《煤制甲醇工藝》word版

1、.煤制甲醇工藝1)氣化a）煤漿制備由煤運(yùn)系統(tǒng)送來(lái)的原料煤干基（<25mm）或焦送至煤貯斗，經(jīng)稱重給料機(jī)控制輸送量送入棒磨機(jī)，加入一定量的水，物料在棒磨機(jī)中進(jìn)行濕法磨煤。為了控制煤漿粘度及保持煤漿的穩(wěn)定性加入添加劑，為了調(diào)整煤漿的PH值，加入堿液。出棒磨機(jī)的煤漿濃度約65%，排入磨煤機(jī)出口槽，經(jīng)出口槽泵加壓后送至氣化工段煤漿槽。煤漿制備首先要將煤焦磨細(xì)，再制備成約65%的煤漿。磨煤采用濕法，可防止粉塵飛揚(yáng)，環(huán)境好。用于煤漿氣化的磨機(jī)現(xiàn)在有兩種，棒磨機(jī)與球磨機(jī)；棒磨機(jī)與球磨機(jī)相比，棒磨機(jī)磨出的煤漿粒度均勻，篩下物少。煤漿制備能力需和氣化爐相匹配，本項(xiàng)目擬選用三臺(tái)棒磨機(jī)，單臺(tái)磨機(jī)處理干煤量43

2、53t/h，可滿足60萬(wàn)t/a甲醇的需要。為了降低煤漿粘度，使煤漿具有良好的流動(dòng)性，需加入添加劑，初步選擇木質(zhì)磺酸類添加劑。煤漿氣化需調(diào)整漿的PH值在68，可用稀氨水或堿液，稀氨水易揮發(fā)出氨，氨氣對(duì)人體有害，污染空氣，故本項(xiàng)目擬采用堿液調(diào)整煤漿的PH值，堿液初步采用42的濃度。為了節(jié)約水源，凈化排出的含少量甲醇的廢水及甲醇精餾廢水均可作為磨漿水。b）氣化在本工段，煤漿與氧進(jìn)行部分氧化反應(yīng)制得粗合成氣。煤漿由煤漿槽經(jīng)煤漿加壓泵加壓后連同空分送來(lái)的高壓氧通過(guò)燒咀進(jìn)入氣化爐，在氣化爐中煤漿與氧發(fā)生如下主要反應(yīng)：CmHnSr+m/2O2mCO+（n/2-r）H2+rH2SCO+H2OH2+CO2反應(yīng)在

3、6.5MPa（G）、13501400下進(jìn)行。氣化反應(yīng)在氣化爐反應(yīng)段瞬間完成，生成CO、H2、CO2、H2O和少量CH4、H2S等氣體。離開氣化爐反應(yīng)段的熱氣體和熔渣進(jìn)入激冷室水浴，被水淬冷后溫度降低并被水蒸汽飽和后出氣化爐；氣體經(jīng)文丘里洗滌器、碳洗塔洗滌除塵冷卻后送至變換工段。氣化爐反應(yīng)中生成的熔渣進(jìn)入激冷室水浴后被分離出來(lái)，排入鎖斗，定時(shí)排入渣池，由扒渣機(jī)撈出后裝車外運(yùn)。氣化爐及碳洗塔等排出的洗滌水（稱為黑水）送往灰水處理。c）灰水處理本工段將氣化來(lái)的黑水進(jìn)行渣水分離，處理后的水循環(huán)使用。從氣化爐和碳洗塔排出的高溫黑水分別進(jìn)入各自的高壓閃蒸器，經(jīng)高壓閃蒸濃縮后的黑水混合，經(jīng)低壓、兩級(jí)真空閃蒸

