⑴ 甲醇生產工藝的工藝流程
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,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.
下面簡述高壓法、中壓法、低壓法三種方法及區別 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.
⑵ 甲醇水的連續精餾塔課程設計
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⑶ 甲醇—水分離過程板式精餾塔的設計
精餾塔設計型計算就是在給定生產任務的情況下確定塔板數或填料層高度。本題可先由全塔物料橫算確定操作迴流比,再將再沸器看做一塊理論板,確定提餾段操作線方程,由相平衡關系求出再沸器液體組成,最後進行逐板法或圖解法計算該塔理論板數。尚需給定板效率或等板高度方能確定實際塔板數。
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⑷ 甲醇工藝簡解
國內生產情況和分析
1 國外甲醇工藝技術目前, 國外以天然氣為原料生產的甲醇佔92% ,以煤為原料生產的甲醇2. 3% , 因此國外公司的甲醇技術均集中於天然氣制甲醇。國際上廣泛採用的先進的甲醇生產工藝技術主要有:DAV Y (原I. C. I)、O PSO E、U hde、L u rgi 公司甲醇技術等, 不同甲醇技術的消耗及能耗差異不大, 其主要的差異在於所採用的主要設備甲醇合成塔的類型不同。1. 1 DAV Y 甲醇技術特點DAV Y 低壓甲醇合成技術的優勢在於其性能優良的低壓甲醇合成催化劑, 合成壓力: 5. 0~10M Pa, 大規模甲醇生產裝置的合成壓力為8~10M Pa。合成塔型式有: 第一種, 激冷式合成塔, 單塔生產能力大, 出口甲醇濃度約為4~ 6%vo l。第二種, 內換熱冷管式甲醇合成塔。最近又開發了水管式合成塔。精餾多數採用二塔, 有時也用三塔精餾,與蒸汽系統設置統一考慮。蒸汽系統: 分為高壓10.5M Pa、中壓2. 8M Pa、低壓0. 45M Pa 三級。轉化產生的廢熱與轉化爐煙氣廢熱, 用於產生10. 5M Pa、510℃高壓過熱蒸汽。高壓過熱蒸汽用於驅動合成壓縮機蒸汽透平, 抽出中壓蒸汽用作裝置內使用。1. 2 L u rgi 甲醇技術L u rgi 公司的合成有自己的特色, 即有自己的合成塔專利。其特點是合成塔為列管式, 副產蒸汽,管內是L u rgi 合成催化劑, 管間是鍋爐水, 副產3. 5~ 4. 0M Pa 的飽和中壓蒸汽。由於大規模裝置如2000M TPD 的合成塔直徑太大, 常採用兩個合成塔並聯。若規模更大, 則採用列管式合成塔後再串一個冷管式或熱管式合成塔, 同時還可採用兩個系列的合成塔並聯。L u rgi 工藝的精餾採用三塔精餾或三塔精餾後再串一個回收塔。有時也採用兩塔精餾。三塔精餾流程的預精餾塔和加壓精餾塔的再沸器熱源來自轉化氣的余熱。因此, 精餾消耗的低壓蒸汽很少。1. 3 TO PSO E 的甲醇技術特點TO PSO E 公司為合成氨、甲醇工業主要的專利技術商及催化劑製造商, 其甲醇技術特點主要表現在甲醇合成上的有:甲醇合成塔採用BWR 合成塔(列管副產蒸汽) , 或採用CMD 多床絕熱式合成塔。其流程特點為: 採用軸向絕熱床層, 塔間設換熱器, 廢熱用於預熱鍋爐給水或飽和系統循環熱水。進塔溫度為220℃。