浅议合成氨联产甲醇及双甲工艺

浅议合成氨联产甲醇及双甲工艺

20世纪60年代末，合成氨联产甲醇在我国实现工业化，这是世界化肥史上的一项新创举，这一新创举不仅使合成氨在节能降耗有了新发展，同时使化肥厂改变了产品结构，增加了产品种类，增强了市场应变能力。从此联醇工艺进入了合成氨工业变革的史册。

联醇工艺是以合成氨生产中需要清除的CO、CO2及原料中H2为原料，合成有较高经济价值的化工产品甲醇。增设联醇后，联醇前原料气中CO、CO2含量提高，这样节省了变换与脱碳的能耗，醇后气中CO、CO2含量下降，减少了原料气精制的消耗，这样可使合成氨的成本有明显的降低，所以联醇工艺是合成氨工艺发展中的一种优化的净化组合工艺。20世纪90年代，随着我国市场经济的发展，一批生产规模偏小、产品品种单一的小化肥厂，适应不了市场的变化，被迫停产。而部分增设了联醇的厂，灵活调整甲醇、液氨、碳铵的产量，满足市场的变化，走出了困境。

联醇工艺又是我国早起甲醇工业的重要组成部分，迄今为止它的产量仍占我国目前甲醇总产量的1/3，且它的灵活产量调节技能可起到稳定甲醇市场的作用。由于合成氨厂在我国星罗棋布，可为燃料甲醇和二甲醚供应创造很好的布局。过去的联醇工艺多数是用于老厂的改造，利用老厂的条件。相对单纯装置来说，建设一个同规模装置，联醇投资只占单醇装置的1/5左右，建设周期只需几个月。所以联醇工艺具有投资省、见效快的优点，是值得在合成氨工业中继续推广的一种技术。

回顾联醇工艺30多年的发展历程，人们在反复的实践和研究中，一次又一次开发出新工艺即联醇到甲醇化甲烷化工艺，发展到甲醇化-PSA组合工艺，使合成氨生产不断创新。

1 合成氨联产甲醇工艺的工业化

我国联醇工艺研究和开发始于1966年，在江苏丹阳化肥厂进行得试验，1967年试验成功并通过当时化工部的鉴定，随后在北京化工试验厂和淮南化肥厂先后

建成了联醇生产装置，从此联醇工艺实现了工业化。由于甲醇工艺串在合成氨生产的流程中，原料气的组分、合成的工艺条件均不同于单纯的甲醇工艺，故取名为联醇。单独的合成氨工艺与联醇后的合成氨工艺的区别见方块图1和图2。

图1合成氨生产工艺流程简图

图2合成氨联醇生产工艺流程简图

从图2中可以看出，在联醇工艺中，合成甲醇装置在压缩机五段出口、铜洗之前，合成压力约12.0Mpa，合成氨联产甲醇后，气体组分等工艺条件也相应发生变化，就目前常压固定床间歇式生产半水煤气的制气工艺而言，醇氨比一般在10﹪～45﹪范围变化。

醇氨比同精脱硫后气体中CO的体积分数与变换率间的关系如图3所示。从图3可以看出，随着醇氨比的增大，气体中CO含量随之增加，而变换率下降，脱硫的CO2量减少。相应合成氨原料气净化的费用下降，成本下降，在醇氨比约20﹪时，成本下降为20元∕t～40元∕tNH3，联醇后因进六段的压力和气量均偏小，引起压缩机六段汽缸不匹配，这是一个待解决的问题。

图3醇氨比同半水煤气变换率、联醇原料气中CO含量关系图联醇工艺工业化后，长达20多年的生产中均与铜洗工艺相配套，对于联醇工艺来说，铜洗可使原料气中的CO体积分数为2﹪～3﹪、CO2体积分数为0.5﹪～1.0﹪很容易达到。随着科学技术的发展，对合成氨生产中脱除微量CO、CO2的方法，找到了比铜洗工艺更先进的液氮洗和甲烷化工艺。但液氮洗工艺要消耗冷量，投资较大，一般用在大型装置且与低温甲醇洗工艺相配套，而大多数以天然气为原料的化肥厂中均用甲烷化工艺，它流程短、投资少、易操作。鉴于铜洗法存在能耗高、有污染的原因，于20世纪60年代末国外将它淘汰，取而代之的是甲烷化工艺，而甲烷化工艺中要消耗有效气体H2，生成CH4,CH4的增加会引起驰放气量增大，影响了氨的产量，人们为了弥补甲烷化工艺的不足，曾采取多种措施：⑴在变换与脱硫之间设选择性氧化装置，将微量的CO 选择氧化成CO2，在脱硫中除去，这个措施在美国有3个公司生产中使用，生产能力增加3.7﹪；

⑵也有人提出二次脱碳的方法，减少进甲烷工艺前气体中CO2的含量；⑶研究低变催化剂，提高CO变换率。其中英国ICI公司研制出了52-1型低变催化剂，使用15个月后与其取代的低变催化剂相比，出口气体中CO的平均体积分数约降低0.1﹪，对于1000t／d的合成氨生产能力来说，相当于每年增加了4000t的氨产量。

我国的大型氨厂大部分是20世纪70年代后从国外引进的，微量CO、CO2的脱除基本上使用甲烷化和液氨洗法，而以煤为原料的中小型化肥厂是20世纪六七十年代建成的，均采用铜洗法脱除微量CO、CO2的工艺。在多年的生产实

践中，人们已认识到铜洗工艺的落后性，从联醇工艺的操作中发现，当入甲醇合成塔的气体中CO体积分数为2﹪～3﹪、CO2体积分数为0.5﹪时，醇后气中CO 与CO2总体积分数≤0.5﹪，这样可以达到使甲烷化工艺减少H2损失、减少 CH4生成量的目的。它与前面提到的3条措施相比，既可以副产有价值的化工原料－甲醇，还可以减少消耗。因此联醇配甲烷化工艺是较为优化的组合，于是提出了双甲工艺。

2双甲工艺的开发与现状

为了革除早已被国外淘汰、而在国内许多中小化肥厂还在使用的铜洗工艺，经许多年的研究，湖南省化工局安淳公司首先于1990年提出了双甲工艺并申请了国家专利。1992年第一套工业双甲工艺在湖南衡阳氮肥厂加成并试车成功，1994年元月当时的化工部组织正式鉴定，认为双甲工艺是“合成氨生产技术的一项重大革新，为我国首创，居世界领先地位”，其流程如图4所示。压缩机送来的含CO和CO2原料气与从油分离器来的循环气混合进入甲醇塔外部环隙，有上至下，进入气-气换热器Ⅰ、Ⅱ及水冷器Ⅰ，温度降到40℃左右时进入甲醇分离器，分出的粗甲醇去精馏，甲醇分离器出来的气体，大部分入循环压缩机再去合成甲醇。少部分经气-气换热器Ⅱ升温后入甲烷化塔，入气-气换热器Ⅲ换热，升温后气体再入甲烷化塔的催化剂床层，在此进行甲烷化反应，反应后气体经气-气换热器Ⅲ、水冷器Ⅱ降温，再经氨冷器再降温后入水分离器，分水后的气体即是合格的合成氨原料气。

图4 双甲工艺流程示意图

3 存在的问题

然而在全国至今仍然有近500家中小氮肥厂没有采用联醇工艺，说明新型联醇工艺在推广应用中的潜力和难度都很大。推广难度大的客观原因之一是生产控制相当复杂：①既要生产甲醇达到净化目的，其醇后气有必须满足氨合成的物料平衡（H2∕N2=3），在生产碳铵的小氮肥厂，还必须考虑到氨碳平衡和水平衡的问题；②由于甲醇催化剂活性的快速衰退，需要不断调整醇氨比；③由于甲醇和合成氨市场需求的变动，要求联醇工艺的氨和甲醇产量能灵活调节，更增加了生产操作控制的难度。可见，联醇工艺中生产控制比起单纯合成氨或合成甲醇工艺要复杂得多，其中生产碳铵联产甲醇的控制又要比生产尿素联产甲醇的控制难度要大，氨醇比的调整常成为联醇工艺生产控制的“瓶颈”。如果能够在一定的范围内实现醇氨比的灵活调节，新型联醇工艺推广应用的前景将更加广阔。

