煤制甲醇工藝與設(shè)備概述

1、煤制甲醇工藝 煤煤 制制 甲甲 醇醇20112011年年1010月月工藝與設(shè)備工藝與設(shè)備煤制甲醇工藝內(nèi)內(nèi) 容容 概述概述 型煤生產(chǎn)工藝與設(shè)備型煤生產(chǎn)工藝與設(shè)備 造氣生產(chǎn)工藝與設(shè)備造氣生產(chǎn)工藝與設(shè)備 原料氣凈化工藝與設(shè)備原料氣凈化工藝與設(shè)備 甲醇合成工藝與設(shè)備甲醇合成工藝與設(shè)備 甲醇精餾甲醇精餾煤制甲醇工藝第一章第一章 化工生產(chǎn)的特點(diǎn)化工生產(chǎn)的特點(diǎn) 化工原料、中間體、產(chǎn)品多是易燃、易爆、有毒和化工原料、中間體、產(chǎn)品多是易燃、易爆、有毒和 腐蝕性的物質(zhì)；腐蝕性的物質(zhì)；概述概述 生產(chǎn)工藝因素多，要求工藝條件苛刻；生產(chǎn)工藝因素多，要求工藝條件苛刻； 生產(chǎn)規(guī)模逐漸大型化，自動(dòng)化程度越來越高，連續(xù)生產(chǎn)規(guī)模

2、逐漸大型化，自動(dòng)化程度越來越高，連續(xù) 性強(qiáng)；性強(qiáng)； 對(duì)化工操作人員的技術(shù)水平要求較高對(duì)化工操作人員的技術(shù)水平要求較高 。煤制甲醇工藝概述第二章第二章 甲醇的性質(zhì)與用途甲醇的性質(zhì)與用途 性質(zhì)性質(zhì) 甲醇是無色有酒精氣味的液體，易揮發(fā)，易流動(dòng)。燃燒時(shí)無煙有藍(lán)色火焰。甲醇系結(jié)構(gòu)最為簡單的飽和一元醇，化學(xué)式CH3OH。能與多種化合物形成共沸混合物。能與水、乙醇、乙醚、苯、酮類和其他有機(jī)溶劑混溶。溶解性能優(yōu)于乙醇，能溶解多種無機(jī)鹽類，如碘化鈉、氯化鈣、硝酸銨、硫酸銅、硝酸銀、氯化銨和氯化鈉等。相對(duì)密度(d20)0.7915。熔點(diǎn)-97.8。沸點(diǎn)64.7。易燃，蒸氣能與空氣形成爆炸性混合物，爆炸極限6.0%

3、36.5%(體積)。有毒，一般誤飲15ml可致眼睛失明，一般致死量為100200ml。又稱“木醇”或“木精”。通常由一氧化碳與氫氣反應(yīng)制得。 煤制甲醇工藝概述 用途用途 甲醇是一種重要的有機(jī)化工原料，應(yīng)用廣泛，可以用來生產(chǎn)甲醛、二甲醚、醋酸、甲基叔丁基醚（MTBE）、二甲基甲酰胺（DMF）、甲胺、氯甲烷、對(duì)苯二甲酸二甲脂、甲基丙烯酸甲脂、合成橡膠等一系列有機(jī)化工產(chǎn)品；甲醇不但是重要的化工原料，而且是優(yōu)良的能源和車用燃料，可以加入汽油摻燒或代替汽油作為動(dòng)力燃料；近年來甲醇制烯烴技術(shù)正日益受到重視；甲醇也是生產(chǎn)敵百蟲、甲基對(duì)硫磷、多菌靈等農(nóng)藥的原料；甲醇經(jīng)生物發(fā)酵可生產(chǎn)甲醇蛋白，用作飼料添加劑。此

4、外，近年來，C1化學(xué)的發(fā)展，由甲醇出發(fā)合成乙二醇、乙醛、乙醇等工藝路線（現(xiàn)多由乙烯出發(fā)制得）正日益受到關(guān)注。 煤制甲醇工藝概述第三章第三章 主要流程概貌主要流程概貌煤場型煤造氣氣柜脫硫壓縮機(jī)變換變脫脫碳精脫合成罐區(qū)精餾外銷煤制甲醇工藝型煤生產(chǎn)工藝與設(shè)備型煤生產(chǎn)工藝與設(shè)備煤制甲醇工藝第一章 工藝流程型煤生產(chǎn)工藝與設(shè)備1、粉碎工藝流程簡述 2、制液工藝流程簡述 原料煤經(jīng)振動(dòng)篩篩分后，25mm以上粒度的塊煤供造氣摻用，25mm以下的煤籽或粉煤，經(jīng)籠式粉碎機(jī)粉碎后，由輸送皮帶送到配料崗位。 將清水經(jīng)計(jì)量后加入反應(yīng)釜內(nèi)，按指標(biāo)加入片堿攪拌，再通入蒸汽加溫，待溫度升到90以上后，按100/min速度緩慢加

5、入褐煤并充分?jǐn)嚢瑁谥埔旱倪^程中控制間隔反應(yīng)速度，制液結(jié)束后保證罐內(nèi)溫度90，再緩慢反應(yīng)45分鐘后待用；并將配制合格的腐植酸鈉溶液，按照控制水份在11%-15%的比例，均勻加入粉碎崗位送來的粉煤中，通過臥式攪拌器攪拌均勻，然后輸送到漚化庫內(nèi)漚化，時(shí)間保證在48個(gè)小時(shí)左右。煤制甲醇工藝3、制棒工藝流程簡述型煤生產(chǎn)工藝與設(shè)備4、烘干崗位工藝流程簡述 從煤棒機(jī)出口輸入到烘干塔的濕煤棒，經(jīng)分煤器、布料器將煤棒均勻分布在塔體內(nèi)，煤棒在塔體內(nèi)被熱風(fēng)烘干，煤棒在塔體內(nèi)停留34小時(shí)（可調(diào)控）。烘干后的煤棒含水率37%。烘干后的煤棒由激振電機(jī)間歇式振動(dòng)出料，由出料皮帶運(yùn)輸機(jī)輸送至后工序，煤棒中產(chǎn)生的粉煤經(jīng)篩出返

6、回煤庫。 熱風(fēng)由熱風(fēng)爐提供，經(jīng)引風(fēng)機(jī)送到烘干塔塔體風(fēng)道，分別進(jìn)入X組風(fēng)室，風(fēng)室上開有均勻布?xì)庑】?，熱風(fēng)從氣孔進(jìn)入煤棒區(qū)，與濕煤棒逆流接觸，從而將煤棒烘干。 漚化合格的原料煤經(jīng)出漚化庫皮帶到達(dá)棒機(jī)，再經(jīng)煤棒機(jī)擠壓成型后，由進(jìn)烘干塔皮帶送入烘干塔內(nèi)進(jìn)行烘干。棒機(jī)使用不完的漚化煤經(jīng)一條回收皮帶返回漚化庫循環(huán)使用。煤制甲醇工藝第二章 工藝原理型煤生產(chǎn)工藝與設(shè)備1 1、粉碎機(jī)工作原理、粉碎機(jī)工作原理 經(jīng)過篩分的籽煤、粉煤除鐵后進(jìn)入粉碎機(jī)鼠籠內(nèi)，依靠兩個(gè)互為反方向高速旋轉(zhuǎn)的鼠籠，使其不斷受到切削、碰撞、打擊，將其粒度粉碎至3mm以下后排出來,供后工序使用。 2 2、制液工作原理、制液工作原理 褐煤中的腐植

7、酸經(jīng)和片堿加溫反應(yīng)，生成具有粘性作用的腐植酸鈉溶液，再以一定比例的腐植酸鈉溶液與粉碎崗位送來的粉煤一起加入攪拌器，經(jīng)攪拌均勻后送漚化庫進(jìn)行漚化。煤制甲醇工藝3 3、制棒工作原理、制棒工作原理 型煤生產(chǎn)工藝與設(shè)備 轉(zhuǎn)動(dòng)的葉輪從加料口夾入進(jìn)過漚化的煤，并將漚化的煤向前推進(jìn)。在前進(jìn)過程中，漚化煤一方面逐漸被壓縮，顆粒緊密靠攏，另一方面又產(chǎn)生相當(dāng)大的攪動(dòng)和混合。此時(shí)，顆粒與顆粒之間，顆粒與葉片和筒體之間會(huì)產(chǎn)生強(qiáng)烈的摩擦和剪切。在摩擦和剪切產(chǎn)生的熱量作用下，原煤的溫度上升，水份分布的更加均勻，原煤的可塑性也大為增加，再通過模具錐形體的節(jié)制作用，顆粒就被壓縮得更加緊密，壓入模具前端的平直部分，出料而成型,