單程轉化率高、催化劑體積少、合成塔結構簡單、單系列生產能力大。合成壓力5. 0~ 10. 0M Pa, 根據裝置能力優化。日產2000 噸甲醇裝置, 合成壓力約為8M Pa。採用三塔或四塔(包括回收塔) 工藝技術。1. 4 TEC 甲醇技術特點合成工藝採用IC I 低壓甲醇技術。精餾採用L u rgi 公司的技術。合成採用IC I 低壓甲醇合成催化劑。合成塔: 採用TEC 的MRF- Z 合成塔(多層徑向合成塔) , 出口甲醇濃度可達8%vo l。合成塔阻力降小, 為0. 1M Pa。甲醇合成廢熱用於產生3. 5~ 4. 0M Pa 中壓蒸汽, 中壓蒸汽可作為工藝蒸汽, 或過熱後用於透平驅動蒸汽。1. 5 三菱重工業公司甲醇技術特點三菱甲醇技術與I. C. I 工藝相類似, 其特點是:採用結構獨特的超級甲醇合成塔。合成壓力與甲醇裝置能力有關。日產2000 噸甲醇裝置, 合成壓力約為8. 0M Pa。超級甲醇合成塔特點是: 採用雙套管, 催化劑溫度均勻, 單程轉化率高, 合成塔出口濃度最高可達14%vo l。副產3. 5~ 4. 0M Pa 中壓蒸汽的合成塔, 出口濃度可達8~ 10%vo l, 合成系統循環量比傳統技術大為減少, 所消耗補充氣最少。採用2 塔或3 塔精餾, 根據蒸汽系統設置而定。1. 6 伍德公司甲醇技術特點採用I. C. I 低壓合成工藝及催化劑, 日產2000甲醇裝置合成壓力為8. 0M Pa。合成塔: 伍德公司採用改進的氣冷激式菱形反應器、等溫合成塔、冷管式合成塔。CA SAL E 公司ARC 合成塔(多層軸徑向合成塔) , 單系列生產能力最高可達3000M TPD。合成廢熱回收方式: 預熱鍋爐給水, 設備投資低。等溫合成塔: 副產中壓蒸汽的管殼式合成塔, 中壓蒸汽壓力為3. 5~ 4. 0M Pa, 單塔生產能力最高可達1200M TPD。設備投資高。冷管式合成塔: 軸向、冷管間接換熱, 單塔生產能力最高可達2000M TPD。設備投資低。可採用2塔、3 塔精餾或4 塔精餾, 其比較如下: 2 塔精餾, 甲醇回收率為98. 5% , 噸甲醇耗1. 2 噸低壓蒸汽。3 塔精餾, 甲醇回收率為99% , 噸甲醇耗0. 47 噸低壓蒸汽。4 塔精餾, 設甲醇回收塔, 甲醇回收率為99. 5% ,噸甲醇耗0. 45 噸低壓蒸汽。1. 7 林德公司甲醇技術的特點採用I. C. I 低壓合成工藝及催化劑。採用副產蒸汽的螺旋管式等溫合成塔, 管內為鍋爐水, 中壓蒸汽壓力為3. 5~ 4. 0M Pa, 氣體阻力降低。其餘部分與IC I 低壓甲醇類似。
⑸ 甲醇精餾操作規程
由合成工序閃蒸槽來的粗甲醇在正常情況下直接進入本工序的粗甲醇預熱器預熱至65℃後進入預塔。當精餾工序短時間停車或負荷低於合成工序時,粗甲醇則進入粗甲醇貯槽,貯槽中的粗甲醇通過粗甲醇泵送至粗甲醇預熱器。E0501預塔頂出來的蒸汽溫度為73.6℃,壓力為0.0448Mpa,先經過預塔冷凝器在68℃左右將其中的大部分甲醇冷凝下來,冷凝下來的甲醇進入預塔迴流槽,未冷凝的氣體進入膨脹氣冷卻器,由循環水冷卻至40℃,這時又有甲醇冷凝下來也進入預塔迴流槽。預塔迴流槽內的液體經預塔迴流泵送回預塔作為迴流,迴流量為。從膨脹氣冷卻器出來的氣體,即不凝氣,由粗甲醇中溶解氣體及低沸點物如二甲醚等組成,送轉化工序作為燃料,流量為,壓力為0.03Mpa,溫度37℃。預塔塔底的甲醇溶液(預後甲醇)溫度約為85℃,流量為,由加壓塔進料泵送至加壓精餾塔。預蒸餾塔所需熱量是由轉化工序的轉化氣經控制通過預塔再沸器提供的。