4 关键工序

在联醇工艺中，造气、变换、精脱硫、脱碳和甲醇合成等5个工序是与联醇工艺的醇氨比调整和生产的平稳运行关系最密切的关键工序。

4.1造气

合成氨原料气是半水煤气，氢氮比为（H2+CO）∕N2=3.1～3.2；合成甲醇的原料气是水煤气，氢氮比为2；而联醇的原料气是低氮半水煤气，氢氮比与醇氨比的关系估算见表1。

表1醇氨比与氢碳比的关系

由表1可见，①联醇工艺中的氢氮比决定了醇氨比的大小。造气工序是联醇

工艺的龙头，原料气中氢氮比＞3.2，这是联醇生产的显著标志；②在实际生产中，造气工序的氢氮比一经确定，就不会轻易调整，因为一个造气循环由吹风、一次上吹制气、下吹制气、二次上吹和空气吹净等5步组成，在一个循环的总时间和氢氮比一定的情况下，各部所占的时间比例是严格经微机自动控制实现的；

③造气工序的氢氮比一旦调整，必然会引起后续的变换、脱碳、甲醇合成、甲烷化和氨合成等工序负荷或氨碳平衡的改变，因此造气工序醇氨比的调整是一个复杂的系统工程，生产企业一般不能单独完成；④实际生产中醇氨比调整的合理范围一般认为是1：3～1：10，而且醇氨比增大到1：4后，其氢氮比将显著增加，调整的难度也将明显增大；⑤如果醇氨比必须调整，其中氢氮比的调整只能通过调整原料气中加氮量的多少来实现，而加氮量有取决于空气吹净的时间长短，即回收的吹风气量。

4.2变换

为了提高CO的变换率，变换工序中都采用H2O(g)过量的办法。一般来说，在单纯的合成氨工艺中。采用变-换变串联流程，中变开始时的水蒸汽比例，即H2O(g)∕CO比一般为（3～5）：1，水蒸汽比例具体数目取决于合理地确定CO是合成甲醇的原料，其数量决定了甲醇的产量，即联醇工艺中CO的最终变换率为70%～85%，要明显小于普通合成氨工艺的最终变换率（91%左右），其变换气中残余CO含量为4%～11%，明显高于普通合成氨工艺。醇氨比与原料气CO含量、变换气中残余CO含量及水蒸汽比例的关系见表2。

表2 醇氨比与水蒸汽比例、原料气和变换气中CO含量的关系

变换工序除了决定醇氨比和甲醇产量外，可将约90%的有机硫转变为易于脱除

的无机硫，因此，变换工序是联醇工艺的关键工序。当联醇工艺中由于各种原因需要小幅调整醇氨比或甲醇产量时，一般不是通过调整低氨半水煤气中的氨氮比来实现，而是通过变换工序中调整水蒸汽比例来控制变换气中残余CO的含量来实现，因此，联醇工艺中变换工序的水蒸汽消耗要明显低于普通的合成氨工艺中的变换工序，这是联醇工艺能显著降低能耗的主要原因。由表2可知，当醇氨比低于1：3时，水蒸汽比例小于2：1，可能使变换过程的有机硫转变为无机硫的比例下降，并可能导致析碳等有害副反应明显增加，给生产控制带来新的难度，这也是醇氨过大时联醇工艺控制难度增大的重要原因。

4.3精脱硫

由于单醇工艺中氢碳比（（H2∕CO）为2，而联醇工艺的氢碳比可高达8～11，因此，联醇工艺甲醇合成塔的空速是单醇工艺的几倍，从而显著增加了催化剂中毒的可能性，而且铜基催化剂本身对含硫毒物非常敏感。对于没有设置精脱硫工序的联醇工艺，净化气中硫化物含量在2ppm～3ppm，使催化剂使用寿命只有2～4个月无疑大大增加了甲醇合成的成本。

以2002年湖南金信化工有限责任公司使用的联醇催化剂C208为例，该公司联醇设计产量为60kt∕a，每次需更换C208催化剂30t，每年约需更换3次，价格约为3.2万元∕t，因此，每年该公司购买C208催化剂约需花费288万元；同时，更换催化剂整个过程，从系统停车到催化剂装填，到催化剂的升温还原，最后到恢复正常生产一般约需要10天，既明显影响甲醇产量，还可能严重影响合成氨和化肥产量。如果增设了精脱硫工序，可使精制气中的硫化物含量降低到0.1ppm一下，将使铜基催化剂的使用寿命达到1年以上。

如果湖南金信化工有限责任公司增设精脱硫工序，联醇催化剂每年只需更换一次，单节省联醇催化剂费用达192万元，同时，也将节省约20天的更换催化剂的时间，是甲醇年产量增加约3600t。虽然增设了精脱硫工序后整个工艺的一次性投资将有所增加，精脱硫剂的消耗和再生费用也不可忽视，据相关企业的实际运行结果表明，综合效益将明显增大，因此，增设精脱硫工序是实现联醇工艺连续长周期安全运转，并有效降低成本的保证。

4.4 甲醇合成

联醇工艺的重要目的是生产甲醇和净化气体，把醇后气中CO的量降低到

0.1%～0.3%，以满足甲烷化或烃化的需要，确保合成氨精炼气中CO+CO2＜10ppm。

为提高联醇的产量和醇后期的净化度，新型联醇工艺都采用两塔串联生产。两塔的关系不是固定不变的，而是灵活的，前塔总是“老触媒塔”，在生产甲醇的同时吸收残余的硫，对后塔的“新触媒”起到保护作用，其催化剂活性可以差一些，尽管如此，由于进气中CO含量高，仍然有大约80﹪的CO 在此转化为甲醇, 前塔是合成甲醇的主力塔。当前塔的触媒活性衰退到不能再用的时候, 更换新触媒后变为后塔。后塔则总是“新触媒塔”, 催化剂活性很好, 以确保醇后气中CO含量满足甲或烃化的需要, 该塔的主要目的是净化而不是生产甲醇。当催化剂活性衰退到一定的程度, 就将转换为前塔, 而后塔又是重新装填了新触媒的原来的“前塔”。两塔相互关系的两级联醇局部流程示意见图5。图5两级联醇局部流程示意图由图5所示, 通过增设4根细线所示的管路就能使两个甲醇合成塔的角色能轻易地实现互换。如果不看细线部分线路, 则1#甲醇塔为“前塔”, 2# 甲醇塔为“后塔”,其工艺路线为:1# 甲醇塔从高压机五段出口—1#甲醇塔—废热锅炉—水冷器—1# 甲醇分离塔—水洗塔（部分从循环机返回1#甲醇塔）—高压机六段进口—高压机六段出口—2#甲醇塔—2#甲醇分离器—甲烷化塔—氨合成塔。

图5 两级联醇局部流程示意图

反之, 如果物料走细线部分线路, 则1#甲醇塔为“后塔”, 2 #甲醇塔为“前塔”, 其工艺路线为: 从高压机五段出口—2# 甲醇塔—废热锅炉—水冷器—1#甲醇分离器—水洗塔（部分从循环机返回2 # 甲醇塔) —高压机六段进口—1# 甲