8、生產(chǎn)合格煤棒，經(jīng)放置冷卻、干燥供造氣制氣使用。煤制甲醇工藝4 4、烘干工作原理、烘干工作原理A、濕煤棒由皮帶運(yùn)輸機(jī)從煤棒機(jī)出口輸入到烘干塔上部，經(jīng)分煤器、布料器將煤棒均勻分布在塔體內(nèi)，煤棒在塔體內(nèi)被熱風(fēng)烘干，煤棒在塔體內(nèi)停留34小時(shí)（可調(diào)控）。烘干后的煤棒含水率37%。型煤生產(chǎn)工藝與設(shè)備B、烘干后的煤棒由激振電機(jī)間歇式振動(dòng)出料，由出料皮帶運(yùn)輸機(jī)輸送至后工序，煤棒中產(chǎn)生的粉煤由固定式條形篩篩出返回煤庫。 C、熱風(fēng)由熱風(fēng)爐提供，經(jīng)引風(fēng)機(jī)送到烘干塔塔體風(fēng)道，分別進(jìn)入X組風(fēng)室，風(fēng)室上開有均勻布?xì)庑】?，熱風(fēng)從氣孔進(jìn)入煤棒區(qū)，與濕煤棒逆流接觸，從而將煤棒烘干。 D、被煤棒冷卻后的熱風(fēng)在塔頂由軸流風(fēng)機(jī)排入除

9、塵器除塵后放空。煤制甲醇工藝第三章 影響因素型煤生產(chǎn)工藝與設(shè)備1 1、溫度對(duì)生產(chǎn)的影響、溫度對(duì)生產(chǎn)的影響 1.1 1.1 在制液時(shí)如果蒸汽溫度過低，會(huì)影響反應(yīng)速度，對(duì)提取腐植酸鈉不利，如果罐內(nèi)液體加溫過高過猛，易造成制液罐漫液，嚴(yán)重時(shí)容易燙傷平臺(tái)下放液操作工。1.2 1.2 烘干塔溫度如果不達(dá)標(biāo)，可能會(huì)造成煤棒出塔后水分不達(dá)標(biāo)，造成強(qiáng)度降低，烘干塔進(jìn)口溫度控制在90170之間，最大限度要求：170。料倉頂部溫度50-60。煤制甲醇工藝2 2、壓力對(duì)生產(chǎn)的影響、壓力對(duì)生產(chǎn)的影響型煤生產(chǎn)工藝與設(shè)備蒸汽壓力的高低直接影響蒸汽溫度的高低，造成溫度提升慢制液時(shí)間延長，腐植酸鈉反應(yīng)不完全。煤制甲醇工藝3

10、3、其他條件對(duì)生產(chǎn)的影響、其他條件對(duì)生產(chǎn)的影響型煤生產(chǎn)工藝與設(shè)備3.1 原煤水分對(duì)生產(chǎn)的影響：原煤水分過高，易造成粉碎機(jī)積煤，致使粉碎機(jī)堵死，影響配煤量；3.2 漚化庫煤水分高低對(duì)生產(chǎn)的影響：漚化庫煤水分過高，易造成棒機(jī)在推進(jìn)料時(shí)返料大，出棒能力下降。水分過低時(shí)，易造成棒機(jī)電流過高，嚴(yán)重時(shí)造成死機(jī)，產(chǎn)量下降3.3 設(shè)備對(duì)生產(chǎn)的影響：粉碎機(jī)磨棒磨損嚴(yán)重時(shí)易造成粉碎粒度大，堵塞棒機(jī)出棒管，從而影響制棒產(chǎn)量。棒機(jī)葉輪、走料筒磨損嚴(yán)重時(shí)，易造成棒機(jī)處理率下降。煤制甲醇工藝第四章 操作要點(diǎn)型煤生產(chǎn)工藝與設(shè)備一一 工藝操作要點(diǎn)工藝操作要點(diǎn)1、配煤崗位操作的操作要點(diǎn)2、粉碎崗位操作的操作要點(diǎn)3、制放液崗位操

11、作的操作要點(diǎn)4、制棒崗位操作要點(diǎn)5、烘干塔操作和要點(diǎn)6、熱風(fēng)爐操作要點(diǎn)煤制甲醇工藝二、設(shè)備操作要點(diǎn)二、設(shè)備操作要點(diǎn)型煤生產(chǎn)工藝與設(shè)備1、電動(dòng)葫蘆操作要點(diǎn)2、粉碎機(jī)操作的操作要點(diǎn)3、行車操作的操作要點(diǎn)4、振動(dòng)篩操作的操作要點(diǎn)5、棒機(jī)操作要點(diǎn)6、單雙攪操作要點(diǎn)7、引風(fēng)機(jī)操作要點(diǎn)8、皮帶操作要點(diǎn)煤制甲醇工藝3 3、電儀操作要點(diǎn)、電儀操作要點(diǎn)型煤生產(chǎn)工藝與設(shè)備4 4、安全操作要點(diǎn)、安全操作要點(diǎn)煤制甲醇工藝第五章 案例分析型煤生產(chǎn)工藝與設(shè)備一、工藝事故一、工藝事故 事故名稱事故名稱：煤棒質(zhì)量差事故經(jīng)過事故經(jīng)過：2007年10月9日至10月13日期間，某廠煤棒質(zhì)量不穩(wěn)定，漚化煤標(biāo)準(zhǔn)不統(tǒng)一，致使造氣消耗高，

12、燒煤多，給生產(chǎn)帶來不良影響。事故原因事故原因：1、生產(chǎn)主管對(duì)生產(chǎn)監(jiān)管不力，對(duì)細(xì)節(jié)控制不到位，對(duì)出現(xiàn)的問題沒有引起高度重視；2、各值班長忙于應(yīng)付加量后的生產(chǎn)，對(duì)漚化煤質(zhì)量控制不嚴(yán)，沒有系統(tǒng)的思考問題；3、制液班長對(duì)制液生產(chǎn)各控制環(huán)節(jié)管理不嚴(yán)，對(duì)發(fā)現(xiàn)的問題視而不見，缺乏責(zé)任心。預(yù)防措施：預(yù)防措施：1、提高班長執(zhí)行力；2、統(tǒng)一漚化煤質(zhì)量。煤制甲醇工藝二、 設(shè)備事故設(shè)備事故型煤生產(chǎn)工藝與設(shè)備事故名稱事故名稱： 棒機(jī)減速器損壞事故經(jīng)過事故經(jīng)過：2009年9月17日制棒中四班11:20分左右，維修工肖某在檢修6棒機(jī)時(shí)發(fā)現(xiàn)5棒機(jī)減速器聲音異常，于是迅速通知當(dāng)班操作工趙某停機(jī)，經(jīng)檢查減速器端蓋已被頂壞。事故原

13、因事故原因：1、機(jī)頭工在裝配葉輪時(shí)軸向間隙過小,使棒機(jī)軸承長期承受巨大的向后沖擊負(fù)荷.致使軸承間隙變大,軸承位磨損,最終導(dǎo)致減速器端蓋被頂壞；2、班長張某、操作工趙某及機(jī)頭工對(duì)設(shè)備已存在的隱患沒有及時(shí)的發(fā)現(xiàn)并聯(lián)系維修工處理；3、包機(jī)維修工黃某平時(shí)對(duì)設(shè)備巡檢不力,重視不夠。預(yù)防措施預(yù)防措施：分析設(shè)備異常響動(dòng)應(yīng)及時(shí)停車匯報(bào)處理。煤制甲醇工藝三、安全環(huán)保事故三、安全環(huán)保事故型煤生產(chǎn)工藝與設(shè)備事故名稱：事故名稱：燙傷事故經(jīng)過事故經(jīng)過事故經(jīng)過: :2008年7月16時(shí)08分，某廠制液操作工錢某接班后，發(fā)現(xiàn)1#制液罐液稠電機(jī)電流高，于是就戴著防護(hù)眼鏡，停下立攪、關(guān)閉蒸汽，拿著尺量罐內(nèi)液體高度，準(zhǔn)備將液改稀

14、，當(dāng)正準(zhǔn)備測量時(shí)被罐內(nèi)濺出的堿液，將鼻部及眉上部、臉部燙傷，幸未傷及眼睛，經(jīng)查為蒸汽內(nèi)漏所致。后送往醫(yī)院治療。 事故原因事故原因: :1、蒸汽閥門沒有關(guān)死，內(nèi)漏蒸汽致使堿液濺出將錢某燙傷。2、當(dāng)事人安全意識(shí)不強(qiáng)，當(dāng)事人自我防護(hù)意識(shí)差，蒸汽閥門未關(guān)死沒有及時(shí)察覺。3、沒有按要求佩帶防護(hù)面罩。應(yīng)吸取的教訓(xùn)應(yīng)吸取的教訓(xùn): :1、制液工在作業(yè)時(shí)必須嚴(yán)格按要求佩帶防護(hù)面罩；2、開關(guān)蒸汽等相關(guān)閥門，必須經(jīng)確認(rèn)無泄漏后方可進(jìn)行其它作業(yè)。防范措施防范措施: :1、加強(qiáng)安全知識(shí)、技能的培訓(xùn)，嚴(yán)格執(zhí)行操作規(guī)程；2、按規(guī)定戴好勞保防護(hù)用品煤制甲醇工藝造氣工藝與設(shè)備造氣工藝與設(shè)備煤制甲醇工藝第一章 水煤氣制氣的工藝原