4、被濃縮后進(jìn)入澄清槽，水中加入絮凝劑使其加速沉淀。澄清槽底部的細(xì)渣漿經(jīng)泵抽出送往過(guò)濾機(jī)給料槽，經(jīng)由過(guò)濾機(jī)給料泵加壓后送至真空過(guò)濾機(jī)脫水，渣餅由汽車?yán)鰪S外。閃蒸出的高壓氣體經(jīng)過(guò)灰水加熱器回收熱量之后，通過(guò)氣液分離器分離掉冷凝液，然后進(jìn)入變換工段汽提塔。閃蒸出的低壓氣體直接送至洗滌塔給料槽，澄清槽上部清水溢流至灰水槽，由灰水泵分別送至洗滌塔給料槽、氣化鎖斗、磨煤水槽，少量灰水作為廢水排往廢水處理。洗滌塔給料槽的水經(jīng)給料泵加壓后與高壓閃蒸器排出的高溫氣體換熱后送碳洗塔循環(huán)使用。2）變換在本工段將氣體中的CO部分變換成H2。本工段的化學(xué)反應(yīng)為變換反應(yīng)，以下列方程式表示：CO+H2OH2+CO2由氣化碳

5、洗塔來(lái)的粗水煤氣經(jīng)氣液分離器分離掉氣體夾帶的水分后，進(jìn)入氣體過(guò)濾器除去雜質(zhì)，然后分成兩股，一部分（約為54%）進(jìn)入原料氣預(yù)熱器與變換氣換熱至305左右進(jìn)入變換爐，與自身攜帶的水蒸汽在耐硫變換催化劑作用下進(jìn)行變換反應(yīng)，出變換爐的高溫氣體經(jīng)蒸汽過(guò)熱器與甲醇合成及變換副產(chǎn)的中壓蒸汽換熱、過(guò)熱中壓蒸汽，自身溫度降低后在原料氣預(yù)熱器與進(jìn)變換的粗水煤氣換熱，溫度約335進(jìn)入中壓蒸汽發(fā)生器，副產(chǎn)4.0MPa蒸汽，溫度降至270之后，進(jìn)入低壓蒸汽發(fā)生器溫度降至180，然后進(jìn)入脫鹽水加熱器、水冷卻器最終冷卻到40進(jìn)入低溫甲醇洗1#吸收系統(tǒng)。另一部分未變換的粗水煤氣，進(jìn)入低壓蒸汽發(fā)生器使溫度降至180，副產(chǎn)0.7

6、MPa的低壓蒸汽，然后進(jìn)入脫鹽水加熱器回收熱量，最后在水冷卻器用水冷卻至40，送入低溫甲醇洗2#吸收系統(tǒng)。氣液分離器分離出來(lái)的高溫工藝?yán)淠核蜌饣ざ翁枷此?。氣液分離器分離出來(lái)的低溫冷凝液經(jīng)汽提塔用高壓閃蒸氣和中壓蒸汽汽提出溶解在水中的CO2、H2S、NH3后送洗滌塔給料罐回收利用；汽提產(chǎn)生的酸性氣體送往火炬。3）低溫甲醇洗本工段采用低溫甲醇洗工藝脫除變換氣中CO2、全部硫化物、其它雜質(zhì)和H2O。a）吸收系統(tǒng)本裝置擬采用兩套吸收系統(tǒng)，分別處理變換氣和未變換氣，經(jīng)過(guò)甲醇吸收凈化后的變換氣和未變換氣混合，作為甲醇合成的新鮮氣。由變換來(lái)的變換氣進(jìn)入原料氣一級(jí)冷卻器、氨冷器、進(jìn)入分離器，出分離器的變換