醇塔—2# 甲醇分离器—甲烷化塔—氨合成塔。但不管两塔作用如何变换, 废热锅炉、水冷器、水洗塔、循环机、甲烷化塔和氨合成塔等均为两塔所交替公用。4.5 脱碳

(1) 对于生产碳铵的小氮肥厂联产甲醇, 脱碳工序即碳化工序也是至关重要的, 调整醇氨比时必须要考虑以氨碳平衡和水平衡为前提, 因为醇氨比增大时, 在总氨一定的情况下, 合成氨产量必定下降, 将导致系统脱碳能力下降, 使CO2富余, 从而破坏氨碳平衡和水平衡。如果这样的话, 其醇氨比的调整无异于缘木求鱼而毫无意义。如果其醇氨比增大到使其氨碳失去平衡, 一般通过增设变压吸附脱碳装置来提高脱碳能力, 醇氨比可增大到50%。

(2) 对于生产尿素的氮肥厂的联醇工艺, 由于不存在氨碳平衡问题而少了一个不稳定因素, 相对而言易于实现醇氨比的调整, 尤其是较大的醇氨比的调整。

5 结语

综上所述，我国的联醇工业通过几十年的生产实践，特别是近10年的进一步开发，已日臻完善。2000年2月15日，国家经贸委公布经贸资源［2000］137号文，即《《国家重点行业清洁生产技术导向目录》》（第一批）的通知中将该双甲工艺列入了化工行业推广应用的技术，认为双甲工艺是合成氨生产中一项新的净化精制手段，既减少了有效氢的消耗，又副产甲醇，达到变废为宝。通知中还进行了初步的投资及效益分析，以5万t∕a总氨计，新增双甲工艺总投资300万元～500万元，因为没有铜洗，可节约铜、冰醋酸、氨等物耗，每万吨合成氨可节约74万元左右，副产甲醇，以醇氨比1：5计算，可获得经济效益570万元～870万元。

在新型联醇工艺中, 除了上述影响生产控制的关键工序外, 其他如高压机、脱硫、变脱、甲烷化、氢回收和氨合成等工序都是必不可少的环节, 只不过与普通的合成氨过程中的相应工序一样, 已经有成熟的控制技术罢了。在联醇工艺中如果能很好地解决以上 5 个关键工序的控制问题, 那么醇氨比的调节就可以在一定的范围内能做到灵活自如, 这对进一步降低联醇工艺的能耗和生产成本, 提高综合经济效益, 以及对联醇新工艺的推广应用无疑将起到积极的促进作用。

合成氨联产甲醇能耗标准

ICS27.010 F01 DB 山西省地方标准 DB XX/ XXXXX—200X 合成氨联产甲醇单位产品能源消耗限额 点击此处添加标准英文译名 点击此处添加与国际标准一致性程度的标识 文稿版次选择 200X-XX-XX发布 200X-XX-XX实施山西省质量技术监督局发布

DB ×××—200× 前言 本标准第4.1 条和4.2 条为强制性的，其余为推荐性的。 本标准由山西省经济和信息化委员会提出并归口。 本标准起草单位：山西省化学工业行业管理办公室、山西焦化集团有限公司 本标准起草人：姚卫东李三文张保华乔宏芳杨霞李爱珍张军

合成氨联产甲醇单位产品能源消耗限额 1 范围 本标准规定了合成氨联产的甲醇产品的能源消耗（能源消耗以下简称能耗）限额的基本要求、统计范围、计算方法、节能管理及措施。 本标准适用于山西省辖区内以无烟块煤、型煤、焦炭为原料，采用不同工艺技术生产合成氨产品并联产甲醇的企业对甲醇产品进行能耗的计算、考核，以及对新建合成氨联产甲醇项目能耗的控制。 2 规范性引用文件 下列文件对于本文件的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件，仅注日期的版本适用于本文件。凡是不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本文件。 GB/T 213 煤的发热量测定方法 GB 338 工业用甲醇 GB/T 2589 综合能耗计算通则 GB/T 3484 企业能量平衡通则 GB/T 12497 三相异步电动机经济运行 GB/T 13462电力变压器经济运行 GB/T 13466 交流电气传动风机（泵类、压缩机）系统经济运行通则 GB 17167 用能单位能源计量器具配备和管理通则 GB 21344 合成氨单位产品能源消耗限额 3 术语和定义 下列术语和定义适用于本文件。 3.1 合成氨联产甲醇 是指合成氨生产工艺过程中，联合生产甲醇的生产过程。 3.2 合成氨联产甲醇产量 在报告期内，粗甲醇经过精馏工序脱除粗甲醇中水、杂醇、醚等杂质，生产出符合GB 338的产品产量。

甲醇驰放气制合成氨项目基本方案及经济效益分析

唐山佳华 5 万吨/年甲醇驰放气制合成氨工程项目基 本方案及经济效益分析 本着“发展循环经济、延伸煤化工产业链、综合利用、变废为宝” 的原则，为合理利用甲醇装置副产的驰放气和空分装置副产的高纯氮气，现提出建设“唐山佳华5 万吨/年甲醇驰放气制合成氨工程”的简要方案，对项目的可行性进行综合分析。 一、氨的主要性质氨，在常温下是无色气体，具有刺激性气味，极易溶于水，氨水中的氨极易挥发，氨水呈弱碱性。在溶解时放出大量热。液氨为无色液体，气化时吸收大量的热。广泛应用于化工、轻工、化肥、制药、合成纤维、塑料、染料、制冷剂等。 二、氨的生产方法 1、氰化法 2000℃ CaO+3C CaC2+CO 1000℃ CaC2+N2 CaCN2+C CaCN2+3H2O CaCO3+2NH3 1905 年在德国建成第一套氰化法制氨工业装置，一次大战期间德国、美 国主要采用此法制氨，用于制造炸药。每吨氨要消耗能量190GJ，能量利用率非常低，己逐渐被历史淘汰。

2、直接法 -1 0.5N2＋1.5H2=NH3 ΔH?298=－ 46.22 kJ?mol -1 此法是在高压、高温和有催化剂时，氮气和氢气直接合成氨的一种生产方法。氢气和氮气合成氨是放热，体积缩小的可逆反应，其反应热不仅与温度有关，还与压力和组成有关。 目前工业上合成氨基本上都用此法。 三、合成氨的产能情况 据有关资料统计，世界合成氨产能已超过1.76 亿吨/ 年，目前合成氨主要生产能力分布在中国、俄罗斯、美国、印度等国，约占世界总产量的一半以上。近年来合成氨装置大型化是世界合成氨的主流发展趋势，目前世界最大单系列合成氨装置规模已达130 万吨/ 年。该装置属于Ferti Nitro 公司。Ferti Nitro 公司是委内瑞拉、美国、意大利四个国家的合资企业，该公司还有1 套150 万吨/年大颗粒尿素装置。 2009 年我国合成氨产能为5950 万吨。居世界第一位。占世界总产量的33.6%，表观消费量约5324.5 万吨，尿素实物产量5544.9 万吨，合成氨产品完全满足国内化肥和工业需要，部分化肥产品如尿素开始向国外出口。 四、合成氨市场情况 国产合成氨很少参与国际贸易，几乎全部用于国内消费。中国合成氨的消费主要有两方面：农业和工业。国产氨总量中大部分作为中间产品直接加工成农用化肥产品：尿素、硝酸铵、碳酸氢铵、硫酸铵、氯化铵、磷酸一铵、磷酸