15、理造氣工藝與設(shè)備一、原料氣的分類4、半水煤氣：是混合煤氣中組成符合（H2+CO）/N2 =3.13.2的一個(gè)特例。可用蒸汽與適量的空氣，或蒸汽與適量的富氧空氣為氣化劑制得。 1、空氣煤氣：以空氣為氣化劑制取的煤氣，又稱吹風(fēng)氣。 2、水煤氣：以水蒸氣（或水蒸氣與氧的混合氣）為氣化劑制取的煤氣。3、混合煤氣：以空氣和適量的水蒸氣為氣化劑制取的煤氣，一般作燃料用。煤制甲醇工藝二、制取原料氣的方法造氣工藝與設(shè)備1、固定層間歇?dú)饣ǎ?2、固定層連續(xù)氣化法； 3、氣流層氣化法； 4、水煤漿加壓氣化法。 煤制甲醇工藝三、煤的成分、性質(zhì)和對(duì)制氣的影響 造氣工藝與設(shè)備1、水分：煤中的水分分為三類； A、游離水

16、； B、吸附水； C、化合水。 水分的影響： A、水分高使煤中有效成分相對(duì)降低，增加運(yùn)輸費(fèi)用； B、由于水分蒸發(fā)帶走熱量，使消耗定額增加； C、水分高引起爐溫下降，蒸汽分解率低，影響氣體質(zhì)量； 煤制甲醇工藝2、灰分造氣工藝與設(shè)備灰分是煤燃燒后的殘留礦物質(zhì)，其組成有二氧化硅、三氧化二鋁、三氧化二鐵、氧化鈣和氧化鎂等。 對(duì)制氣的影響：A、灰分高增加運(yùn)輸費(fèi)用；B、灰分增加，相對(duì)降低煤中的固定碳含量，排灰增加，帶走部分未燃燒的炭和顯然，使消耗定額增加；C、灰分含量高，增加機(jī)械排灰強(qiáng)度，使其磨損加??；D、灰分在燃燒和氣化過程中，妨礙氣化劑和炭的接觸，不利于氣化；煤制甲醇工藝3、揮發(fā)分造氣工藝與設(shè)備揮發(fā)分

17、是指隔絕空氣狀態(tài)下急劇加熱，從煤中排出的多種有機(jī)物質(zhì)和一切無機(jī)物質(zhì)分解產(chǎn)物以及水分，其中大部分物質(zhì)是水、二氧化碳、一氧化碳、甲烷和其它的碳?xì)浠衔铩]發(fā)分的影響：A、揮發(fā)分高，制得煤氣中甲烷含量高，不能用來合成甲醇，增加消耗；B、揮發(fā)分中的焦油易于堵管和使閥門關(guān)不嚴(yán)；煤制甲醇工藝4、固定碳對(duì)生產(chǎn)的影響 造氣工藝與設(shè)備 指煤中除去水分、揮發(fā)分、灰分、和硫分以外，其余可燃的物質(zhì)碳。它是煤中的有效成分，為了比較煤的質(zhì)量，便于計(jì)算煤的消耗，國家規(guī)定低位發(fā)熱值為29270KJ/Kg的燃料為標(biāo)準(zhǔn)煤，其固定碳含量約為84%。固定碳含量越高，發(fā)氣量越好，對(duì)生產(chǎn)越有利。煤制甲醇工藝5、灰熔點(diǎn)對(duì)生產(chǎn)的影響造氣工藝

18、與設(shè)備 5.1由于灰渣的構(gòu)成不均勻，因而不可能有固定的灰熔點(diǎn)，只有熔化范圍。通常灰熔點(diǎn)用三種溫度表示，即t1為變形溫度；t2為軟化溫度；t3為熔融溫度，生產(chǎn)中一般灰熔點(diǎn)指t2，它是指爐溫控制高低的重要指標(biāo)。 5.2煤的灰熔點(diǎn)高低，是影響煤氣發(fā)生爐內(nèi)氣化溫度的主要因素之一?；胰埸c(diǎn)低的燃料，氣化層溫度不能控制太高，這就限制了氣化溫度的提高，致使蒸汽分解率低，發(fā)氣量和氣體質(zhì)量不高。當(dāng)燃料層局部溫度達(dá)到或超過灰熔點(diǎn)時(shí)，則會(huì)造成爐內(nèi)結(jié)疤、結(jié)塊等現(xiàn)象，致使?fàn)t內(nèi)某一截面阻力不均，嚴(yán)重時(shí)會(huì)造成造氣爐不能正常生產(chǎn)。因此，煤的灰熔點(diǎn)越高對(duì)氣化過程越有利。煤制甲醇工藝6、機(jī)械強(qiáng)度對(duì)生產(chǎn)的影響 造氣工藝與設(shè)備 固體原

19、料的機(jī)械強(qiáng)度指原料抗破碎能力。機(jī)械強(qiáng)度差的燃料，在運(yùn)輸、裝卸和入爐后易破碎成小粒和煤屑，造成床層阻力增加，工藝不穩(wěn)定，發(fā)氣量下降，而且因煤氣夾帶固體顆粒增多，加重管道和設(shè)備磨損，降低了設(shè)備的使用壽命，也影響廢熱的正常回收，因此應(yīng)選用機(jī)械強(qiáng)度高的固體燃料。煤制甲醇工藝7、熱穩(wěn)定性對(duì)生產(chǎn)的影響造氣工藝與設(shè)備 固體原料熱穩(wěn)定性是指燃料在高溫作用下，是否容易破碎的性質(zhì)。熱穩(wěn)定性差的原料，加熱易破碎，增加床層阻力，難氣化，碳損大，設(shè)備磨損也大，最好選熱穩(wěn)定性較好的原料。煤制甲醇工藝8、化學(xué)活性對(duì)生產(chǎn)的影響造氣工藝與設(shè)備 固體原料的化學(xué)活性是指其與氣化劑如氧、水蒸汽、二氧化碳反應(yīng)的能力。化學(xué)活性高的原料，

20、有利于氣化能力和氣體質(zhì)量的提高。煤制甲醇工藝 將原料煤（塊煤、煤球或煤棒）加入煤氣爐后，按吹風(fēng)、制氣程序循環(huán)操作。在吹風(fēng)時(shí)空氣入爐內(nèi)，燃料層溫度在700以上，發(fā)生放熱的化學(xué)反應(yīng)，以提高燃料層溫度，積蓄熱量。在制氣時(shí)通入蒸汽，蒸汽與燃料層中高溫的碳反應(yīng)，發(fā)生吸熱反應(yīng)生成水煤氣。所以制氣的過程主要由兩部分反應(yīng)來進(jìn)行：造氣工藝與設(shè)備四、水煤氣制氣原理煤制甲醇工藝造氣工藝與設(shè)備1、以空氣為氣化劑的化學(xué)平衡，碳與氧的的反應(yīng)（吹風(fēng)階段的化學(xué)反應(yīng)）。 C+O2=CO2+Q 2C+O2=2CO+Q2CO+O2=2CO2+Q CO2+C2CO-Q 空氣中的氧與燃料中的碳在高溫條件下發(fā)生燃燒反應(yīng)，生成二氧化碳或一

21、氧化碳并放出熱量。生成的二氧化碳又與灼熱的碳發(fā)生二次反應(yīng)被還原成一氧化碳。主要化學(xué)反應(yīng)如下：煤制甲醇工藝2、以蒸汽為氣化劑的化學(xué)平衡，碳與蒸汽的反應(yīng)（制氣階段的化學(xué)反應(yīng)）。造氣工藝與設(shè)備C+H2OCO+H2-Q C+2H2OCO2+2H2-QCO2+C2CO-Q CO+H2OCO2+H2+QC+2H2CH4+Q 主要是灼熱的碳將氫從其氧化物（水蒸汽）中還原出來，通常稱為蒸汽分解。碳與蒸汽的反應(yīng)主要是吸熱反應(yīng)?；瘜W(xué)反應(yīng)式如下： 碳與蒸汽的反應(yīng)中，溫度愈高，愈有利于蒸汽和二氧化碳的還原反應(yīng)，愈不利于生成甲烷等有害氣體，而且可以獲得較高的蒸汽分解率，煤氣的質(zhì)量和產(chǎn)量均會(huì)提高。煤制甲醇工藝五、水煤氣的

