水、粉末冶金、油脂加氢、林业品和农业品加氢、生物工程、石油炼制加氢及氢燃料清洁汽车等的迅速发展,对纯氢需求量急速增加。
甲醇蒸汽转化制氢和二氧化碳技术1前言氢气在工业上有着广泛的用途。
近年来,由于精细化工、蒽醌法制双氧水、粉末冶金、油脂加氢、林业品和农业品加氢、生物工程、石油炼制加氢及氢燃料清洁汽车等的迅速发展,对纯氢需求量急速增加。
对没有方便氢源的地区,如果采用传统的以石油类、天然气或煤为原料造气来分离制氢需庞大投资,“相当于半个合成氨”,只适用于大规模用户。
对中小用户电解水可方便制得氢气,但能耗很大,每立方米氢气耗电达~6度,且氢纯度不理想,杂质多,同时规模也受到限制,因此近年来许多原用电解水制氢的厂家纷纷进行技术改造,改用甲醇蒸汽转化制氢新的工艺路线。
西南化工研究设计院研究开发的甲醇蒸汽转化配变压吸附分离制氢技术为中小用户提供了一条经济实用的新工艺路线。
第一套600Nm3/h制氢装置于1993年7月在广州金珠江化学有限公司首先投产开车,在得到纯度99.99%氢气同时还得到食品级二氧化碳,该技术属国内首创,取得良好的经济效益。
此项目于93年获得化工部优秀设计二等奖、94年获广东省科技进步二等奖。
2工艺原理及其特点本工艺以来源方便的甲醇和脱盐水为原料,在220~280℃下,专用催化剂上催化转化为组成为主要含氢和二氧化碳转化气,其原理如下:主反应:CH3OH=CO+2H2 +90.7 KJ/molCO+H2O=CO2+H2 -41.2 KJ/mol总反应:CH3OH+H2O=CO2+3H2 +49.5 KJ/mol副反应:2CH3OH=CH3OCH3+H2O -24.9 KJ/molCO+3H2=CH4+H2O -+206.3KJ/mol上述反应生成的转化气经冷却、冷凝后其组成为H2 73~74%CO2 23~24.5%CO ~1.0%CH3OH 300ppmH2O 饱和该转化气很容易用变压吸附等技术分离提取纯氢。
广州金珠江化学有限公司600Nm3/h制氢装置自93年7月投产后,因后续用户双氧水的扩产,于97年4月扩产1000Nm3/h制氢装置投产,后又扩产至1800Nm3/h,于2000年3月投产。
本工艺制氢技术给金珠江化学有限公司带来良好的经济效益。
目前国内应用此技术的企业已近百家,通过几年来的运转证明,本工艺技术成熟、操作方便,运转稳定、无污染。
本工艺技术有下列特点:1.甲醇蒸汽在专用催化剂上裂解和转化一步完成。
2.采用加压操作,产生的转化气不需要进一步加压,即可直接送入变压吸附分离装置,降低了能耗。
3.与电解法相比,电耗下降90%以上,生产成本可下降40~50%,且氢气纯度高。
与煤造气相比则显本工艺装置简单,操作方便稳定。
煤造气虽然原料费用稍低,但流程长投资大,且污染大,杂质多,需脱硫净化等,对中小规模装置不适用。
4.专用催化剂具有活性高、选择性好、使用温度低,寿命长等特点。
5.采用导热油作为循环供热载体,满足了工艺要求,且投资少,能耗低,降低了操作费用。
3工艺过程工艺流程如图所示。
甲醇和脱盐水按一定比例混合后经换热器预热后送入汽化塔,汽化后的水甲醇蒸汽经锅热器过热后进入转化器在催化剂床层进行催化裂解和变换反应,产出转化气含约74%氢气和24%二氧化碳,经换热、冷却冷凝后进入水洗吸收塔,塔釜收集未转化完的甲醇和水供循环使用,塔项气送变压吸附装置提纯。
根据对产品气纯度和微量杂质组分的不同要求,采用四塔或四塔以上流程,纯度可达到99.9~99.999%。
设计处理能力为1500 Nm3/h转化气、纯度为99.9%的变压吸附装置,其氢气回收率可达90%以上。