為防止粗甲醇中的有機酸腐蝕設備,在預塔的下部加入一定量的稀鹼液,使塔底甲醇溶液的PH值在8左右,鹼液在配鹼槽中配製,由鹼液泵加入。 從加壓塔進料泵來的預後甲醇進入加壓塔,塔頂出來的甲醇氣體,溫度121℃,壓力約0.574Mpa,經過冷凝器/再沸器將甲醇冷凝下來,同時也作為常壓精餾塔的再沸器給該塔供熱。冷凝下來的甲醇進加壓塔迴流槽,迴流槽中的甲醇一部分經迴流液冷卻器冷卻並由加壓塔迴流泵打入加壓塔,流量為;另一部分甲醇則經加壓塔精甲醇冷卻器冷卻到40℃後作為為產品送至精甲醇計量槽。加壓塔所需熱量由造氣工序的轉化氣經控制,通過加壓塔再沸器提供。塔底液體送至常壓精餾塔。 從常壓精餾塔塔頂出來的氣體溫度為66℃,壓力為0.008Mpa,經常壓塔冷凝器冷凝,冷凝下來的甲醇由常壓塔精甲醇冷卻器冷卻到40℃後進常壓塔迴流槽,並經常壓塔迴流泵將其中一部分迴流至,迴流量為,另一部分作為產品進精甲醇計量槽。塔底的液體則由回釜液泵送至污水處理。 本工序的含醇排凈液由封閉系統收集地下槽中,再由地下槽泵送至粗甲醇貯槽。這樣可避免設備、管道在檢修時排出的含醇放凈液對環境造成污染。 在生產過程中,常壓塔頂會出現不凝氣的積累而影響塔的操作。這可以從常壓塔頂的溫度、壓力的對應關系判斷。這部分不凝氣的排放是通過常壓塔迴流槽上的放空閥來實現的,排放氣經過常壓放空水封罐吸收甲醇後高點放空。
⑹ 煤制烯烴的核心技術
煤制烯烴包括煤氣化、合成氣凈化、甲醇合成及甲醇制烯烴四項核心技術。主要分為煤制甲醇、甲醇制烯烴這兩個過程。而其中煤制甲醇的過程佔了煤氣化、合成氣凈化、甲醇合成這三項核心技術。
煤制烯烴首先要把煤製成甲醇,煤制甲醇技術也就是煤制烯烴技術上的核心。而煤制甲醇的過程主要有4個步驟:首先將煤氣化製成合成氣;接著將合成氣變換;然後將轉換後的合成氣凈化;最後將凈化合成氣製成粗甲醇並精餾,最終產出合格的甲醇。 a)主要問題
就整個煤制烯烴行業自身所面臨的經濟性問題來講主要有:投資大,融資難度大。原材料及能耗大,水耗高。
b)問題核心
煤制甲醇作為媒制烯烴的主要環節以及技術核心,主要面對的也是這2個難題。總結下來就是:1、縮小前期投資規模。2、節能降耗。同時在整個煤制甲醇流程的所有單元中能耗最高的是甲醇精餾單元,甲醇精餾技術的革新對於縮小投資規模、降低全廠能耗有至關重要的作用,也是煤制甲醇節能降耗的技術核心。 煤制甲醇工藝成套節能降耗技術
針對縮小前期投資規模及節能降耗的問題,目前國內已有的煤氣化工業示範裝置主要有,惠生-殼牌新型混合氣化爐示範裝置。
裝置採用煤制甲醇工藝成套節能降耗技術,針對目前的甲醇雙效精餾中,常壓塔塔頂甲醇蒸汽需要用大量冷公用工程來冷卻,與此同時必須消耗大量的熱公用工程來加熱高壓塔塔釜液體,造成了冷、熱公用工程的雙重消耗。隨著甲醇裝置規模不斷擴大,即使採用雙效精餾工藝,能耗總量非常巨大的情況。
惠生採用另一種有自主知識產權的技術工藝——甲醇熱泵精餾工藝。熱泵精餾工藝不設加壓塔,而是直接壓縮精餾塔(常壓)塔頂精甲醇氣體,提高塔頂精甲醇氣體的壓力和冷凝溫度,作為精餾塔塔釜再沸器或中間再沸器的熱源,從而極大節省了塔釜熱公用工程和塔頂冷公用工程消耗。
採用甲醇熱泵精餾工藝的裝置因為不設加壓塔,直接省去了這部分的投資規模,與廢鍋流程相比投資幅度降低了40-45%。
以年產45萬噸甲醇的煤制甲醇裝置為例,與典型的甲醇雙效精餾、水冷余熱發電工藝相比,採用煤制甲醇工藝成套節能降耗技術:噸甲醇水耗降低30%,每年可以節水167萬噸,運行能耗降低17%。