22、成分造氣工藝與設(shè)備一氧化碳、二氧化碳、氫氣、甲烷、氮?dú)狻?氧氣。 煤制甲醇工藝第二章第二章 制水煤氣的工藝流程制水煤氣的工藝流程造氣工藝與設(shè)備一、一、氣體流程 向造氣爐內(nèi)交替通入空氣和蒸汽，與爐內(nèi)灼熱的炭進(jìn)行氣化反應(yīng)。吹風(fēng)階段生成的吹風(fēng)氣根據(jù)要求送三氣崗位回收熱量或直接由煙囪放空，從造氣爐出來的水煤氣經(jīng)余熱回收器、洗氣塔冷卻和除塵后，在氣柜中混合，然后去脫硫工段。 上述制氣過程在微機(jī)集成油壓系統(tǒng)控制下，往復(fù)循環(huán)進(jìn)行，每一個(gè)循環(huán)一般分六個(gè)階段，其流程如下：煤制甲醇工藝造氣工藝與設(shè)備1、吹風(fēng)階段： 空氣由鼓風(fēng)機(jī)來吹風(fēng)閥自爐底入爐吹風(fēng)氣總閥吹風(fēng)氣旋風(fēng)除塵器三氣閥（或煙道閥）三氣崗位（或煙囪放空）2、

23、蒸汽吹盡階段： 蒸汽由蒸汽緩沖罐來蒸汽總閥上吹蒸汽閥自爐底入爐吹風(fēng)氣總閥吹風(fēng)氣旋風(fēng)除塵器三氣閥（或煙道閥）三氣崗位（或煙囪放空）3、上吹制氣階段： 蒸汽由緩沖罐來蒸汽總閥上吹蒸汽閥自爐底入造氣爐上行煤氣閥煤氣總閥干濕水封入四臺(tái)爐煤氣總管一、二級(jí)旋風(fēng)除塵器余熱回收器洗氣塔煤氣總管總洗氣塔氣柜煤制甲醇工藝造氣工藝與設(shè)備4、下吹制氣階段： 蒸汽由緩沖罐來蒸汽總閥下吹蒸汽閥自爐上部入造氣爐下行煤氣閥煤氣總閥干濕水封入四臺(tái)爐煤氣總管一、二級(jí)旋風(fēng)除塵器余熱回收器洗氣塔煤氣總管總洗氣塔氣柜5、二次上吹制氣階段： 蒸汽由緩沖罐來蒸汽總閥上吹蒸汽閥自爐底入造氣爐上行煤氣閥煤氣總閥干濕水封入四臺(tái)爐煤氣總管一、二級(jí)

24、旋風(fēng)除塵器余熱回收器洗氣塔煤氣總管總洗氣塔氣柜6、空氣吹凈階段： 空氣由鼓風(fēng)機(jī)來吹風(fēng)閥自爐底入爐上行煤氣閥煤氣總閥干濕水封入四臺(tái)爐煤氣總管一、二級(jí)旋風(fēng)除塵器余熱回收器洗氣塔煤氣總管總洗氣塔氣柜 煤制甲醇工藝造氣工藝與設(shè)備二、油壓系統(tǒng)工藝流程 經(jīng)過濾油機(jī)嚴(yán)格過濾后的液壓油，經(jīng)油箱加油口過濾網(wǎng)進(jìn)入油箱。經(jīng)油泵進(jìn)油管過濾器后，由齒輪油泵升壓，升壓后再經(jīng)單向閥、調(diào)節(jié)閥及出口截止閥后至泵站出口壓力油總管。壓力油送至蓄能器和各閥門油缸有桿腔，經(jīng)過濾器到達(dá)電磁閥換向站。各油缸無桿腔接線至各對(duì)應(yīng)的電磁閥，電磁閥接受微機(jī)送來的電信號(hào)，通過電磁閥的動(dòng)作來改變無桿腔的油壓以此實(shí)現(xiàn)油缸的動(dòng)作，從而完成閥門動(dòng)作的需要，

25、實(shí)現(xiàn)造氣爐生產(chǎn)。電磁閥換向站的回油總管接至油冷器，回油降溫后返回油箱循環(huán)使用。油泵出口油部分送至溢流閥，通過調(diào)節(jié)溢流閥的先導(dǎo)閥來調(diào)節(jié)油泵的出口壓力，通過溢流閥后多余的液壓油經(jīng)過油冷器后返回油箱。煤制甲醇工藝三、蒸汽系統(tǒng)工藝流程造氣工藝與設(shè)備 45噸鍋爐來蒸汽、三氣鍋爐來蒸汽經(jīng)過DN500蒸汽總管，經(jīng)減壓后分別進(jìn)西樓1#、2#、3#緩沖罐及東樓4#、5#、6#緩沖罐；造氣夾套汽包自產(chǎn)蒸汽經(jīng)緩沖罐自調(diào)閥前蒸汽總管與外來蒸汽混合后，再經(jīng)減壓后進(jìn)入蒸汽緩沖罐；余熱回收汽包自產(chǎn)蒸汽直接進(jìn)入蒸汽緩沖罐，由緩沖罐引出管道送至對(duì)應(yīng)造氣爐，供造氣爐制氣用。煤制甲醇工藝四、工藝流程簡述造氣工藝與設(shè)備 從爐底進(jìn)入的

26、空氣與灼熱的炭層發(fā)生反應(yīng)，生成的二氧化碳和少量的一氧化碳，經(jīng)除塵器除塵后進(jìn)入吹風(fēng)氣回收鍋爐燃燒，反應(yīng)放出的熱量蓄積在氣化層內(nèi)；從爐下進(jìn)入的蒸汽與灼熱的炭層反應(yīng)吸收熱量，生產(chǎn)二氧化碳、一氧化碳、氫氣，經(jīng)除塵器除塵后進(jìn)入煤氣總管，然后經(jīng)余熱回收器吸收水煤氣中部分顯熱后，再經(jīng)洗氣塔降溫后送入氣柜，從爐上進(jìn)入的蒸汽與灼熱的炭層反應(yīng)吸收熱量，生產(chǎn)二氧化碳、一氧化碳、氫氣，經(jīng)除塵器除塵后進(jìn)入煤氣總管，然后經(jīng)余熱回收器吸收水煤氣中部分顯熱后，再經(jīng)洗氣塔降溫后送入氣柜，吹凈階段是把爐內(nèi)殘留的水煤氣送入氣柜。煤制甲醇工藝第三章第三章 案例分析案例分析造氣工藝與設(shè)備一、工藝操作事故一、工藝操作事故事故名稱：停煤氣

27、爐點(diǎn)火燒傷 事件經(jīng)過： 2010年5月29日7：30左右，6#爐加焦機(jī)布料閥卡死，維修工到現(xiàn)場清理，要求操作工打開爐頂探火孔，主操陳某停爐后，副操楊某打開探火孔，然后點(diǎn)火，主操陳某開蒸汽吸引，楊某用左手遮擋臉部觀察爐面時(shí)，煤氣爐回火燒傷其臉部，車間立即將楊某送到醫(yī)院治療。煤制甲醇工藝造氣工藝與設(shè)備 事件原因： 由于當(dāng)事人自我防范意識(shí)不強(qiáng)，安全意識(shí)淡薄，對(duì)可能發(fā)生的危險(xiǎn)估計(jì)不足，造成自身受到傷害；主、副操之間配合不到位，先開吸引蒸汽點(diǎn)火后，導(dǎo)致煤氣爐回火，燒傷其臉部，違反相關(guān)操作程序；車間二、三級(jí)安全教育培訓(xùn)部到位，員工自我安全防范意識(shí)不足。 預(yù)防措施： 操作前對(duì)作業(yè)可能發(fā)生的危險(xiǎn)有害因素進(jìn)行識(shí)

28、別認(rèn)知，讓每位參與檢修的人員都知曉并采取相應(yīng)的防范措施加以防范；加強(qiáng)對(duì)作業(yè)人員的安全教育，提高大家的安全防范意識(shí)和自我保護(hù)能力；各車間必須加強(qiáng)對(duì)員工的二、三級(jí)安全培訓(xùn)教育，不斷提高員工的安全防范意識(shí)和自我保護(hù)意識(shí)，真正做到“三不傷害”。煤制甲醇工藝造氣工藝與設(shè)備一、設(shè)備事故一、設(shè)備事故事故名稱：風(fēng)機(jī)軸瓦燒壞 事故經(jīng)過： 2004年3月28日16：30分，操作工倒風(fēng)機(jī)，將1#風(fēng)機(jī)倒成3#風(fēng)機(jī)時(shí)，3#風(fēng)機(jī)由于上班3#倒2#時(shí)，3#風(fēng)機(jī)往2#系統(tǒng)出口閥關(guān)壞，而未發(fā)現(xiàn)，致使16：30分倒風(fēng)機(jī)后停下3#風(fēng)機(jī)，2#風(fēng)機(jī)風(fēng)倒流至3#風(fēng)機(jī)，使3#風(fēng)機(jī)葉輪反轉(zhuǎn)以致風(fēng)機(jī)軸瓦被燒壞。煤制甲醇工藝造氣工藝與設(shè)備原因分

