甲醇合成裝置自動控制

Ⅰ 甲醇合成設備作用

甲醇合成所需設備有：
德士古造氣爐：這種造氣爐採用純氧燃燒，用以製造煤氣。
合成塔：用以合成氣體，2H2 + CO → CH3OH
合成氣壓縮機：將合成氣壓縮輸送
汽輪機：又稱蒸汽透平，用於輸出動力。
預塔，加壓塔，常壓塔：用於制備的各個功能塔，從名字可以看出用途。
甲醇中間槽：由於制備出來的甲醇壓力有點不一，在中間槽儲存是比較穩妥的。
甲醇貯槽，地下槽：如其名。

Ⅱ 甲醇的工業生產方法簡介

工業甲醇生產方法
生產甲醇的方法有多種,早期用木材或木質素干餾法制甲醇的方法,今天在工業上已經被淘汰了.氯甲烷水解法也可以生產甲醇,但因水解法價格昂貴,沒有得到工業上的應用.甲烷部分氧化法可以生產甲醇,這種制甲醇的方法工藝流程簡單,建設投資節省,但是,這種氧化過程不易控制,常因深度氧化生成碳的氧化物和水.而使原料和產品受到很大損失.因此甲烷部分氧化法制甲醇的方法仍未實現工業化.但它具有上述優點,國外在這方面的研究—直沒有中斷.應該是一個很有工業前途的製取甲醇的方法.

目前工業上幾乎都是採用一氧化碳、二氧化碳加壓催化氫化法合成甲醇.典型的流程包括原料氣製造、原料氣凈化、甲醇合成、粗甲醇精餾等工序.
天然氣、石腦油、重油、煤及其加工產品(焦炭、焦爐煤氣)、乙炔尾氣等均可作為生產甲醇合成氣的原料.天然氣與石腦油的蒸氣轉化需在結構復雜造價很高的轉化爐中進行.轉化爐設置有輻射室與對流室,在高溫,催化劑存在下進行烴類蒸氣轉化反應.重油部分氧化需在高溫氣化爐中進行.以固體燃料為原料時,可用間歇氣化或連續氣化制水煤氣.間歇氣化法以空氣、蒸汽為氣化劑,將吹風、制氣階段分開進行,連續氣化以氧氣、蒸汽為氣化劑,過程連續進行.

甲醇生產中所使用的多種催化劑,如天然氣與石腦油蒸氣轉化催化劑、甲醇合成催化劑都易受硫化物毒害而失去活性,必須將硫化物除凈.氣體脫硫方法可分為兩類,一類是干法脫硫,一類是濕法脫硫.干法脫硫設備簡單,但由於反應速率較慢,設備比較龐大.濕法脫硫可分為物理吸收法、化學吸收法與直接氧化法三類.

甲醇的合成是在高溫、高壓、催化劑存在下進行的,是典型的復合氣-固相催化反應過程.隨著甲醇合成催化劑技術的不斷發展,目前總的趨勢是由高壓向低、中壓發展.

粗甲醇中存在水分、高級醇、醚、酮等雜質,需要精製.精製過程包括精餾與化學處理.化學處理主要用鹼破壞在精餾過程中難以分離的雜質,並調節PH.精餾主要是除去易揮發組分,如二甲醚、以及難以揮發的組分,如乙醇高級醇、水等.
甲醇生產的總流程長,工藝復雜,根據不同原料與不同的凈化方法可以演變為多種生產流程.
2．簡述高壓法、中壓法、低壓法三種方法及區別

高壓工藝流程一般指的是使用鋅鉻催化劑,在300—400℃,30MPa高溫高壓下合成甲醇的過程.自從1923年第一次用這種方法合成甲醇成功後,差不多有50年的時間,世界上合成甲醇生產都沿用這種方法,僅在設計上有某些細節不同,例如甲醇合成塔內移熱的方法有冷管型連續換熱式和冷激型多段換熱式兩大類,反應氣體流動的方式有軸向和徑向或者二者兼有的混合型式,有副產蒸汽和不副產蒸汽的流程等.近幾年來,我國開發了25-27MPa壓力下在銅基催化劑上合成甲醇的技術,出口氣體中甲醇含量4％左右,反應溫度230-290℃.