合成氨联产甲醇系统的安全评价及控制措施

合成氨联产甲醇系统的安全评价及控制措施 集团公司文件内部编码：（TTT-UUTT-MMYB-URTTY-ITTLTY-

合成氨联产甲醇系统的安全评价及控制措施近年来，随着市场变化和企业发展要求，甲醇生产厂家似雨后春笋般出现。氨联产甲醇装置项目的开发和推广，弥补了国内市场的产品缺口，给生产企业带来了丰厚的利润，提高企业经济效益和市场竞争力。产品种类增加，物料种类会相应增加。加之新老装置联产，原有装置系统的设备、工艺线路等也要进行局部调整，继而带来操作规程、开停车程序、方案及指挥系统的调整。两套装置一个系统，要保证合成氨、甲醇生产都在最佳工况下进行，加重了部分工段从供给高要求物料组分和全系统生产指挥科学性的难度。整个系统在运行过程中，所用的原料、中间体及最终产品对人体都有不同程度的危害性，轻则损害人体健康，重则危及生命。根据生产过程的危险特性，一旦发生指挥失误、误操作、报警装置失灵、安全联锁失效、处理不及时或处理方法不当等，就会发生泄漏和超温超压现象，进而引起火灾、爆炸、灼烫、中毒窒息等事故，危及员工人身和企业财产安全，严重时可能危及附近居民的生命和财产安全，造成严重的恶性事故。氨联产甲醇生产，在高温、高压、易燃、易爆、易中毒和易腐蚀环境中进行，对操作及指挥者提出了更高标准的要求。 1物料的危害辨识及危险性评价 1.1生产过程中的物料

1.1.1一氧化碳(CO) 危害性辨识 一氧化碳经呼吸道吸入人体后，通过肺泡膜进入血液，与血液中血红蛋白进行可逆性结合，形成碳氧血红蛋白，使血液中的携氧功能发生障碍，造成人体低氧血症，因而导致组织缺氧。轻度中毒者会出现头疼、眩晕、耳鸣、眼花，颞部压迫及博动感，并有恶心、呕吐，心前区疼痛或心悸，四肢无力，甚至有短暂的昏厥;中度中毒者除上述症状外，初期尚有多汗、烦燥，步态不稳，皮肤粘膜樱红，可出现意识模糊，甚至进入昏迷状态;重度中毒者迅速进入昏迷，昏迷可持续数小时或更长时间，出现阵发性和强直性痉挛，有病理反射出现，常伴发脑水肿、肺水肿、心肌损害、心律紊乱或传导阻滞，高热或惊厥，皮肤、粘膜可呈樱红色或苍白、紫绀。 危险性评价 一氧化碳属易燃、易爆、有毒气体，与空气混合浓度在12.5%～74.2%时成为爆炸混合物，爆炸危险度为4.9。遇热容器压力增大，泄漏遇火种有燃烧爆炸的危险。GB13690—92标准将该物质划分为第2.1类易燃气体;GB12268—90标准规定其危规号为21005。

煤制甲醇工艺设计

煤制甲醇工艺流程化设计 主反应为：C + O 2 → C O + C O 2 + H 2 → C H 3O 副反应为： 1 造气工段 （1）原料：由于甲醇生产工艺成熟,市场竞争激烈,选用合适的原料就成为项目的关键,以天然气和重油为原料合成工艺简单，投资相对较少，得到大多数国家的青睐，但从我国资源背景看，煤炭储量远大于石油、天然气储量，随着石油资源紧缺、油价上涨，在大力发展煤炭洁净利用技术的形势下，应该优先考虑以煤为原料,所以本设计选用煤作原料。 图1-1 甲醇生产工艺示意图 （2）工艺概述：反应器选择流化床，采用水煤浆气化激冷流程。原料煤通过粉碎制成65%的水煤浆与99.6%的高压氧通过烧嘴进入气化炉进行气化反应，产生的粗煤气主要成分为CO ，CO 2，H ２等。 2423CO H CH H O +?+2492483CO H C H OH H O +?+222CO H CO H O +?+

2 净化工段 由于水煤浆气化工序制得粗煤气的水汽比高达1.4可以直接进行CO变换不需加入其他水蒸气，故先进行部分耐硫变换，将CO转化为CO2，变换气与未变换气汇合进入低温甲醇洗工序，脱除H2S和过量的CO2，最终达到合适的碳氢比，得到合成甲醇的新鲜气。 CO反应式： CO+H O=CO+H 222 3 合成工段 合成工段工艺流程图如图1。 合成反应要点在于合成塔反应温度的控制，另外，一般甲醇合成反应10～15Mpa的高压需要高标准的设备，这一项增加了很大的设备投资，在设计时，选择目前先进的林达均温合成塔，操作压力仅5.2MPa，由于这种管壳式塔的催化剂床层温度平稳均匀，反应的转化率很高。在合成工段充分利用自动化控制方法，实行连锁机制，通过控制壳程的中压蒸汽的压力，能及时有效的掌控反应条件，从而确保合成产品的质量。 合成主反应： CO+2H=CH OH 23 主要副反应： CO+3H=CH OH+H O 2232 4 精馏工段 精馏工段工艺流程图见图2。 合成反应的副产主要为醚、酮和多元醇类，本设计要求产品达质量到国家一级标准，因此对精馏工艺的合理设计关系重大，是该设计的重点工作。设计中选用双塔流程，对各物料的进出量和回流比进行了优化，另外，为了进一步提高精甲醇质量，从主塔回流量中采出低沸点物继续进预塔精馏，这一循环流程能有效的提高甲醇的质量。

甲醇驰放气制合成氨项目基本方案及经济效益分析

唐山佳华5万吨/年甲醇驰放气制合成氨工程 项目基本方案及经济效益分析 本着“发展循环经济、延伸煤化工产业链、综合利用、变废为宝”的原则，为合理利用甲醇装置副产的驰放气和空分装置副产的高纯氮气，现提出建设“唐山佳华5万吨/年甲醇驰放气制合成氨工程”的简要方案，对项目的可行性进行综合分析。 一、氨的主要性质 氨，在常温下是无色气体，具有刺激性气味，极易溶于水，氨水中的氨极易挥发，氨水呈弱碱性。在溶解时放出大量热。液氨为无色液体，气化时吸收大量的热。广泛应用于化工、轻工、化肥、制药、合成纤维、塑料、染料、制冷剂等。 二、氨的生产方法 1、氰化法 CaO+3C CaC 2+CO CaC 2+N 2 CaCN 2+C CaCN 2+3H 2O CaCO 3+2NH 3 1905年在德国建成第一套氰化法制氨工业装置，一次大战期间德国、美国主要采用此法制氨，用于制造炸药。每吨氨要消耗能量190GJ ，能量利用率非常低，己逐渐被历史淘汰。

2、直接法 0.5N2＋1.5H2=NH3ΔH?298=－46.22 kJ?mol -1 此法是在高压、高温和有催化剂时，氮气和氢气直接合成氨的一种生产方法。氢气和氮气合成氨是放热，体积缩小的可逆反应，其反应热不仅与温度有关，还与压力和组成有关。 目前工业上合成氨基本上都用此法。 三、合成氨的产能情况 据有关资料统计，世界合成氨产能已超过1.76亿吨/年，目前合成氨主要生产能力分布在中国、俄罗斯、美国、印度等国，约占世界总产量的一半以上。近年来合成氨装置大型化是世界合成氨的主流发展趋势，目前世界最大单系列合成氨装置规模已达130万吨/年。该装置属于Ferti Nitro公司。Ferti Nitro公司是委内瑞拉、美国、意大利四个国家的合资企业，该公司还有1套150万吨/年大颗粒尿素装置。 2009年我国合成氨产能为5950万吨。居世界第一位。占世界总产量的33.6%，表观消费量约5324.5万吨，尿素实物产量5544.9万吨，合成氨产品完全满足国内化肥和工业需要，部分化肥产品如尿素开始向国外出口。 四、合成氨市场情况 国产合成氨很少参与国际贸易，几乎全部用于国内消费。中国合成氨的消费主要有两方面：农业和工业。国产氨总量中大部分作为中间产品直接加工成农用化肥产品：尿素、硝酸铵、碳酸氢铵、硫酸铵、氯化铵、磷酸一铵、磷酸