29、析： 3#風(fēng)機(jī)出口閥關(guān)壞，而未發(fā)現(xiàn)，致使16：30分倒風(fēng)機(jī)后停下3#風(fēng)機(jī)，2#風(fēng)機(jī)風(fēng)倒流至3#風(fēng)機(jī)，使3#風(fēng)機(jī)葉輪反轉(zhuǎn)以致風(fēng)機(jī)軸瓦被燒壞。教訓(xùn)及措施： 加強(qiáng)對(duì)設(shè)備的構(gòu)造與了解,提高對(duì)設(shè)備事的判斷與處理能力；保證閥門完好率；風(fēng)機(jī)接反轉(zhuǎn)油泵保護(hù)裝置。煤制甲醇工藝原料氣凈化工藝與設(shè)備原料氣凈化工藝與設(shè)備煤制甲醇工藝第一章第一章 原料氣脫硫原料氣脫硫原料氣凈化工藝與設(shè)備一、概述 原料氣中的硫化物，對(duì)合成甲醇生產(chǎn)危害很大，不僅能腐蝕設(shè)備和管道，而且能使合成甲醇生產(chǎn)過程所用催化劑中毒。甲醇合成生產(chǎn)采用高活性銅基催化劑，對(duì)硫的危害十分敏感，極少量的硫在銅基催化劑表面生成性質(zhì)穩(wěn)定的硫化銅，就會(huì)使銅基催化劑完全

30、失去活性。催化劑的硫中毒是永久性的，因此原料氣中的硫含量決定了銅基催化劑的活性和使用壽命；另外，對(duì)甲醇產(chǎn)品質(zhì)量而言，極少量硫能使甲醇產(chǎn)品帶有惡臭，且難易除去。因此，甲醇生產(chǎn)中必須除去原料氣中硫化物。另外，硫是一種重要的化工原料，應(yīng)當(dāng)予以回收。因此，原料氣中的硫化物必須脫除干凈。脫除原料氣中硫化物的過程稱為脫硫。 脫硫方法很多，按脫硫劑物理形態(tài)可分為干法和濕法兩大類，前者所用脫硫劑為固體，后者為溶液。當(dāng)含硫氣體通過脫硫劑時(shí)，硫化物被固體脫硫劑所吸附，或被脫硫溶液所吸收而除去。煤制甲醇工藝原料氣凈化工藝與設(shè)備二、脫硫崗位任務(wù) 本崗位主要任務(wù)是運(yùn)用濕法脫硫法，將水煤氣中的硫化氫含量降到0.0700.

31、150g/m3，達(dá)到工藝指標(biāo)后送往壓縮工段，供后工段使用；監(jiān)視氣柜高度在安全指標(biāo)內(nèi)，認(rèn)真搞好脫硫液的再生，開好熔硫系統(tǒng)，確保硫磺回收，減少環(huán)境污染。煤制甲醇工藝三、脫硫工藝原理原料氣凈化工藝與設(shè)備1、水煤氣中的酸性氣體H2S被堿性溶液（Na2CO3）吸收生成硫氫化鈉和碳酸氫鈉,其反應(yīng)方程式如下：2、氧化再生反應(yīng)式 2NaHS+ O2=2NaOH+ 2S（在催化劑作用下進(jìn)行） NaOH+NaHCO3=Na2CO3+H2ONaHSNaHCOSHCONa3232煤制甲醇工藝3、副反應(yīng)：原料氣凈化工藝與設(shè)備（1）2NaHS+2O2=NaS2O3+H2O（2）Na2CO3+CO2+H2O=2NaHCO3

32、（3）2Na2CO3+2HCN=2NaCN+H2O+CO2 （4）NaCN+S=NaCNS（5）NaCNS+5O2=Na2SO4+2CO2+N2煤制甲醇工藝四、靜電除焦器工作原理原料氣凈化工藝與設(shè)備 1、構(gòu)造 靜電除焦器主要由塔體和電器兩部分組成。 塔體部分：塔體選用同心圓式結(jié)構(gòu)，分上中下三段。上段高壓電纜由瓷瓶油箱引入塔內(nèi)，凈化氣體由塔頂導(dǎo)出，筒側(cè)另備防爆孔，中段為沉淀極（凈化段），由多個(gè)同心圓組成，其間定距懸掛不銹鋼絲，作電暈極線。下段是氣體入口和排污孔，內(nèi)置斜式配氣板，以利于氣體均勻進(jìn)入沉淀極。 為便于安裝檢修及徹底清污，上、下段分別設(shè)有人孔。 電器部分：電器部分由高壓電源，控制系統(tǒng)和電

33、暈電極共同組成。 控制系統(tǒng)除保證電暈放電的正常工作外，還具有事故自動(dòng)斷電及報(bào)警系統(tǒng)。煤制甲醇工藝 2、工作原理原料氣凈化工藝與設(shè)備 靜電除焦器的工作原理是利用強(qiáng)電場的作用下，水煤氣中的塵埃、油霧等細(xì)微粒帶上負(fù)電荷并向陰極移動(dòng)，中和后被吸附、沉淀排出，達(dá)到清除的目的。 在生產(chǎn)運(yùn)行時(shí)，高壓變壓器產(chǎn)生的高壓，接入電暈電極（陰極），它與沉淀極（陽極）間即產(chǎn)生靜電場。通過控制系統(tǒng)的調(diào)節(jié)，高壓達(dá)到臨界火花點(diǎn)，產(chǎn)生電暈放電。此時(shí)，電極周圍產(chǎn)生極強(qiáng)電場，周圍氣體發(fā)生電離，產(chǎn)生大量負(fù)離子和電子（電極周圍呈紫藍(lán)色）。通過電場的水煤氣中各種塵粒和油霧與負(fù)離子或電子結(jié)合而帶上負(fù)電荷，在電場力的作用下，向沉淀極移動(dòng)，在

34、沉淀極中和后，依靠殘存的靜電引力和分子凝聚力首先吸附于沉淀極上，而后靠自然流動(dòng)沉積到下筒體，通過排污孔定期排放出來。煤制甲醇工藝五、羅茨鼓風(fēng)機(jī)工作原理原料氣凈化工藝與設(shè)備 在機(jī)體內(nèi)通過同步齒輪的作用使兩葉輪相對(duì)的呈反方向旋轉(zhuǎn)，由于葉輪相互之間和葉輪與機(jī)體墻板之間皆具有適當(dāng)工作間隙，從而構(gòu)成進(jìn)氣腔與排氣腔相互隔絕，借助于葉輪旋轉(zhuǎn)將機(jī)體內(nèi)的氣體由進(jìn)氣腔內(nèi)壓縮推送至排氣腔后，排出氣體，達(dá)到強(qiáng)制排氣的目的。煤制甲醇工藝六、工藝流程原料氣凈化工藝與設(shè)備1、氣體流程簡述: 來自造氣工段的水煤氣進(jìn)入兩個(gè)并聯(lián)的靜電除焦器除去大部分粉塵、焦油等，由蘿茨風(fēng)機(jī)增壓送到氣體冷卻塔，然后進(jìn)入兩個(gè)串聯(lián)脫硫塔與脫硫液逆流接

35、觸，水煤氣中的硫化氫被脫硫液吸收，脫硫后的水煤氣從脫硫塔頂部出來，經(jīng)汽液分離器分離氣體夾帶的溶液后，進(jìn)入出口冷卻塔冷卻及洗滌，然后經(jīng)過出口兩個(gè)并聯(lián)靜電除焦器再次除去部分焦油后去壓縮工段。 煤制甲醇工藝氣體流程簡圖原料氣凈化工藝與設(shè)備氣柜氣柜出口冷卻塔靜電除塵器A、B羅茨機(jī) 冷卻塔脫硫塔脫硫塔氣液分離器冷卻塔靜電除塵器C、D壓縮機(jī)一進(jìn) 煤制甲醇工藝2、液體流程原料氣凈化工藝與設(shè)備 吸收硫化氫的富液分別流入一、二級(jí)富液槽，由富液泵分別打入一、二級(jí)再生槽的噴射器，這噴射過程中與吸入的空氣進(jìn)行氧化反應(yīng)。再進(jìn)入再生槽繼續(xù)氧化再生，并浮析出硫泡沫，再生后的一、二級(jí)貧液經(jīng)液位調(diào)節(jié)器流入貧液槽，再由貧液泵分別

36、打入一、二級(jí)脫硫塔循環(huán)使用，硫泡沫流入硫泡沫槽經(jīng)泡沫泵打入熔硫釜，再用蒸汽夾套加熱除去水分雜質(zhì)回收硫磺，分離后的清液經(jīng)冷卻過濾后送入貧液槽循環(huán)使用。 脫硫過程中消耗的堿液，由配液槽加入軟水和堿，通入空氣和蒸汽，活化合格后由溶液泵加入貧液槽補(bǔ)充，脫硫催化劑的補(bǔ)充由富液槽加入。煤制甲醇工藝原料氣凈化工藝與設(shè)備液體流程簡圖 脫硫塔一級(jí)富液槽富液泵一級(jí)再生槽一級(jí)貧液槽脫硫泵煤制甲醇工藝3、脫硫循環(huán)水流程 原料氣凈化工藝與設(shè)備 冷卻氣體后的熱水經(jīng)溢流管道流入熱水池，由熱水泵送至涼水塔，用軸流風(fēng)機(jī)冷卻降溫后流入冷水池，再由冷水泵送至脫硫崗位循環(huán)使用。冷卻過程中消耗的水，由冷水池中補(bǔ)充一次水。 事故案例煤制

