《甲醇合成工艺》PPT课件

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1、甲醇合成工艺流程第四节甲醇合成工艺流程一、工艺流程配置原则受化学平衡的限制，通过甲醇合成反应器的气体中CO、CO2与氢不可能全部合成甲醇，合成塔出口气体中甲醇摩尔分率仅为3％~6％左右（单程转化率低），未反应的气体必须循环。第二节甲醇合成工艺流程图6-2甲醇合成工艺流程示意图第二节甲醇合成工艺流程由此可见：(1)甲醇合成工序气体流程是循环流程；(2)合成工序主要由两部分组成：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完成(3)气体流经诸设备时必有阻力，使其压力逐渐降低，要它循环

2、必须没有循环机升压。(4)新鲜气在循环过程的适宜处补入，以免甲醇分压降低，最有利的位置是在合成塔的进口处。(5)采用循环流程会使惰性气体在系统中积累，为此应设有放空管，但放空时避免损失有效成分，因此放空位置应选择循环中惰性气体浓度最大的地点，设在甲醇分离器后是适当的。第二节甲醇合成工艺流程A甲醇的合成（在甲醇合成塔中进行）甲醇合成是可逆放热反应，为使反应过程适应最佳温度要求，以达到较高的产量，要采取措施移走反应热。根据移走反应热的方式不同，甲醇合成塔可分为连续换热式与多段换热式两种。国内常用内冷管型甲醇合成塔及L

3、urgi管壳型甲醇合成塔为连续换热式反应器；I.C.I冷激型甲醇合成塔为多段换热式反应器。为了充分利用甲醇合成的反应热，甲醇合成塔出催化床的气体与进催化床的气体相互之间进行热交换。Lurgi与I.C.I.工艺将换热器安排在塔外；冷管型甲醇合成塔将换热器安排在塔内。第二节甲醇合成工艺流程B甲醇的分离甲醇的分离采用冷凝分离法。它是利用甲醇在高压下易被冷凝的原理而进行分离的。高压下与液相甲醇呈平衡的气相甲醇含量随温度降低、压力增高而下降。为分离甲醇，只需水冷，无需设置氨冷。水冷器后，需设置甲醇分离器将冷凝下来的甲醇分离

4、，并定期排放至粗甲醇贮槽。第二节甲醇合成工艺流程C气体的循环要使气体循环须设置循环机克服合成回路中阻力。为分离气体压缩过程中带入的油雾，在循环机后设置油分离器D新鲜气的补充与惰性气的排放新鲜气一般在粗甲醇分离后给以补充，并往往补充在循环压缩机出口的油分离器处。合成过程中，未反应的惰性气体积累在系统中，需进行徘放。弛放气的位置也在粗甲醇分离后，循环压缩机前。第二节甲醇合成工艺流程二、高压工艺流程高压工艺流程一般使用锌铬催化剂，在300～400℃，30MPa高温高压下合成甲醇。甲醇合成塔内移热的方法有冷管型连续换热式

5、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。高压工艺流程中使用活塞式压缩机的情况下，应设置专门的滤油设备。另外还必须除去气体中的羰基铁，主要是五羰基铁Fe(CO)5。一般在气体中含3~5mg/m3。高压合成甲醇工艺流程第二节甲醇合成工艺流程三、低压甲醇合成工艺流程近年来，甲醇的合成大多采用铜系低温高活性催化剂，可在低压5MPa下将CO＋H2合成气或含有CO2的CO＋H2合成气进行合成，得到较高的转化率。合成塔的型式主要有三种类型：(1)英国ICI

6、公司的多段冷激式合成塔。(2)德国Lurgi公司的管束型副产蒸汽合成塔。(3)美国电动研究所的三相甲醇合成系统。第二节甲醇合成工艺流程（1）I.C.I.低压甲醇合成流程I.C.I.低压甲醇法为英国I.C.I.公司1966年研究成功的甲醇生产方法。采用51-1型铜基催化剂，合成压力5MPa。I.C.I.法所用的合成塔为多段冷激式，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。I.C.I.低压法使用的原料大多为天然气，也有石脑油和乙炔尾气下面以英国某公司以天然气为原料的

7、低压甲醇合成工艺为例说明。第二节甲醇合成工艺流程第二节甲醇合成工艺流程（2）Lurgi低压甲醇合成流程以减压渣油为原料，在6MPa压力下用部分氧化法造气采用石脑油萃取法回收炭黑，在常温下采用Amisol法脱硫、脱CO2。吸收液为甲醇溶液中加二乙醇胺，气体净化度高，净化气一部分宜接进入合成系统，另一部分经过CO高温变换，变换气经常温Purisol法脱碳，以N-甲基吡咯烷酮脱除部分CO2，然后在5MPa压力下等压合成粗甲醇，最后粗甲醇通过三塔精馏制得产品精甲醇。第二节甲醇合成工艺流程图6－6为合成工段流程，由脱碳工段

8、来的4.86MPa以40℃的高氢气体与循环气混合，进入循环机1加压到5.14MPa，温度为48℃，再与脱硫工段来的5.25MPa、30℃的(CO＋H2)气混合，经换热器2预热到225℃，进入甲醇合成塔3的列管中，在5MPa、240～260℃温度下，在铜基催化剂的作用下，CO、CO2和H2部分转化成甲醇。合成塔的结构见图6—23，它是一个副产蒸汽的管式反应器，管内装催化剂，