【优秀毕设】年产40万吨甲醇合成工艺设计

设计任务书 设计（论文）题目：年产40万吨甲醇合成工艺 设 学院：内门古化工职业学院 专业：应用化工技术 班级：应化09-4班 学生：张琦 指导教师：杨志杰李秀清

1．设计（论文）的主要任务及目标 (1) 结合专业知识和工厂实习、分析选定合适的工艺参数。 (2) 进行工艺计算和设备选型能力的训练。 (3) 进行工程图纸设计、绘制能力的训练。 2．设计（论文）的基本要求和内容 (1) 本车间产品特点及工艺流程。 (2) 主要设备物料、热量衡算、结构尺寸计算及辅助设备的选型计算。 (3) 参考资料 3．主要参考文献 [1] 谢克昌、李忠.甲醇及其衍生物.北京.化学工业出版社.2002.5～7 [2] 冯元琦.联醇生产.北京.化学工业出版社.1989.257～268. [3] 柴诚敬、张国亮。化工流体流动与传热。北京。化学工业出版社。2000.525-530 4．进度安排 设计（论文）各阶段名称起止日期 1 收集有关资料 20111-01-28~2010-02-11 2 熟悉资料，确定方案 2010-02-12~2010-02-26 3 论文写作 2010-02-27~2010-03-19 4 绘制设计图纸 2010-03-20~2010-04-03 5 准备答辩 2010-4-10 目录 摘要 (1) 第1章甲醇精馏的工艺原理 (2) 第1.1节基本概念 (2) 第1.2节甲醇精馏工艺 (3) 1.2.1 甲醇精馏工艺原理 (3) 1.2.2 主要设备和泵参数 (3) 1.2.3膨胀节材料的选用 (6) 第2章甲醇生产的工艺计算 (7) 第2.1节甲醇生产的物料平衡计算 (7) 第2.2 节生产甲醇所需原料气量 (9) 2.2.1生产甲醇所需原料气量 (9) 第2.3节联醇生产的热量平衡计算 (15) 2.3.1甲醇合成塔的热平衡计算 (15) 2.3.2甲醇水冷器的热量平衡计算 (18) 第2.4节粗甲醇精馏物料及热量计算 (21) 2.4.1 预塔和主塔的物料平衡计算 (21) 2.4.2 预塔和主塔的热平衡计算 (25)

合成气制备甲醇原理与工艺

合成气制备甲醇原理与工艺 简要概述 班级：xxxxxxxxxxxxxxxxxxxxx 专业：化学工程与工艺 姓名：xxxxx 学号：201473020108 指导教师：xxxxx

一、甲醇的认识 1.物理性质 无色透明液体，易挥发，略带醇香气味；易吸收水分、CO2和H2S，与水无限互溶；溶解性能优于乙醇；不能与脂肪烃互溶，能溶解多种无机盐磺化钠、氯化钙、最简单的饱和脂肪醇。 2.化学性质 3.甲醇的用途 （1）有机化工原料 甲醇是仅次于三烯和三苯的重要基础有机化工原料 （2）有机燃料 (1)、甲醇汽油混合燃料；(2)、合成醇燃料；(3)、与异丁烯合成甲基叔丁基醚（MTBE）、高辛烷值无铅汽油添加剂；(4)、与甲基叔戊基醚（TAME）合成汽油含氧添加剂

4.甲醇的生产原料 甲醇合成的原料气成分主要是CO 、 CO2、 H2 及少量的N2 和CH4。主要有煤炭、焦炭、天然气、重油、石脑油、焦炉煤气、乙炔尾气等。 天然气是生产甲醇、合成氨的清洁原料，具有投资少、能耗低、污染小等优势，世界甲醇生产有90％以上是以天然气为原料，煤仅占 2%。 二、合成气制甲醇的原理 1.合成气的制备 a.煤与空气中的氧气在煤气化炉内制得高 CO 含量的粗煤气； b.经高温变换将 CO 变换为 H2 来实现甲醇合成时所需的氢碳比； c.经净化工序将多余的 CO2 和硫化物脱除后即是甲醇合成气。 说明： 由于煤制甲醇碳多氢少,必需从合成池的放气中回收氢来降低煤耗和能耗，回收的氢气与净化后的合成气配得生产甲醇所需的合成气, 即( H2-CO2) /( CO+CO2)＝2.00~2.05。 2.反应机理 主反应 OH CH H CO 322→+ △H 298=-90.8kJ/mol CO 2 存在时 O H OH CH H CO 23222+→+ △H 298=-49.5kJ/mol 副反应 O H OCH CH H CO 233242+→+ O H CH H CO 2423+→+ O H OH H C H CO 2942384+→+ O H CO H CO 222+→+ 增大压力、低温有利于反应进行，但同时也有利于副反应进行，故通过加入催化剂，提高反应的选择性，抑制副反应的发生。 3. 影响合成气制甲醇的主要因素 （1）合成甲醇的工业催化剂

年产50万吨甲醇合成工艺初步设计

年产50万吨甲醇合成工艺初步设计 摘要 本设计重点讨论了合成方案的选择，首先介绍了国内外甲醇工业的现状、甲醇原料的来源和甲醇本身的性质及用途。其次介绍了合成甲醇的基本原理以、影响合成甲醇的因素、甲醇合成反应速率的影响。在合成方案里面主要介绍了原料路线、不同原料制甲醇的方法、合成甲醇的三种方法、生产规模的选择、改善生产技术来进行节能降耗、引进国外先进的控制技术，进一步提高控制水平，来发展我国甲醇工业及简易的流程图。在工艺条件中，主要介绍了温度、压力、氢与一氧化碳的比例和空间速度。主要设备冷激式绝热反应器和列管式等温反应器介绍。最后进行了简单的物料衡算。 关键词:甲醇，合成塔

一、综述 (一)国内外甲醇工业现状 甲醇是重要的化工原料，应用广泛，主要用于生产甲醛，其消耗量约占甲醇总量的30%～40%;其次作为甲基化剂，生产甲胺、丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸甲酯、甲基叔丁基醚、对苯二甲酸二甲酯;甲醇羰基化可生产醋酸、酸酐、甲酸甲酯、碳酸二甲酯等。其次，甲醇低压羰基化生产醋酸，近年来发展很快。随着碳化工的发展，由甲醇出发合成乙二醇、乙醛、乙醇等工艺正在日益受到重视。国内甲醇装置规模普遍较小，且多采用煤头路线，以煤为原料的约占到78%;单位产能投资高，约为国外大型甲醇装置投资的2倍，导致财务费用和折旧费用高，这些都会影响成本。据了解，我国有近200家甲醇生产企业，但其中10万吨/年以上的装置却只占20%，最大的甲醇生产装置产能也就是60万吨/年，其余80%都是10万吨/年以下的装置。根据这样的装置格局，业内普遍估计，目前我国甲醇生产成本大约在1400,1800元/吨(约200美元/吨)，一旦出现市场供过于求的局面，国内甲醇价格有可能要下跌到约2000元/吨，甚至更低。这对产能规模小，单位产能投资较高的国内大部分甲醇生产企业来讲会加剧增。 而以中东和中南美洲为代表的国外甲醇装置普遍规模较大。目前国际上最大规模的甲醇装置产能以达到170万吨/年。2008年4月底，沙特甲醇公司170万吨/年的巨型甲醇装置在阿尔朱拜勒投产，使得

合成氨联产甲醇系统的安全评价及控制措施示范文本

合成氨联产甲醇系统的安全评价及控制措施示范文 本 In The Actual Work Production Management, In Order To Ensure The Smooth Progress Of The Process, And Consider The Relationship Between Each Link, The Specific Requirements Of Each Link To Achieve Risk Control And Planning 某某管理中心 XX年XX月