ICl低壓甲醇法為英國ICl公司在1966年研究成功的甲醇生產方法.從而打破了甲醇合成的高壓法的壟斷,這是甲醇生產工藝上的一次重大變革,它採用51-1型銅基催化劑,合成壓力5MPa.ICl法所用的合成塔為熱壁多段冷激式,結構簡單,每段催化劑層上部裝有菱形冷激氣分配器,使冷激氣均勻地進入催化劑層,用以調節塔內溫度.低壓法合成塔的型式還有聯邦德國Lurgi公司的管束型副產蒸汽合成塔及美國電動研究所的三相甲醇合成系統.70年代,我國輕工部四川維尼綸廠從法國Speichim公司引進了一套以乙炔尾氣為原料日產300噸低壓甲醇裝置(英國ICI專利技術).80年代,齊魯石化公司第二化肥廠引進了聯邦德國Lurge公司的低壓甲醇合成裝置.

中壓法是在低壓法研究基礎上進一步發展起來的,由於低壓法操作壓力低,導致設備體積相當龐大,不利於甲醇生產的大型化.因此發展了壓力為10MPa左右的甲醇合成中壓法.它能更有效地降低建廠費用和甲醇生產成本.例如ICI公司研究成功了51-2型銅基催化劑,其化學組成和活性與低壓合成催化劑51-1型差不多,只是催化劑的晶體結構不相同,製造成本比51-1型高貴.由於這種催化劑在較高壓力下也能維持較長的壽命,從而使ICI公司有可能將原有的5MPa的合成壓力提高到l0MPa,所用合成塔與低壓法相同也是四段冷激式,其流程和設備與低壓法類似.
3.簡述天然氣制甲醇的生產方法:

天然氣是製造甲醇的主要原料.天然氣的主要組分是甲烷,還含有少量的其他烷烴、烯烴與氮氣.以天然氣生產甲醇原料氣有蒸汽轉化、催化部分氧化、非催化部分氧化等方法,其中蒸汽轉化法應用得最廣泛,它是在管式爐中常壓或加壓下進行的.由於反應吸熱必須從外部供熱以保持所要求的轉化溫度,一般是在管間燃燒某種燃料氣來實現,轉化用的蒸汽直接在裝置上靠煙道氣和轉化氣的熱量製取.

由於天然氣蒸汽轉化法制的合成氣中,氫過量而一氧化碳與二氧化碳量不足,工業上解決這個問題的方法一是採用添加二氧化碳的蒸汽轉化法,以達到合適的配比,二氧化碳可以外部供應,也可以由轉化爐煙道氣中回收.另一種方法是以天然氣為原料的二段轉化法,即在第一段轉化中進行天然氣的蒸汽轉化,只有約1／4的甲烷進行反應,第二段進行天然氣的部分氧化,不僅所得合成氣配比合適而且由於第二段反應溫度提高到800℃以上,殘留的甲烷量可以減少,增加了合成甲醇的有效氣體組分.
天然氣進入蒸汽轉化爐前需進行凈化處理清除有害雜質,要求凈化後氣體含硫量小於0.1mL/m3.轉化後的氣體經壓縮去合成工段合成甲醇.
4.簡述煤、焦炭制甲醇的生產方法.
煤與焦炭是製造甲醇粗原料氣的主要固體燃料.用煤和焦炭制甲醇的工藝路線包括燃料的氣化、氣體的脫硫、變換、脫碳及甲醇合成與精製.

用蒸汽與氧氣(或空氣、富氧空氣)對煤、焦炭進行熱加工稱為固體燃料氣化,氣化所得可燃性氣體通稱煤氣是製造甲醇的初始原料氣,氣化的主要設備是煤氣發生爐,按煤在爐中的運動方式,氣化方法可分為固定床(移動床)氣化法、流化床氣化法和氣流床氣化法.國內用煤與焦炭制甲醇的煤氣化——般都沿用固定床間歇氣化法,煤氣爐沿用
UCJ爐.在國外對於煤的氣化,目前已工業化的煤氣化爐有柯柏斯-托切克(Koppers-Totzek)、魯奇(Lurge)及溫克勒(Winkler)三種.還有第二、第三代煤氣化爐的爐型主要有德士古(Texaco)及謝爾-柯柏斯(Shell--Koppers)等.

用煤和焦炭製得的粗原料氣組分中氫碳比太低,故在氣體脫硫後要經過變換工序.使過量的一氧化碳變換為氫氣和二氧化碳,再經脫碳工序將過量的二氧化碳除去.
原料氣經過壓縮、甲醇合成與精餾精製後製得甲醇.
5．簡述油制甲醇的生產方法.
工業上用油來製取甲醇的油品主要有二類:一類是石腦油,另一類是重油.

原油精餾所得的220℃以下的餾分稱為輕油,又稱石腦油.以石腦油為原料生產合成氣的方法有加壓蒸汽轉化法,催化部分氧化法、加壓非催化部分氧化法、間歇催化轉化法等.目前用石腦油生產甲醇原料氣的主要方法是加壓蒸汽轉化法.石腦油的加壓蒸汽轉化需在結構復雜的轉化爐中進行.轉化爐設置有輻射室與對流室,在高溫、催化劑存在下進行烴類蒸汽轉化反應.石腦油經蒸汽轉化後,其組成恰可滿足合成甲醇之需要.既無需在轉化前後補加二氧化碳或設二段轉化,也無需經變換、脫碳調整其組成.