37、甲醇工藝第二章第二章 一氧化碳的變換一氧化碳的變換原料氣凈化工藝與設(shè)備一、概述 無論以固體、液體或氣體燃料為原料，所制取的合成甲醇的原料氣中，均含有一氧化碳。例如，固體燃料氣化制得的水煤氣含一氧化碳3035，但是因氫碳比太低，不能滿足合成甲醇的需要，所以均需經(jīng)過一氧化碳的變換工序。一氧化碳的變換工序的主要作用有兩個(gè)。1、調(diào)節(jié)氫碳比例；2、有機(jī)硫轉(zhuǎn)化為無機(jī)硫。 煤制甲醇工藝二、崗位任務(wù)原料氣凈化工藝與設(shè)備 將來自壓縮機(jī)二段的水煤氣，在一定溫度和壓力下，借助于催化劑的作用，使蒸汽與CO反應(yīng)，在盡可能節(jié)約蒸汽的情況下，生成CO2和H2，制出合格的變換氣。并且合理回收系統(tǒng)中的熱量。煤制甲醇工藝三、一氧

38、化碳變換的工藝原理 原料氣凈化工藝與設(shè)備 一氧化碳和水蒸汽在一定的溫度下，在催化劑的作用下反應(yīng)生成二氧化碳和氫氣，并放出熱量，其反應(yīng)如下： CO + H2O（汽） CO2 + H2 + 410.89 KJ/mol PT催化劑、 這是一個(gè)等體積可逆的放熱反應(yīng)，從化學(xué)平衡來看，降低溫度，增加蒸汽量和除去CO2，可以使平衡向右移動(dòng)，從而提高CO變換率；從反應(yīng)速度看，提高溫度有利于反應(yīng)速度的增加。在變換氣中CO指標(biāo)一定的條件，較低的反應(yīng)溫度是降低蒸汽用量的必要手段；在較高的反應(yīng)溫度下，一味追求降低CO濃度，將會(huì)造成極大的蒸汽消耗。煤制甲醇工藝水解反應(yīng)原理 原料氣凈化工藝與設(shè)備 CO在變換過程中，水煤氣

39、中的有機(jī)硫與H2O（g）和H2反應(yīng)生成H2S，變換氣中有機(jī)硫在水解催化劑的作用下生成H2S，其反應(yīng)如下： COS+ H2 = H2S+CO CS2+4H2 = 2H2S+CH4 COS+ H2O = H2S+ CO2 CS2 +2H2O = 2H2S+ CO2煤制甲醇工藝 四、工藝流程簡圖原料氣凈化工藝與設(shè)備 自壓縮機(jī)二段出口來的水煤氣（溫度 40）經(jīng)油水分離器分離油水，再經(jīng)除油器除去油污后，進(jìn)入煤氣換熱器管程與中溫?zé)峄厥掌鱽淼淖儞Q氣換熱提溫至200后，進(jìn)入低變爐將水煤氣中的一氧化碳變換為二氧化碳和氫氣，達(dá)到合成原料氣要求，低變爐出來的變換氣經(jīng)余熱回收器回收余熱后進(jìn)入煤氣換熱器殼程，與管程的水

40、煤氣換熱降溫后進(jìn)入中溫水解爐，將變換氣中的有機(jī)硫轉(zhuǎn)化為無機(jī)硫后，進(jìn)入煤氣換熱器殼程與管程的水煤氣換熱降溫后進(jìn)入水冷器殼程，與管程的冷卻水換熱后降至 35送入變脫工段。煤制甲醇工藝1、流程中設(shè)置三條調(diào)溫副線：原料氣凈化工藝與設(shè)備 1#副線也稱冷副線，水煤氣自除油器出口不經(jīng)過煤氣換熱器、管程直接到電加熱器進(jìn)口，用以調(diào)節(jié)低變爐進(jìn)口溫度。 2#副線自低變爐出口不經(jīng)過余熱回收器直接到煤氣換熱器殼程進(jìn)口，用以調(diào)節(jié)煤氣換熱器變換氣進(jìn)口溫度。 3#副線自余熱回收器出口不經(jīng)過煤氣換熱器殼程直接到中溫水解爐進(jìn)口，用以調(diào)節(jié)中溫水解爐進(jìn)口溫度。煤制甲醇工藝2、循環(huán)升溫硫化副線 原料氣凈化工藝與設(shè)備 系統(tǒng)出口設(shè)有一支管

41、線，直接到壓縮機(jī)一段進(jìn)口，催化劑升溫硫化時(shí)氣體循環(huán)使用。升溫硫化原理升溫硫化原理: : 低變催化劑的主要活性組分是CoO和MoO3，在使用前需將其轉(zhuǎn)化為硫化物才具有活性，這一過程稱為硫化。催化劑的硫化是在一定溫度下，利用煤氣中的H2和向煤氣中補(bǔ)充的H2S與催化劑作用生成硫化物。 MoO3+ 2H2S+ H2= MoS2+3H2O+Q CoO+ H2S= CoS+ H2O+Q 硫化過程中為使煤氣有足夠的H2S含量，通常采取連續(xù)向系統(tǒng)內(nèi)添加CS2的方法，同時(shí)還可以獲取大量的反應(yīng)熱： CS2+4H2= 2H2S+ CH4+Q煤制甲醇工藝升溫硫化步驟升溫硫化步驟: :原料氣凈化工藝與設(shè)備A、系統(tǒng)系統(tǒng)置

42、換置換：用惰性氣體或氮?dú)庵脫Q合格后，送水煤氣置換至O20.5合格。B、升溫升溫:置換合格后，開啟電加熱器開始升溫，升溫速率305/h，空速300500h-1，當(dāng)床層溫度達(dá)60-100時(shí)，開啟低變爐導(dǎo)淋閥排水。床層溫度達(dá)到200，出口溫度大于170，加入CS2 即轉(zhuǎn)入硫化初期。C、硫化初期硫化初期:將CS2提前加入硫化罐內(nèi)，用氮?dú)鉀_壓0.30.4MPa，通過鋼管或氧氣帶，在電加熱器后取樣管導(dǎo)入低變爐內(nèi)，CS2加入速度在20-60l/h，升溫速率10-30/h，空速300-500h-1，當(dāng)床層溫度達(dá)到300左右，低變爐出口H2S大于2g/m3,初期結(jié)束進(jìn)入主期。煤制甲醇工藝D、硫化主期硫化主期:將

43、電加熱器出口溫度逐步提高，CS2 含量控制在100-140 l / h，升溫速率10-30/h，確保床層各點(diǎn)溫度390-450，保持2-4小時(shí)，此階段空速300-500h-1，硫化氫分析頻率2次/h，連續(xù)兩次分析出口氣在H2S15g/Nm3，硫化主期結(jié)束。原料氣凈化工藝與設(shè)備E、降溫排硫降溫排硫:將放空閥打開，以10L/h的流速加入CS2，進(jìn)行降溫，控制電爐出口溫度200，當(dāng)溫度降至350以下，停止加CS2，繼續(xù)排硫降溫，分析出口H2S小于1.0g/Nm3，認(rèn)為排硫結(jié)束。即可轉(zhuǎn)入正常生產(chǎn)，根據(jù)水煤氣流量添加適量的蒸汽（加蒸汽前排凈蒸汽管道的冷凝水），按保溫保壓下的開車程序進(jìn)行。 催化劑降溫排硫

44、結(jié)束后，需做短期停車時(shí)，應(yīng)切死變換爐進(jìn)出口閥門，爐內(nèi)用水煤氣保持正壓，防止空氣和水進(jìn)入低變爐，造成硫化態(tài)催化劑失活。硫化結(jié)束，保持監(jiān)控爐溫。煤制甲醇工藝原料氣凈化工藝與設(shè)備升溫硫化注意事項(xiàng)升溫硫化注意事項(xiàng): :a）升溫硫化嚴(yán)格按要求進(jìn)行，硫化期間，單點(diǎn)溫度不得超過500。b）硫化過程中，嚴(yán)格控制進(jìn)口水煤氣中O20.5，嚴(yán)防O2含量跑高造成爐溫急驟上升，燒毀觸媒。c)CS2的加入量和加入時(shí)間一定控制好，從小到大緩慢進(jìn)行。e)硫化時(shí)爐進(jìn)口H2含量應(yīng)保證25%，便于CS2氫解。f)發(fā)現(xiàn)溫度有暴漲趨勢，應(yīng)立即查明原因，并作預(yù)見性調(diào)節(jié)，以防燒壞觸媒。g)系統(tǒng)啟運(yùn)電爐必須先通氣，后啟動(dòng)，停車時(shí)，先停電爐后