合成氨联产甲醇系统的安全评价及控制 措施示范文本 使用指引：此解决方案资料应用在实际工作生产管理中为了保障过程顺利推进，同时考虑各个环节之间的关系，每个环节实现的具体要求而进行的风险控制与规划，并将危害降低到最小，文档经过下载可进行自定义修改，请根据实际需求进行调整与使用。 近年来，随着市场变化和企业发展要求，甲醇生产厂 家似雨后春笋般出现。氨联产甲醇装置项目的开发和推 广，弥补了国内市场的产品缺口，给生产企业带来了丰厚 的利润，提高企业经济效益和市场竞争力。产品种类增 加，物料种类会相应增加。加之新老装置联产，原有装置 系统的设备、工艺线路等也要进行局部调整，继而带来操 作规程、开停车程序、方案及指挥系统的调整。两套装置 一个系统，要保证合成氨、甲醇生产都在最佳工况下进 行，加重了部分工段从供给高要求物料组分和全系统生产 指挥科学性的难度。整个系统在运行过程中，所用的原 料、中间体及最终产品对人体都有不同程度的危害性，轻

则损害人体健康，重则危及生命。根据生产过程的危险特性，一旦发生指挥失误、误操作、报警装置失灵、安全联锁失效、处理不及时或处理方法不当等，就会发生泄漏和超温超压现象，进而引起火灾、爆炸、灼烫、中毒窒息等事故，危及员工人身和企业财产安全，严重时可能危及附近居民的生命和财产安全，造成严重的恶性事故。氨联产甲醇生产，在高温、高压、易燃、易爆、易中毒和易腐蚀环境中进行，对操作及指挥者提出了更高标准的要求。 1 物料的危害辨识及危险性评价 1.1 生产过程中的物料 1.1.1 一氧化碳(CO) 1.1.1.1 危害性辨识 一氧化碳经呼吸道吸入人体后，通过肺泡膜进入血液，与血液中血红蛋白进行可逆性结合，形成碳氧血红蛋白，使血液中的携氧功能发生障碍，造成人体低氧血症，

甲醇合成工艺

甲醇合成工艺 当今甲醇的生产主要采用低压法和中压法这两种，很少采用高压法，目前高压法的发展已处于停滞的状态，主要以低压法为主。用中压法和低压法这两种工艺生产出来的甲醇约占世界甲醇总产量的一半以上。 1. 低压合成工艺（5.0- 8. 0MP a） 是20世纪50年代后期发展起来的一种甲醇合成技术。低压法主要采用CuO- ZnO- Al2 O3- V2O5 催化剂，其活性较高，能耗低，反应温度最佳，一般反应温度在（240- 265）℃，在压力较低的的条件下即可获得较高的甲醇产率。并且其选择性好，减少了很多副反应的发生，降低了原料的损耗，并且提高了甲醇的质量。除此之外，由于压力要求较高，可以有效的减少动力的消耗，使工艺设备的制造更加容易。这一方法被英国ICI公司在1966 年研究使用成功，从而打断了甲醇合成高压法的垄断制度。这一制度的应用，在很大程度上提高了甲醇的产量，为日后甲醇的高产带来了合适的方法。 2. 中压合成工艺（9.8- 12. 0MP a） 随着社会的不断发展，甲醇的需求越来越大，如果继续采用低压法就要改造工艺管道，使工艺管道变得更大，设备也就变得更大，这样就浪费了空间和成本，因此在低压的基础上适当的加大压力，即发展为中压法。中压法采用的催化剂和低压法的相 同，都为C uO- ZnO- Al2O3 - V2O5催化剂，因此反应温度与低压法大致相同，由于压力的提高使动能的消耗也增加了。齐鲁石化公司第二化肥厂引进了联邦德国公司的中压甲醇合成装置。使得该公司的日产量有了很大程度的提高。 3. 高压合成工艺（30- 32 MP a） 是比较原始的一种方法，采用ZnO- C r 2O3 催化剂，其活性远不如铜系催化剂，反应温度在（350- 400）℃。随着科学技术的发展，高压法也开始逐步采用活性相对较高的铜系催化剂，以改善合成的条件。高压法虽然存在了70 多年，但由于材质苛刻，投资高，能耗物高，反应温度高，且生成的粗甲醇中杂志含量较多不易提纯，所以其发展前景不可观，目前处于停滞状态。

年产3万吨甲醇工艺设计毕业设计

课题名称：年产3万吨甲醇合成工艺设 计

毕业设计（论文）原创性声明和使用授权说明 原创性声明 本人郑重承诺：所呈交的毕业设计（论文），是我个人在指导教师的指导下进行的研究工作及取得的成果。尽我所知，除文中特别加以标注和致谢的地方外，不包含其他人或组织已经发表或公布过的研究成果，也不包含我为获得及其它教育机构的学位或学历而使用过的材料。对本研究提供过帮助和做出过贡献的个人或集体，均已在文中作了明确的说明并表示了谢意。 作者签名：日期： 指导教师签名：日期： 使用授权说明 本人完全了解大学关于收集、保存、使用毕业设计（论文）的规定，即：按照学校要求提交毕业设计（论文）的印刷本和电子版本；学校有权保存毕业设计（论文）的印刷本和电子版，并提供目录检索与阅览服务；学校可以采用影印、缩印、数字化或其它复制手段保存论文；在不以赢利为目的前提下，学校可以公布论文的部分或全部内容。 作者签名：日期：

学位论文原创性声明 本人郑重声明：所呈交的论文是本人在导师的指导下独立进行研究所取得的研究成果。除了文中特别加以标注引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写的成果作品。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律后果由本人承担。 作者签名：日期：年月日 学位论文版权使用授权书 本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。 涉密论文按学校规定处理。 作者签名：日期：年月日 导师签名：日期：年月日

甲醇驰放气制合成氨项目基本方案及经济效益分析精编版

甲醇驰放气制合成氨项目基本方案及经济效益 分析 公司标准化编码 [QQX96QT-XQQB89Q8-NQQJ6Q8-MQM9N]

唐山佳华5万吨/年甲醇驰放气制合成氨工程 项目基本方案及经济效益分析 本着“发展循环经济、延伸煤化工产业链、综合利用、变废为宝”的原则，为合理利用甲醇装置副产的驰放气和空分装置副产的高纯氮气，现提出建设“唐山佳华5万吨/年甲醇驰放气制合成氨工程”的简要方案，对项目的可行性进行综合分析。 一、氨的主要性质 氨，在常温下是无色气体，具有刺激性气味，极易溶于水，氨水中的氨极易挥发，氨水呈弱碱性。在溶解时放出大量热。液氨为无色液体，气化时吸收大量的热。广泛应用于化工、轻工、化肥、制药、合成纤维、塑料、染料、制冷剂等。 二、氨的生产方法 1、氰化法 2+CO CaC 2+N 22+C CaCN 2+3H 2O CaCO 3+2NH 3 1905年在德国建成第一套氰化法制氨工业装置，一次大战期间德国、美国主要采用此法制氨，用于制造炸药。每吨氨要消耗能量190GJ ，能量利用率非常低，己逐渐被历史淘汰。