重油是石油煉制過程中的一種產品,根據煉制方法不同,可分為常壓重油、減壓重油、裂化重油及它們的混合物.以重油為原料製取甲醇原料氣有部分氧化法與高溫裂解法兩種途徑.裂解法需在1400℃以上的高溫下,在蓄熱爐中將重油裂解,雖然可以不用氧氣,但設備復雜,操作麻煩,生成炭黑量多.

重油部分氧化是指重質烴類和氧氣進行燃燒反應,反應放熱,使部分碳氫化合物發生熱裂解,裂解產物進一步發生氧化、重整反應,最終得到以H2、CO為主,及少量CO2、CH4的合成氣供甲醇合成使用.重油部分氧化法所生成的合成氣,由於原料重油中碳氫比高,合成氣中一氧化碳與二氧化碳含量過量,需將部分合成氣經過變換,使一氧化碳與水蒸氣作用生成氫氣與二氧化碳,然後脫除二氧化碳,以達到合成甲醇所需之組成.
合成後的粗甲醇需經過精製,除去雜質與水,得到精甲醇.
6．簡述聯醇生產方法.
與合成氨聯合生產甲醇簡稱聯醇,這是一種合成氣的凈化工藝,以替代我國不少合成氨生產用銅氨液脫除微量碳氧化物而開發的一種新工藝.

聯醇生產的工藝條件是在壓縮機五段出口與銅洗工序進口之間增加一套甲醇合成的裝置,包括甲醇合成塔、循環機、水冷器、分離器和粗甲醇貯槽等有關設備,工藝流程是壓縮機五段出口氣體先進人甲醇合成塔,大部分原先要在銅洗工序除去的一氧化碳和二氧化碳在甲醇合成塔內與氫氣反應生成甲醇,聯產甲醇後進入銅洗工序的氣體一氧化碳含量明顯降低,減輕了銅洗負荷,同時變換工序的一氧化碳指標可適量放寬,降低了變換的蒸汽消耗,而且壓縮機前幾段氣缸輸送的一氧化碳成為有效氣體,壓縮機電耗降低.

聯產甲醇後能耗降低較明顯,可使每噸氨節電50kw.h,節省蒸汽0.4t,摺合能耗為200萬kJ.聯醇工藝流程必須重視原料氣的精脫硫和精餾等工序,以保證甲醇催化劑使用壽命和甲醇產品質量.

Ⅲ 甲醇合成的溫度控制方法

1、一般甲醇的合成反應塔主要是有魯奇塔和ICI式的。 一般是列管式反應器，反應管中是催化劑，合成氣在此合成甲醇，而管外則是水浴狀態，就是氣液共存的狀態，通過產生蒸汽，用來吸收反應放出的熱量，一般是通過控制蒸汽系統的壓力來控制合成的反應溫度。需要指出的是，工業上的控制的溫度是合成塔出口的溫度，一般和蒸汽系統的壓力有非常好的一一對應關系。
2、控制方法
，如果簡單計算，你可以認為合成塔的反應管外的溫度是恆定的，有了溫度，結合管內的壓力和反應物濃度，你就可以進行動力學計算，同樣，合成塔出口的溫度和壓力有了，就能根據平衡進行熱力學計算。
3、計算方法，從動力學的角度來說，提高蒸汽壓力，進而提高反應溫度，對提高反應速度是有利的，同時也可以提高單程轉化率，但是從熱力學的角度來說，提高溫度對於反應最終達到的平衡是不利的。也就是說溫度對動力學和熱力學的影響是一個矛盾體。在實際生產中，一般新催化劑控制溫度低，後期溫度高，原因是過早高溫操作，容易使催化劑老化，降低催化劑的試用時間。溫度也不能超過290度，超過的話，催化劑中的三氧化二鋁對甲醇有脫水作用。
4、溫度對動力學和熱力學的定性分析。但是如果你要是在設計或者實驗室模擬甲醇合成反應，在動力學和熱力學計算方面，就得考慮合成塔內的實際溫度梯度分布了。

Ⅳ 生產甲醇的化工廠都用到什麼電氣設備

目前工業上幾乎都是採用一氧化碳、二氧化碳加壓催化氫化法合成甲醇.典型的流程包括原料氣製造、原料氣凈化、甲醇合成、粗甲醇精餾等工序.
天然氣、石腦油、重油、煤及其加工產品(焦炭、焦爐煤氣)、乙炔尾氣等均可作為生產甲醇合成氣的原料.天然氣與石腦油的蒸氣轉化需在結構復雜造價很高的轉化爐中進行.轉化爐設置有輻射室與對流室,在高溫,催化劑存在下進行烴類蒸氣轉化反應.重油部分氧化需在高溫氣化爐中進行.以固體燃料為原料時,可用間歇氣化或連續氣化制水煤氣.間歇氣化法以空氣、蒸汽為氣化劑,將吹風、制氣階段分開進行,連續氣化以氧氣、蒸汽為氣化劑,過程連續進行.