转化气中二氧化碳可用变压吸附装置提纯到食品级,用于饮料及酒类行业。
这样可大大降低生产成本。
流程设置先经变压吸附装置分离二氧化碳后,富含氢气的转化气经加压送入变压吸附装置提纯。
本工艺原料简单,配套的公用工程要求较低,极易满足。
集多年的的工业化装置运转数据,得出其原料及动力消耗如下:甲醇0.57 吨脱盐水0.32 吨电220V/380V 150 度仪表空气80 Nm3/h生产成本:每Nm3纯氢车间成本为2.0~3.0元,若二氧化碳能回收销售,则产品成本可下降至1.5~2.0元。
(车间成本根据装置规模和甲醇市场价格波动稍有不同。
)5环保5.1废气:本技术采用物料内部自循环工艺流程,故正常开车时基本上无三废排放,仅在原料液贮罐有少量含CO2和CH3OCH3释放气排出,以1000Nm3/h制氢装置为例,其量为1.0~1.7Nm3/h,气体组成如下:组份CO2CH3OCH3H2CH3OHH2O组成%84.032.66~1.003.2411.38因气量小,基本上无毒,可直接排入大气。
变压吸附工艺驰放气经阻火器后排入大气,其中含大量的二氧化碳气和少量的氢气及微量的一氧化碳和水汽,对环境不造成污染。
5.2废液:本工艺仅汽化塔塔底不定期排出少量废水,其中含甲醇0.5%以下,经稀释后可达到GB8978-88中第二类污染物排放标准,直接排入下水。
5.3 废渣:导热油锅炉房有一定量的燃烧煤渣,可集中处理。
(只有以煤为燃料的导热油系统有废渣。
)6推广应用情况现已技术转让或提供成套装置的单位列表如下:西南化工研究院目前可提供20~5000Nm3/h范围内各种规模的甲醇蒸汽转化制氢装置。
可负责设计、安装指导、人员培训、开车等技术工作,也可提供成套工程装置如设备、电气、仪表等的硬件装备。
装置投产后,长期实行技术回访等跟踪运行服务,保证装置稳定运行。
7 结论工业化实践证明本技术工艺先进,技术成熟;装置简单,操作容易,运转稳定。
此工艺特别对中小规模需氢用户,有较好的市场前景。
该工艺专用催化剂不断进行改进,不仅保持了高活性、高选择性的优点,在催化剂寿命上亦有较大突破,广州金珠江化学有限公司使用的催化剂寿命已超过4年。
工艺过程说明甲醇催化转化造气生产工艺过程可分为:原料液预热、汽化、过热、转化反应、产品气冷却冷凝、产品气净化等四个过程。
本装置为两套完全独立的系统,在以下叙述过程中设备、阀门、调节阀等位号省去系统。
1 工艺过程1.1 原料液预热、汽化、过热工序将甲醇和脱盐水按规定比例混和,经泵加压送入系统进行预热、汽化过热至反应温度的过程。
其工作范围是:甲醇计量罐、循环液贮槽、原料进料泵、换热器、汽化塔、过热器等设备及其配套仪表和阀门。
1.2 催化转化反应工序在反应温度和压力下,原料蒸汽在转化炉中完成气固相催化转化反应。
工作范围是:转化炉一台设备及其配套仪表和阀门。
该工序的目的是完成化学反应,得到主要组分为氢气和二氧化碳的转化气。
1.3 转化气冷却冷凝工序将转化炉下部出来的高温转化气经过冷却、冷凝降到40℃以下的过程。
其工作范围是:换热器、冷却器二台设备及其配套仪表和阀门。
1.4 转化气净化工序含有氢气、二氧化碳以及少量一氧化碳、甲醇和水的低温转化气,进入水洗塔用脱盐水吸收未反应甲醇的过程。
其工作范围是:水洗塔、脱盐水中间罐、气体缓冲罐、脱盐水进料泵五台设备及其配套仪表和阀门。