2、直接法 ＋=NH3ΔH298=－ kJmol -1 此法是在高压、高温和有催化剂时，氮气和氢气直接合成氨的一种生产方法。氢气和氮气合成氨是放热，体积缩小的可逆反应，其反应热不仅与温度有关，还与压力和组成有关。 目前工业上合成氨基本上都用此法。 三、合成氨的产能情况 据有关资料统计，世界合成氨产能已超过亿吨/年，目前合成氨主要生产能力分布在中国、俄罗斯、美国、印度等国，约占世界总产量的一半以上。近年来合成氨装置大型化是世界合成氨的主流发展趋势，目前世界最大单系列合成氨装置规模已达130万吨/年。该装置属于Ferti Nitro公司。Ferti Nitro公司是委内瑞拉、美国、意大利四个国家的合资企业，该公司还有1套150万吨/年大颗粒尿素装置。 2009年我国合成氨产能为5950万吨。居世界第一位。占世界总产量的%，表观消费量约万吨，尿素实物产量万吨，合成氨产品完全满足国内化肥和工业需要，部分化肥产品如尿素开始向国外出口。 四、合成氨市场情况 国产合成氨很少参与国际贸易，几乎全部用于国内消费。中国合成氨的消费主要有两方面：农业和工业。国产氨总量中大部分作为中间产品直接加

2021新版合成氨联产甲醇系统的安全评价及控制措施

( 安全技术 ) 单位：_________________________ 姓名：_________________________ 日期：_________________________ 精品文档 / Word文档 / 文字可改 2021新版合成氨联产甲醇系统的安全评价及控制措施 Technical safety means that the pursuit of technology should also include ensuring that people make mistakes

2021新版合成氨联产甲醇系统的安全评价 及控制措施 近年来，随着市场变化和企业发展要求，甲醇生产厂家似雨后春笋般出现。氨联产甲醇装置项目的开发和推广，弥补了国内市场的产品缺口，给生产企业带来了丰厚的利润，提高企业经济效益和市场竞争力。产品种类增加，物料种类会相应增加。加之新老装置联产，原有装置系统的设备、工艺线路等也要进行局部调整，继而带来操作规程、开停车程序、方案及指挥系统的调整。两套装置一个系统，要保证合成氨、甲醇生产都在最佳工况下进行，加重了部分工段从供给高要求物料组分和全系统生产指挥科学性的难度。整个系统在运行过程中，所用的原料、中间体及最终产品对人体都有不同程度的危害性，轻则损害人体健康，重则危及生命。根据生产过程的危险特性，一旦发生指挥失误、误操作、报警装置失灵、安

全联锁失效、处理不及时或处理方法不当等，就会发生泄漏和超温超压现象，进而引起火灾、爆炸、灼烫、中毒窒息等事故，危及员工人身和企业财产安全，严重时可能危及附近居民的生命和财产安全，造成严重的恶性事故。氨联产甲醇生产，在高温、高压、易燃、易爆、易中毒和易腐蚀环境中进行，对操作及指挥者提出了更高标准的要求。 1物料的危害辨识及危险性评价 1.1生产过程中的物料 1.1.1一氧化碳(CO) 1.1.1.1危害性辨识 一氧化碳经呼吸道吸入人体后，通过肺泡膜进入血液，与血液中血红蛋白进行可逆性结合，形成碳氧血红蛋白，使血液中的携氧功能发生障碍，造成人体低氧血症，因而导致组织缺氧。轻度中毒者会出现头疼、眩晕、耳鸣、眼花，颞部压迫及博动感，并有恶心、呕吐，心前区疼痛或心悸，四肢无力，甚至有短暂的昏厥;中度中毒者除上述症状外，初期尚有多汗、烦燥，步态不稳，皮肤粘膜樱红，

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,CO和CO2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(340~420℃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350℃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

吨甲醇生产净化工段的低温甲醇洗工艺设计

1绪论 引言 在国内天然气供应紧张和国际油价、天然气价格连续上涨情况下，国内许多公司将目光转向用煤生产天然气的项目，煤气化生产合成气，合成气通过一氧化碳变换和净化后，通过甲烷化反应生产天然气的工艺在技术上是成熟的，煤气化、一氧化碳变换和净化是常规的煤化工技术，甲烷化是一个有相当长应用历史的反应技术，工艺流程短，技术相对简单，对于合成气通过甲烷化反应生产甲烷这一技术和催化剂在国际上有数家公司可供选择。对于解决国内能源供应紧张局面的各种非常规石油和非常规天然气技术路线进行综合比较后判断，煤气化生产合成气、合成气进一步生产甲烷（代用天然气）项目是一种技术上完全可行的项目，在目前国际和国内天然气价格下，这个项目在财务上具有很好的生存能力和盈利能力。另外，作为天然气产品，依赖国内日趋完善的国家、地区天然气管网系统进行分配销售，使得天然气产品的市场空间巨大。充分利用国内的低热值褐煤、禁采的高硫煤或地处偏远运输成本高的煤炭资源，就地建设煤制天然气项目，进行煤炭转化天然气是一个很好的煤炭利用途径。 天然气的特性和用途 天然气系古生物遗骸长期沉积地下，经慢慢转化及变质裂解而产生之气态碳氢化合物，具可燃性，多在油田开采原油时伴随而出。天然气蕴藏在地下约3000—4000米之多孔隙岩层中，主要成分为甲烷，通常占85-95%；其次为乙烷、丙烷、丁烷等，比重，比空气轻，具有无色、无味、无毒之特性，天然气公司皆遵照政府规定添加臭剂，以资用户嗅辨。在石油地质学中，通常指油田气和气田气。其组成以烃类为主，并含有非烃气体。广义的天然气是指地壳中一切天然生成的气体，包括油田气、气田气、泥火山气、煤撑器和生物生成气等。按天然气在地下存在的相态可分为游离态、溶解态、吸附态和固态水合物。只有游离态的天然气经聚集形成天然气藏，才可开发利用。 天然气是生产氨和氢气的理想原料，由其制成的合成气能被更有效、更清洁、更经济地（通过蒸汽转化）生产和净化，而用其他普通原料制成的合成气就逊色得多。对采用合成气制成的碳产品而言，如甲醇、羰基醇和费—托法制成的烃，这类产品有个小缺点：蒸汽转化法制成的合成气中氢气比例通常太低。 天然气的世界储量依然十分丰富，但在工业发达、经济发展更成熟的地区天然气资源正趋于殆尽，只是最近这种趋势更明显。前几年的冬天，美国天然气价格在需求高峰期已达到高位，而今年冬天，因北海天然气产量下降，造成欧洲天

煤制甲醇合成工艺毕业设计模板

煤制甲醇合成工艺 毕业设计

资料内容仅供参考，如有不当或者侵权，请联系本人改正或者删除。 毕业设计 题目：年产20万吨煤制甲醇生产工艺初步设计学号： 姓名： 年级：09煤化工 学院： 系别:煤化工系 专业：煤化工指导教师： 完成日期：5月14日

摘要 甲醇是一种极重要的有机化工原料, 也是一种燃料, 是碳一化学的基础产品, 在国民经济中占有十分重要的地位。近年来, 随着甲醇下属产品的开发, 特别是甲醇燃料的推广应用, 甲醇的需求大幅度上升。为了满足经济发展对甲醇的需求, 开展了此20 万t/a 的甲醇项目。设计的主要内容是进行工艺论证, 物料衡算和热量衡算等。本设计本着符合国情、技术先进和易得、经济、环保的原则, 采用煤炭为原料; 利用GSP 气化工艺造气; NHD 净化工艺净化合成气体; 低压下利用列管均温合成塔合成甲醇; 三塔精馏工艺精制甲醇; 另外严格控制三废的排放, 充分利用废热, 降低能耗, 保证人员安全与卫生。 关键词: 甲醇、合成。

目录 1总 论 ............................................................... ? (4) 1.1 甲醇性质 (4) 1.2 甲醇用途 (4) 1.3 醇生产原 料 (4) 2 甲醇的合 成 (5) 2.1 甲醇合成的基本原 理 (5) 2.1.1 甲醇合成反应步骤 (5) 2.1.2 合成甲醇的化学反 应 (5)