甲醇生產中所使用的多種催化劑,如天然氣與石腦油蒸氣轉化催化劑、甲醇合成催化劑都易受硫化物毒害而失去活性,必須將硫化物除凈.氣體脫硫方法可分為兩類,一類是干法脫硫,一類是濕法脫硫.干法脫硫設備簡單,但由於反應速率較慢,設備比較龐大.濕法脫硫可分為物理吸收法、化學吸收法與直接氧化法三類.

Ⅳ 甲醇合成反應的化學方程式

甲醇的生產，主要是合成法，尚有少量從木材幹餾作為副產回收。合成的化學反應式為：
2H₂ + CO → CH₃OH
合成甲醇可以固體（如煤、焦炭）液體（如原油、重油、輕油）或氣體（如天然氣及其他可燃性氣體）為原料，經造氣凈化（脫硫）變換，除去二氧化碳，配製成一定的合成氣（一氧化碳和氫）。在不同的催化劑存在下，選用不同的工藝條件。單產甲醇（分高壓法低壓和中壓法），或與合成氨聯產甲醇（聯醇法）。將合成後的粗甲醇，經預精餾脫除甲醚，精餾而得成品甲醇。高壓法為BASF最先實現工業合成的方法，但因其能耗大，加工復雜，材質要求苛刻，產品中副產物多，今後將由ICI低壓和中壓法及Lurgi低壓和中壓法取代。

Ⅵ 合成甲醇的原理

甲醇合成之反應式如下：
主反應
提高壓力降低溫度有利於主反應的進行而產生甲醇，早期的合成法為了防止設備之腐蝕，於反應之前先將二氧化碳移除，後來發現二氧化碳也可以作為原料，因而不需將二氧化碳先行去除。
合成甲醇之關鍵在於壓力，過去均採用高壓法，壓力在300大氣壓以上，1966年開發出低壓法，壓力約50大氣壓；之後又有中壓法被開發出來，其壓力約200大氣壓。
壓力(atm) 溫度(℃) 觸媒
高壓法 300~600 320~380 鉻鋅觸媒
中壓法 105~300 225~270 含銅鋅鉻鋁觸媒
低壓法 40~60 200~300 含銅鋅觸媒
高壓法轉化率較高，但是為了達到高壓需要用往復壓縮機消耗較多的能量，低壓法可以使用離心式壓縮機，消耗能量較少，經濟規模較小，且可以使用含氫氣量較高的合成氣，中壓法也可以使用離心式壓縮機，不需像低壓法還要另加二氧化碳且改良低壓法設備龐大之缺點。
合成塔為直立型管殼式，管中填充觸媒，管外以沸水冷卻；也可以是填充塔式，如此可以於塔測多處通入冷原料以控制反應溫度。壓縮後的原料氣和循環之未反應氣體混合，經與反應生成氣體進行熱交換後，進入合成塔通過觸媒床進行反應，反應生成氣體經過熱交換冷卻後，甲醇冷凝，經分離器分離出甲醇，氣體再循環與原料氣混合。
如此冷凝合成出之粗甲醇中含有雜質，通常低壓法合成所得到的甲醇雜質含量及種類比高壓法所得的少，粗甲醇中的雜質除了水分以外可以分為三大類，即低沸點化合物，乙醇，高沸點化合物。粗甲醇進一步之精緻步驟及操作與設計因合成法及成品規格而不同。若成品純度要求較低時，可以採用單塔蒸餾方式。當純度要求較高時，可採用雙塔式蒸餾。當成品純度要求更高時，採用三塔式蒸餾較適用。於雙塔式蒸餾法中，二甲迷等低沸物雜質由第一塔塔頂排出，高級醇類高沸物由第二塔塔底排出，塔頂則得到高純度甲醇。

Ⅶ 請問甲醇合成塔工作原理圖

甲醇的合成分為高中低壓合成，合成塔內裝有觸媒，加速氫氣和一氧化碳的反應生成甲醇。一般是加壓加熱條件下反應。生成氣態甲醇再降溫冷凝成液態甲醇。