2.0 工艺过程主要控制指标2.1 原料汽化过热2.1.1 原料甲醇流量1134kg/h2.1.2 原料液流量~2590Kg/h2.1.3 汽化过热塔进料温度~165 ℃2.1.4 汽化过热塔塔釜压力(表压) 1.1 MPa2.2 转化反应2.2.1 进料温度200~260℃2.2.2 反应温度220~280℃2.2.3 导热油温度235~290℃2.2.4 换热器出口转化气温度110~140℃2.2.5 冷却器出口转化气温度<40℃2.2.6 反应压力(表压) ~1.1MPa2.3 水洗分离2.3.1 进塔脱盐水量636Kg/h2.3.2 循环液量(出塔) ~1469Kg/h循环液组成(wt%):甲醇0~25%2.3.3 出塔转化气量~3135Nm3/h转化气组成(V%):氢73~74.5%二氧化碳23~24.5%一氧化碳~0.8%甲醇0.03%甲烷0.20%2.4 催化剂还原2.4.1 还原循环气量~2100 Nm3/h2.4.2还原气氢含量0.5~10%2.4.3 还原温度110~230℃2.4.4 还原压力~0.05 MPa2.5 其它2.5.1 进工段冷却水压力0.3MPa2.5.2 进工段仪表空气压力0.4~0.60 MPa2.5.3 导热油流量~160 m3/h化学反应原理甲醇与水蒸汽混合物在转化炉中加压催化完成转化反应,反应生成氢气和二氧化碳,其反应式如下:主反应:CH3OH+H2O=CO2+3H2 +49.5 KJ/mol副反应:CH3OH=CO+2H2 +90.7 KJ/mol2CH3OH=CH3OCH3+H2O -24.90KJ/molCO+3H2=CH4+H2O -206.3KJ/mol主反应为吸热反应,采用导热油外部加热。
转化气经冷却、冷凝后进入水洗塔,塔釜收集未转化完的甲醇和水供循环使用,塔顶转化气经缓冲罐送变压吸附提氢装置分离。
原料和产品性质1.1 原料性质⑴原料甲醇性质化学名称为甲醇,别名甲基醇、木醇、木精。
分子式CH3OH,分子量32.04。
是有类似乙醇气味的无色透明、易燃、易挥发的液体。
比重为0.7915。
熔点-97.80℃,沸点64.7℃,20℃时蒸汽压96.3mmHg,粘度0.5945厘泊,闪点11.11℃,自燃点385℃,在空气中的爆炸极限为6.0~36.5%。
甲醇是最常用的有机溶剂之一,能与水和多种有机溶剂互溶。
甲醇有毒、有麻醉作用,对视神经影响很大,严重时可引起失明。
⑵原料脱盐水性质(省略)1.2 产品性质本装置生产的产品甲醇催化转化气,其主要组份为氢气和二氧化碳,性质分述如下:⑴氢气性质分子式H2,分子量2.0158,无色无臭气体。
无毒无腐蚀性。
气体密度0.0899Kg/m3,熔点-259.14℃,沸点-252.8℃,自燃点400℃,极微溶于水、醇、乙醚及各种液体,常温稳定,高温有催化剂时很活泼,极易燃、易爆,并能与许多非金属和金属化合。
⑵二氧化碳性质化学名称二氧化碳,别名:碳酸酐、碳酐、碳酸气。
分子式CO2,分子量44.01,无色无臭气体。
有酸味,气体密度1.977Kg/m3,熔点-56.6℃,沸点-78.5℃(升华),易溶于水成碳酸,可溶于乙醇、甲醇、丙酮、氯仿、四氯化碳和苯,属不燃气体,可作灭火剂。
原料和产品规格2.1 原料规格甲醇:符合国标GB338-92一级品标准要求。
建议用30Kt/y以上规模合成甲醇装置产品,运输过程无污染;严禁使用回收甲醇。
脱盐水:符合国家GB12145-89P(直流炉)要求,且氯离子含量小于或等于3ppm2.2 产品规格⑴转化气组成:H2 73~74.5%CO2 23~24.5%CO <0.8%CH3OH 300ppmH2O 饱和⑵压力: 1.1MPa⑶温度:<40℃操作程序1 开车前的准备工作1.1 一般准备和检查1、检查水、电、汽、软水、仪表空气、氮气、氢气、燃料等的供应情况,并与有关部门联系,落实供应数量和质量要求。