化學(xué)工藝學(xué)煤制甲醇生產(chǎn)工藝設(shè)計(jì)演講PPT

1、1理學(xué)院理學(xué)院10011001班班100370102100370102 化學(xué)工藝學(xué)課程設(shè)計(jì)課題名稱： 煤制甲醇生產(chǎn)工藝設(shè)計(jì) 設(shè)計(jì)能力20萬t/a2012年12月2煤制甲醇生產(chǎn)工藝設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)能力20萬t/a本項(xiàng)目采用魯奇低壓工藝法魯奇 (Lurgi)低壓法簡介： 該法是西德魯奇公司在 1964年 1970年間研究開發(fā)的。 流程敘述: 合格原料氣進(jìn)入壓縮機(jī)，加壓至52kg/cm 2 (表壓）與循環(huán)氣離心壓縮機(jī)來的循環(huán)氣，按循環(huán)氣 z 合成氣= 5: 1的比例混合?；旌蠚膺M(jìn)入換熱器與出塔氣(約 250 ) 進(jìn)行換熱，混合氣被予熱至 220 C ，然后 進(jìn)入管束式合成塔，管內(nèi)裝有銅基催化劑。管子周圍是沸

2、水，用于保持合成塔操作溫度恒定。 甲醇合成過程放出大量反應(yīng)熱，迅速傳給管子周圍的沸水，產(chǎn)生約 40kg/cm 2的蒸汽。由于蒸汽處于飽和狀態(tài)，合成塔管殼間的溫度則保持恒定，這樣就確保觸媒層溫度恒定。 從管束式合成塔出來的反應(yīng)氣約 250 ，甲醇含量約 5.3% (體積百分?jǐn)?shù)）進(jìn)入換熱 器，被混合氣冷卻至 850 ，然后在水冷器中進(jìn)一步冷卻至40 以下進(jìn)入分離器，將氣液分離得到粗甲醇，送至甲醇蒸榴工序。 分離粗甲醇后的末反應(yīng)氣體，進(jìn)入循環(huán)氣離心壓縮機(jī)，補(bǔ)壓后返回合成塔，為了避 免惰性氣體的積累，在循環(huán)氣離心壓縮機(jī)前弛放一部分氣體，弛放氣可用作鍋爐燃料。3煤制甲醇生產(chǎn)工藝設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)能力20萬t/a本

3、工藝的優(yōu)點(diǎn)A 、低溫低壓合成z,由平衡曲線研究結(jié)果表明，當(dāng) H 2 /CO = 5 時(shí)、 壓力為 50大氣壓下，300 時(shí)出口氣體中甲醇含量僅為 260 的一半，所以魯奇低壓法的操作溫度為 230 265，操作壓力為4055大氣壓。B、合成塔內(nèi)溫度均勻、恒定，能維持觸媒較長的壽命和有效地防止付反應(yīng)產(chǎn)生。采用鍋爐給水調(diào)節(jié)塔內(nèi)溫度，使合成塔沿反應(yīng)管整個(gè)管長和戳面的溫度幾乎保持一致。通過對(duì)蒸汽壓力的控制，可簡便地控制合成塔的溫度，一般情況下不會(huì)發(fā)生觸媒的過熱 現(xiàn)象。C、裝置可順利地開、停車。開車時(shí)將飽和水蒸汽通入合成塔殼側(cè)，同時(shí)使循環(huán)氣進(jìn)行循環(huán)。D、利用合成反應(yīng)熱加熱鍋爐給水，用以發(fā)生高壓蒸汽。先用

4、于驅(qū)動(dòng)壓縮機(jī)透平，其后用作蒸錮及其它熱源。E、 因循環(huán)氣比例小，所需能量較低。F、合成塔可用普通碳鋼制造，而且換熱器及玲卻器的換熱面積也比較小，可減少設(shè)備投資。惟合成塔結(jié)構(gòu)較復(fù)雜。4煤制甲醇生產(chǎn)工藝設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)能力20萬t/a 在本工藝過程中， 為減少合成甲醇過程中的副反應(yīng)，提高甲醇產(chǎn)率，選擇適當(dāng)?shù)臏囟?、壓力和催化劑，一般溫?00400，壓力20MPa左右。合成甲醇的反應(yīng)溫度低，所需壓力低，能耗也低，但溫度低，反應(yīng)速度變慢，所以催化劑是關(guān)鍵因素。CO 含量過高對(duì)溫度控制有害，且能引起羰基鐵在催化劑上的積聚，使催化劑失掉活性，故采用 H2 過量，H2CO摩爾比為 2.23.0較好。 污水的處理過程

5、是先送入減壓閃蒸槽，閃蒸后的液體進(jìn)入沉淀池，沉淀后去濃縮，再去過濾。5煤制甲醇生產(chǎn)工藝設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)能力20萬t/a原煤水、添加劑水煤漿空氣氧氣熱、粗煤氣CO CO2 H2 H2O H2S 降溫900回收熱量 300出塵加濕170粗煤氣高壓水吸收CO2調(diào)節(jié)氫碳比粗合成氣40脫碳脫硫 吸收CO2 H2H固體氣化原料被輾磨為不大于0.5mm的顆粒高溫（14001600 ）高壓（4.0MPa）發(fā)生快速氣化反應(yīng)產(chǎn)生CO和H2為主要成分的熱粗煤氣H2過量，H2：CO摩爾比為2.23.06煤制甲醇生產(chǎn)工藝設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)能力20萬t/aH2馳放氣5.14Mpa4024040未反應(yīng)氣體返回合成塔粗甲醇經(jīng)過甲醇膨脹槽，減壓

6、至0.4Mpa，通過預(yù)塔進(jìn)料泵，經(jīng)甲醇預(yù)熱器加熱至65 冷凝器除低沸點(diǎn)雜質(zhì)提高甲醇吸收率進(jìn)一步提純經(jīng)過塔氣預(yù)熱器加熱至225粗甲醇在此被分離馳放氣中的氨氣先水洗在排放以1.3pa低壓蒸汽作為熱源，加壓塔塔頂蒸餾出甲醇?xì)怏w（0.6Mpa,122）預(yù)塔再沸器預(yù)精餾塔底部粗甲醇液經(jīng)加壓塔進(jìn)料泵進(jìn)入加壓精餾塔7煤制甲醇生產(chǎn)工藝設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)能力20萬t/a 甲醇合成塔為列管式等溫反應(yīng)器，管內(nèi)裝有甲醇合成催化劑，管外為沸騰的鍋爐水。在該反應(yīng)裝置內(nèi)，甲醇合成氣在催化劑作用下發(fā)生如下反應(yīng)： CO + 2H2 = CH3OH + Q CO2 + 3H2 = CH3OH + H2O + Q反應(yīng)放出大量的熱，通過列管管壁傳給鍋爐水，產(chǎn)生大量中壓蒸汽（3.9MPa飽和蒸汽），減壓后送至蒸汽管網(wǎng)。副產(chǎn)蒸汽確保了甲醇合成塔內(nèi)反應(yīng)趨于恒定，且反應(yīng)溫度也可通過副產(chǎn)蒸汽的壓力來調(diào)節(jié)。預(yù)塔再沸器：預(yù)塔再沸器（E8004）用0.4