2.1.3 甲醇合成反应的化学平 衡 (6) 3 甲醇合成的催化 剂 (6) 3.1 工业用甲醇合成催化 剂 (7) 4 甲醇合成的工艺条 件 (9) 4.1 反应温度 (9) 4.2 压力 (10) 4.3 空速 (10) 4.4 气体组 成 (11) 5 甲醇合成的工艺流 程 (12) 5.1 甲醇合成的方法 (12) 5.2 甲醇合成塔的选

甲醇合成原理方法与工艺

甲醇合成原理方法与工艺 图1煤制甲醇流程示意图 煤气经过脱硫、变换，酸性气体脱除等工序后，原料气中的硫化物含量小于0.1mg／m3。进入合成气压缩机，经压缩后的工艺气体进入合成塔，在催化剂作用下合成粗甲醇，并利用其反应热副产3.9MPa中压蒸汽，降温减压后饱和蒸汽送入低压蒸汽管网，同时将粗甲醇送至精馏系统。 一、甲醇合成反应机理 自CO加氢合成甲醇工业化以来，有关合成反应机理一直在不断探索和研究之中。早期认为合成甲醇是通过CO在催化剂表面吸附生成中间产物而合成的，即CO是合成甲醇的原料。但20世纪70年代以后，通过同位素示踪研究，证实合成甲醇中的原子来源于CO2，所以认为CO2是合成甲醇的起始原料。为此，分别提出了CO和CO2合成甲醇的机理反应。但时至今日，有关合成机理尚无定论，有待进一步研究。 为了阐明甲醇合成反应的模式，1987年朱炳辰等对我国C301型铜基催化剂，分别对仅含有CO或CO2或同时含有CO和CO2三种原料气进行了甲醇合成动力学实验测定，三种情况下均可生成甲

醇，试验说明：在一定条件下，CO和CO2均可在铜基催化剂表面加氢生成甲醇。因此基于化学吸附的CO连续加氢而生成甲醇的反应机理被人们普遍接受。 对甲醇合成而言，无论是锌铬催化剂还是铜基催化剂，其多相(非匀相)催化过程均按下列过程进行： ①扩散——气体自气相扩散到气体一催化剂界面； ②吸附——各种气体组分在催化剂活性表面上进行化学吸附； ③表面吸附——化学吸附的气体，按照不同的动力学假说进行反应形成产物； ④解析——反应产物的脱附； ⑤扩散——反应产物自气体一催化剂界面扩散到气相中去。 甲醇合成反应的速率，是上述五个过程中的每一个过程进行速率的总和，但全过程的速率取决于最慢步骤的完成速率。研究证实，过程①与⑤进行得非常迅速，过程②与④的进行速率较快，而过程③分子在催化剂活性界面的反应速率最慢，因此，整个反应过程的速率取决于表面反应的进行速率。 提高压力、升高温度均可使甲醇合成反应速率加快，但从热力学角度分析，由于CO、C02和H2合成甲醇的反应是强放热的体积 缩小反应，提高压力、降低温度有利于化学平衡向生成甲醇的方向移动，同时也有利于抑制副反应的进行。 二、甲醇合成的主要反应 (1)甲醇合成主要反应 CH3OH CO+2H CO2CH3OH+H2O 同时CO2和H2发生逆变换反应 CO 2CO+H2O

合成气生产甲醇工艺流程

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

钢厂尾气处理

钢厂尾气处理技术介绍 开革开放30余年来，中国经济取得了巨大进步，作为中国经济发展的基础产业——炼钢行业也得到飞跃式的发展。2013年中国以亿吨的粗钢产量位居世界第一，占全球粗钢产量的%，而中国2013年不锈钢产量也达到约1800万吨，占全球总产量的%。钢铁的生产过程中会产生大量的尾气，以转炉尾气为例，每炼一吨钢可以回收含CO60％左右的转炉煤气约100Nm3左右，全国现有30吨以上的转炉100多座，年产转炉气1000亿m3。除了有转炉尾气外，炼钢过程中还会产生焦炉煤气和高炉尾气，这些尾气中含有甲烷和一氧化碳等高热值的成分外，还含有大量的二氧化碳和氢气可以作为重要的化工原料。如果这些尾气可以被高效合理利用的话，将为国家节约大量能源，创造十分可观的财富。尤其在当前世界性能源紧张的形势下，搞好综合利用，节约能源更有现实意义。 钢厂尾气主要有焦炉煤气、转炉尾气和高炉尾气。根据他们的气体组成可以有多种的综合利用方式，下面我将详细介绍这三种尾气的处理方法。 1.焦炉煤气 焦炉煤气是在煤在炼焦炉中干馏过程中产生的一种可燃性的气体，起主要成分见表1。 表1.焦炉煤气的典型组成 主要成分H2O2N2CH4CO CO2C n H m 组成%2 微量组分H2S HCN萘苯氨COS焦油H2O 组成/mg·m-3500500150300015010050饱和 焦炉煤气发电 焦炉煤气中的成分大部分都为可燃气体，可以通过燃烧进行发电，利用焦炉煤气发电是除焦炉煤气作为居民染料外最简单的利用方式，它具有建设快投资少等特点。但是，无论国外还是国内的燃气发电机组都有热能利用效率低的缺点，国内的发电机组的热能利用效率只有30%，国外的发电机组可达到40%。如此低的效率造成了巨大的能量浪费，在能源紧缺的情况，发电的利用只是一种简单粗放的利用方式。 焦炉煤气化工利用方式 焦炉煤气化工利用方式有制甲醇、合成氨和尿素。焦炉煤气制甲醇的反应原理是： CH 4+H 2 O CO+3H 2 ； CO+2H 2 CH 3 OH。焦炉煤气经净化后脱出里面的有害杂质，然后去甲烷 和氢气转化部分，将甲烷转化。合成气去经压缩后去甲醇合成塔合成甲醇，产生的粗甲醇再经甲醇精馏脱去杂质，得到精甲醇和杂醇油，甲醇油可以作为商品卖出，其整个的工艺路线图见图1：

甲醇合成工艺

第一章概述 1.1甲醇的用途及在化学工业中的地位 甲醇俗称“木精”，是重要的有机化工产品，也是重要的有机化工原料，其分子式为 CH OH,是碳化工的基础。甲醇产品除少量直接用于溶剂，抗凝剂和燃料外，绝大多数被用3 于生产甲醛，农药，纤维，医药，涂料等。 长期以来，人们一直把甲醇作为农药、染料、医药等工业的原料。随着科学技术的不 断发展与进步，突破了甲醇只作传统原料的范围，甲醇的应用领域不断地被开发出来，广 度与深度正在发生深刻变化。随着甲醛等下游产品的不断开发，甲醇在化学工业中的作用 必将越来越重要[1]。 1.2甲醇市场的状况及建厂的可行性 近几十年来，由于传统加工工业的发展和世界能源结构的变化，以甲醇为原料的新产 品的不断开发，世界对甲醇的生产和需求量都大幅增加，表1.1是世界甲醇市场状况，表 1.2是国内甲醇市场状况。 表1.1 世界甲醇生产能力及消耗量及开工率 Table 1.1 World methyl alcohol productivity and consumption, utilization of capacity 年度1987 1991 1993 1995 2000 2020 生产能力万T/年1999 2300 2470 2600 5000 20000 总消耗量万T/年1718 2010 2141 2390 开工率 % 86 87 86.7 92 表1.2 国内甲醇生产能力及消耗量 Table 1.2 Domestic methyl alcohol productivity and consumption 年度1985 1987 1990 1994 1995 2000 生产能力万T/年69 71.1 71.1 125.53 146.9 197.5 生产量万T/年44.3 49.5 64.0 100 消耗量70.7 120 121.4 200 根据预测，世界范围内的生产与需求将持续发展，主要原因是：甲醇下游产品市场的