45、切氣。h)升溫時(shí)，需注意及時(shí)排放油水分離器導(dǎo)淋及投運(yùn)除油過濾器，以防水帶入電爐。i)硫化過程中，如遇CS2著火，O2含量跑高等意外情況，應(yīng)立即“三停一關(guān)”，即停電爐，停CS2，停煤氣，關(guān)放空。煤制甲醇工藝3、蒸汽流程: 合成或鍋爐、余熱回收器來的蒸汽經(jīng)蒸汽汽液分離器后進(jìn)入煤氣換熱器頂部出口管。4、冷卻水流程： 合成循環(huán)水崗位來的冷卻水經(jīng)水冷器管程與殼程的變換氣換熱后返回合成循環(huán)水崗位。原料氣凈化工藝與設(shè)備煤制甲醇工藝原料氣凈化工藝與設(shè)備五、五、生產(chǎn)中變換反應(yīng)得影響因素：生產(chǎn)中變換反應(yīng)得影響因素：1、溫度對(duì)變換反應(yīng)的影響 一氧化碳變換反應(yīng)是在一定條件下，水煤氣中的一氧化碳和水蒸汽反應(yīng)生成氫氣和二

46、氧化碳的工藝過程。這在個(gè)過程中溫度對(duì)變換反應(yīng)的速度影響較大，而且對(duì)正逆反應(yīng)速度的影響是不一樣的。溫度升高，上述變換反應(yīng)（放熱反應(yīng)）速度增加得慢，逆反應(yīng)（吸熱反應(yīng)）速度增加得快。因此，當(dāng)變換反應(yīng)開始時(shí)，反應(yīng)物濃度大，提高溫度，可加快變換反應(yīng)；在反應(yīng)的后一階段，二氧化碳和氫氣的濃度增加，逆反應(yīng)速度加快，因此，須降低反應(yīng)溫度，使逆反應(yīng)速度減慢，這樣可得到較高的變換率。煤制甲醇工藝原料氣凈化工藝與設(shè)備2、壓力對(duì)變換反應(yīng)的影響 變換反應(yīng)是由一個(gè)分子的一氧化碳與一個(gè)分子的水蒸汽結(jié)合生成一個(gè)分子的二氧化碳和一個(gè)分子的氫氣，即變換反應(yīng)兩端分子數(shù)目相等。 提高變換壓力，雖然在平衡理論上不能使正反應(yīng)加快，但提高壓

47、力，使分子間的有效碰撞次數(shù)增加，可以加快變換反應(yīng)速度，提高催化劑的生產(chǎn)能力。但壓力也不宜過高，否則，不僅增加動(dòng)力的消耗，并且對(duì)設(shè)備和催化劑的要求過高。煤制甲醇工藝 案例分析原料氣凈化工藝與設(shè)備3、汽氣比對(duì)變換反應(yīng)的影響 變換反應(yīng)是一個(gè)可逆放熱反應(yīng)。從化學(xué)平衡來看，降低反應(yīng)溫度，增加水蒸汽用量，有利于上述可逆反應(yīng)向生成二氧化碳和氫氣的方向移動(dòng)，提高平衡變換率。但是水蒸汽增加到一定值后，變換率的增加幅度會(huì)變小。煤制甲醇工藝第三章第三章 二氧化碳的脫出二氧化碳的脫出原料氣凈化工藝與設(shè)備一、概述一、概述 經(jīng)變脫后的合成甲醇原料氣中，除含有一定量的CO、H2等外，還含有1114左右的CO2，二氧化碳在合

48、成甲醇時(shí)并不是有害成分，而且在甲醇催化劑的作用下，也能與氫生成甲醇: CO2 3H2 CH3OH +H2O H=-49.43KJ/mol CO 2H2 CH3OH H=-90.56KJ/mol 從反應(yīng)式看，二氧化碳合成甲醇比一氧化碳合成甲醇多消耗一個(gè)氫，同時(shí)生成一個(gè)水。但是，當(dāng)合成甲醇反應(yīng)在高空速下進(jìn)行時(shí)，適量的二氧化碳可使合成催化劑呈現(xiàn)高活性;此外,在二氧化碳存在下,甲醇合成的熱效應(yīng)比無二氧化碳時(shí)僅由一氧化碳與氫合成甲醇的熱效應(yīng)要小,易于控制催化劑床層溫度。因此，二氧化碳并不完全脫除，通常脫碳?xì)庵卸趸己烤S持在3-5%， 煤制甲醇工藝二、工藝原理原料氣凈化工藝與設(shè)備1、PSA工作原理 1

49、.1吸附： 當(dāng)氣體分子運(yùn)動(dòng)在固體表面上時(shí),由于固體表面原子剩余引力的作用,氣體中的一些分子便會(huì)暫時(shí)停留在固體表面上,這些分子在固體表面上的濃度增大,這種現(xiàn)象稱為吸附。具有吸附作用的物質(zhì)被稱為吸附劑，被吸附的物質(zhì)稱為吸附質(zhì)。吸附按吸附劑和吸附質(zhì)的引力場的性質(zhì)可分為化學(xué)吸附和物理吸附。本裝置采用物理吸附。 1.2物理吸附： 物理吸附是指依靠吸附劑與吸附質(zhì)分子間的分子力（包括范德華力和電磁力）進(jìn)行的吸附。其特點(diǎn)是：吸附過程沒有化學(xué)反應(yīng)，吸附過程進(jìn)行極快，參與吸附的各相物質(zhì)間的動(dòng)態(tài)平衡在瞬間即可完成，這種吸附是完全可逆的。煤制甲醇工藝 1.3變壓吸附的基本原理：原料氣凈化工藝與設(shè)備 吸附劑對(duì)吸附介質(zhì)在

50、不同分壓下有不同吸附容量，并且在一定的吸附壓力下，對(duì)被分離的氣體混合物的各組分又有選擇吸附的特性。加壓吸附除去原料氣的雜質(zhì)組分，減壓脫除這些雜質(zhì)，而使吸附劑獲得再生。因此，采用多個(gè)吸附塔，循環(huán)地變動(dòng)所組合的各吸附塔壓力，就可以達(dá)到連續(xù)分離氣體混合物的目的。煤制甲醇工藝三、真空泵工作原理原料氣凈化工藝與設(shè)備 葉輪偏心地安裝在泵體內(nèi)，啟動(dòng)前向泵內(nèi)注入一定高度的水，葉輪旋轉(zhuǎn)時(shí)水受離心力的作用在泵體壁內(nèi)形成一個(gè)旋轉(zhuǎn)的水環(huán)，葉輪與其兩端的側(cè)板形成密閉的空腔，在前半轉(zhuǎn)的旋轉(zhuǎn)過程中，密閉的空腔容積逐漸擴(kuò)大，氣體由吸氣孔吸入，在后半轉(zhuǎn)的旋轉(zhuǎn)過程中，密閉的空腔容積逐漸縮小，氣體由排氣孔排出，隨之排出的還有一部分

51、水。煤制甲醇工藝四、吸附劑原料氣凈化工藝與設(shè)備1、活性氧化鋁 活性氧化鋁為一種物理化學(xué)性能極其穩(wěn)定的高空隙Al2O3，規(guī)格為3-5球狀，抗磨耗、抗破碎、無毒。對(duì)幾乎所有的腐蝕性氣體和液體均不起化學(xué)反應(yīng)。主要裝填于吸附塔底部，用于脫除水分。2、活性炭 其規(guī)格為1.5條狀，分別裝填于吸附塔中部，主要用于脫除烴類，尤其是以煤為原料，經(jīng)特別的化學(xué)和熱處理得到的孔隙特別發(fā)達(dá)的專用活性炭，屬于耐水型無極性吸附劑，對(duì)原料氣中幾乎所有的有機(jī)化合物都有良好的親和力。煤制甲醇工藝3、硅膠原料氣凈化工藝與設(shè)備 除使用氧化鋁、活性碳外，還使用硅膠，其規(guī)格為23球狀，無毒、無腐蝕性，主要吸附變換氣中的二氧化碳，主要裝填

52、于吸附塔底部。煤制甲醇工藝五、吸附劑的再生和再次利用通過三個(gè)步驟完成： 原料氣凈化工藝與設(shè)備 1、吸附塔內(nèi)壓力降至常壓 首先順著原料氣進(jìn)氣方向?qū)⑺?nèi)壓力降低到一定的程度（均壓降），以回收死空間（指吸附塔內(nèi)除去吸附劑外的所有空間）內(nèi)的有效氣體。接著逆著原料氣進(jìn)氣方向降至常壓（逆放），此時(shí)被吸附劑吸附的雜質(zhì)組份從吸附劑上脫附出來，并被排出吸附塔。 2、吸附塔內(nèi)壓力降至負(fù)壓 通過真空泵對(duì)吸附塔進(jìn)行抽真空，使被吸附劑吸附的雜質(zhì)組份從吸附劑上徹底脫附出來，并被排出吸附塔。煤制甲醇工藝 3、吸附塔內(nèi)壓力升至吸附壓力 首先將其他吸附塔和均壓塔的高壓氣體從吸附塔的上端進(jìn)入吸附塔內(nèi)（均壓升），使吸附塔的壓力升到

53、一定的壓力。接著用產(chǎn)品氣從吸附塔的上端進(jìn)入吸附塔將壓力升至吸附壓力（終充），以便再次吸附分離原料氣。原料氣凈化工藝與設(shè)備煤制甲醇工藝六、工藝流程說明 本工序在實(shí)際生產(chǎn)過程中，壓力0.8MPa(G)，溫度40的變換氣自變換工序來，首先經(jīng)過原料氣緩沖罐，該緩沖罐的作用可兩種，一是對(duì)變換來的原料氣起緩沖作用，使脫碳工序的工作壓力更加平穩(wěn)，另一功能是防止變換工序?qū)υ蠚庵械乃值姆蛛x不徹底而將水帶進(jìn)吸附塔，造成吸附劑的失效。進(jìn)入原料氣緩沖罐的變換氣再直接進(jìn)入吸附塔（T101AL）中正處于吸附工況的某3個(gè)塔，在多種吸附劑組成的復(fù)合吸附床層的依次選擇的吸附下，將變換氣中的大部分二氧化碳吸附掉，直接獲得二氧

54、化碳含量約2.53.09%的變換脫碳?xì)鈴乃斉懦?，然后?jīng)吸附壓力調(diào)節(jié)閥PV103后送出脫碳界區(qū)并進(jìn)入變換的精脫硫塔進(jìn)口。原料氣凈化工藝與設(shè)備煤制甲醇工藝七、系統(tǒng)工作循環(huán)步驟：原料氣凈化工藝與設(shè)備 吸附一均降二均降三均降四均降五均降六均降七均降八均降九均降抽真空隔離九均升八均升七均升六均升五均升四均升三均升二均升一均升終升吸附煤制甲醇工藝甲醇合成工藝與設(shè)備甲醇合成工藝與設(shè)備煤制甲醇工藝第一章第一章 概概 述述甲醇合成工藝與設(shè)備 目前，工業(yè)合成甲醇的流程分兩類，一類是高壓合成流程，使用鋅鉻催化劑，操作壓力為25-30MPa,操作溫度330-390；另一類是低中壓合成流程，使用銅系催化劑，操作壓力為

55、5.0-15.0 MPa,操作溫度235-285。選用何種工藝合成甲醇，應(yīng)根據(jù)實(shí)際情況確定。聯(lián)醇和雙甲工藝的合成氨廠，采用中壓合成副產(chǎn)甲醇；單醇廠家一般選5.0 MPa的低壓合成流程。進(jìn)合成塔的氣體主要成分為氫、一氧化碳和二氧化碳，一般二氧化碳含量少于一氧化碳或不含二氧化碳，氫碳比的范圍為2-5，除此以外還有氮和甲烷等惰性氣體。合成塔出口的甲醇含量一般為5%左右，水蒸汽含量則決定于進(jìn)口二氧化碳的量?？傊状己铣煞磻?yīng)是在加壓下進(jìn)行的，通常含有CH3OH、H2、CO、CO2、N2、CH4等氣體組分，反應(yīng)較為復(fù)雜。煤制甲醇工藝第二章第二章 工藝原理工藝原理甲醇合成工藝與設(shè)備一、崗位任務(wù)一、崗位任務(wù)

56、 將壓縮崗位送來的水煤氣合成甲醇，再經(jīng)冷卻、分離、閃蒸獲得粗甲醇，為精餾崗位提供合格原料。二、化學(xué)反應(yīng)方程式二、化學(xué)反應(yīng)方程式 以煤制水煤氣生產(chǎn)甲醇，合成工藝中的CO、CO2分別與H2在銅基催化劑作用下主要生成甲醇，同時(shí)還伴有多種副產(chǎn)品。其主化學(xué)反應(yīng)如下： CO+2H2 = CH3OH CO2+3H2 = CH3OH+H2O煤制甲醇工藝以上合成反應(yīng)在催化劑存在下，在一定條件下進(jìn)行。本工藝采用低壓甲醇催化劑在溫度范圍220260 ，壓力：5.4MPa(G)的條件下合成甲醇。在合成反應(yīng)進(jìn)行的同時(shí)還發(fā)生以下副反應(yīng)：甲醇合成工藝與設(shè)備CO+H2 = HCHO 2CH3OH = C2H6O+ H2O C

57、H3OH+nCO+2nH2 = CnH2n+1CH2OH+nH2O CH3OH+2(n-1）H2CO= CnH2n+1COOH+(n+1)H2O CO+(2n+1)H2 = CnH2+2+nH2O煤制甲醇工藝三、甲醇合成的工藝條件及其影響甲醇合成工藝與設(shè)備、催化劑 低壓甲醇催化劑主要由銅、鋅、鋁、釩等元素構(gòu)成，對(duì)甲醇合成反應(yīng)具有很高的選擇性，并且其活性溫度較低（在200-300之間），在活性溫度范圍內(nèi)活性很高，在較低的反應(yīng)壓力下就可以獲得滿意的反應(yīng)速度。但該類催化劑對(duì)硫、氯毒物非常敏感，而且耐熱性能較差，因此，生產(chǎn)過程中要求合成氣的脫硫、氯凈化必須徹底，以防止催化劑中毒；要求控制好催化劑床層溫

58、度，防止溫度大幅度波動(dòng)及超溫，延長催化劑壽命。煤制甲醇工藝催化劑使用的不同階段，合成反應(yīng)溫度在220-260之間進(jìn)行選擇。催化劑使用初期操作溫度可以維持在220-230 。在催化劑使用后期，當(dāng)其活性下降后，才逐步提高操作溫度到250-260，以發(fā)揮其最大能力。由于甲醇合成反應(yīng)是放熱反應(yīng)，要維持穩(wěn)定的反應(yīng)溫度，必須將反應(yīng)熱移走。本工藝采用管殼式反應(yīng)器，利用廢熱鍋爐副產(chǎn)中壓蒸汽來移走熱量，合成反應(yīng)最佳溫度的維持和溫度穩(wěn)定，在正常操作工況下，完全取決于汽包壓力操作的控制。汽包壓力升高，出口溫度隨之升高，汽包壓力降低，出口溫度隨之降低。甲醇合成工藝與設(shè)備、反應(yīng)溫度 煤制甲醇工藝甲醇合成工藝與設(shè)備、反應(yīng)

59、壓力 甲醇合成反應(yīng)是體積縮小的反應(yīng)，加壓有利于反應(yīng)向正反應(yīng)方向進(jìn)行。在5.4MPa下反應(yīng)速度已經(jīng)很高了，再加壓對(duì)提高反應(yīng)速度已不明顯，反而多耗能量。因此選用5.4MPa的反應(yīng)壓力既能獲得較高的反應(yīng)速度，能耗與設(shè)備要求也不致過高，從而能達(dá)到最佳的投入，產(chǎn)出效益，故本裝置采用5.4MPa合成壓力。煤制甲醇工藝甲醇合成工藝與設(shè)備、氣體成分 入合成塔氣體的成份對(duì)甲醇的合成反應(yīng)影響很大。由甲醇合成的反應(yīng)式可知，生成一分子甲醇需要一分子CO和兩分子H2；或一分子CO2和三分子H2外加生成一分子H2O，所以從降低消耗，減輕精餾負(fù)擔(dān)的角度看，采用較高CO濃度的合成氣是有利的，但是，低壓甲醇催化劑的催化反應(yīng)機(jī)理

60、決定了入塔氣中CO2的含量在3-5%（摩爾含量）時(shí)，才能使催化劑的活性達(dá)到最佳狀態(tài)。新鮮合成氣的組成按化學(xué)計(jì)量為：（H2CO2）/（CO+CO2）=2，在生產(chǎn)中采用H2過量，其濃度比為：（H2CO2）/（CO+CO2）=2.052.15。此外入塔氣體中惰性氣體含量太高，將降低反應(yīng)速率，動(dòng)力消耗增大；惰性氣體含量太低，對(duì)反應(yīng)有利，但放空量增大，多損失有效氣體。因此，一般控制在10-13%，但還要根據(jù)催化劑的活性等具體情況而定。煤制甲醇工藝甲醇合成工藝與設(shè)備、空間速度 什么叫空速？空速就是氣體與催化劑接觸時(shí)間的長短，即單位時(shí)間內(nèi)，每單位體積催化劑所通過的原料氣體積流量。提高空速能夠提高催化劑的生產(chǎn)