7、氣與循環(huán)高壓閃蒸氣混合后，噴入少量甲醇，以防止變換氣中水蒸氣冷卻后結(jié)冰，然后進(jìn)入原料氣二級(jí)冷卻器冷卻至20，進(jìn)入變換氣甲醇吸收塔，依次脫除H2S+COS、CO2后在49出吸收塔，然后經(jīng)二級(jí)原料氣冷卻器，一級(jí)原料氣冷卻器復(fù)熱后去甲醇合成單元。凈化氣中CO2含量約3.4%，H2S+COS<0.1PPm。來(lái)自甲醇再生塔經(jīng)冷卻的甲醇49從甲醇吸收塔頂進(jìn)入，吸收塔上段為CO2吸收段，甲醇液自上而下與氣體逆流接觸，脫除氣體中CO2，CO2的指標(biāo)由甲醇循環(huán)量來(lái)控制。中間二次引出甲醇液用氨冷器冷卻以降低由于溶解熱造成的溫升。在吸收塔下段，引出的甲醇液大部分進(jìn)入高壓閃蒸器；另一部分溶液經(jīng)氨冷器冷卻后回流進(jìn)

8、入H2S吸收段以吸收變換氣中的H2S和COS，自塔底出來(lái)的含硫富液進(jìn)入H2S濃縮塔。為減少H2和CO損失，從高壓閃蒸槽閃蒸出的氣體加壓后送至變換氣二級(jí)冷卻器前與變換氣混合，以回收H2和CO。未變換氣的吸收流程同變換氣的吸收流程。b）溶液再生系統(tǒng)未變換氣和變換氣溶液再生系統(tǒng)共用一套裝置。從高壓閃蒸器上部和底部分別產(chǎn)生的無(wú)硫甲醇富液和含硫甲醇富液進(jìn)入H2S濃縮塔，進(jìn)行閃蒸汽提。甲醇富液采用低壓氮?dú)馄?。高壓閃蒸器上部的無(wú)硫甲醇富液不含H2S從塔上部進(jìn)入，在塔頂部降壓膨脹。高壓閃蒸器下部的含硫甲醇富液從塔中部進(jìn)入，塔底加入的氮?dú)鈱O2汽提出塔頂，然后經(jīng)氣提氮?dú)饫鋮s器回收冷量后，作為尾氣高點(diǎn)放空。富

9、H2S甲醇液自H2S濃縮塔底出來(lái)后進(jìn)熱再生塔給料泵加壓，甲醇貧液冷卻器換熱升溫進(jìn)甲醇再生塔頂部。甲醇中殘存的CO2以及溶解的H2S由再沸器提供的熱量進(jìn)行熱再生，混和氣出塔頂經(jīng)多級(jí)冷卻分離，甲醇一級(jí)冷凝液回流，二級(jí)冷凝液經(jīng)換熱進(jìn)入H2S濃縮塔底部。分離出的酸性氣體去硫回收裝置。從原料氣分離器和甲醇再生塔底出來(lái)的甲醇水溶液經(jīng)泵加壓后甲醇水分離器，通過(guò)蒸餾分離甲醇和水。甲醇水分離器由再沸器提供。塔頂出來(lái)的氣體送到甲醇再生塔中部。塔底出來(lái)的甲醇含量小于100PPm的廢水送水煤漿制備工序或去全廠污水處理系統(tǒng)。c）氨壓縮制冷從凈化各制冷點(diǎn)蒸發(fā)后的-33氣氨氣體進(jìn)入氨液分離器，將氣體中的液粒分離出來(lái)后進(jìn)入離

10、心式制冷壓縮機(jī)一段進(jìn)口壓縮至冷凝溫度對(duì)應(yīng)的冷凝壓力，然后進(jìn)入氨冷凝器。氣氨通過(guò)對(duì)冷卻水放熱冷凝成液體后，靠重力排入液氨貯槽。液氨通過(guò)分配器送往各制冷設(shè)備。4）甲醇合成及精餾a）甲醇合成經(jīng)甲醇洗脫硫脫碳凈化后的產(chǎn)生合成氣壓力約為5.6MPa，與甲醇合成循環(huán)氣混合，經(jīng)甲醇合成循環(huán)氣壓縮機(jī)增壓至6.5MPa，然后進(jìn)入冷管式反應(yīng)器（氣冷反應(yīng)器）冷管預(yù)熱到235，進(jìn)入管殼式反應(yīng)器（水冷反應(yīng)器）進(jìn)行甲醇合成，CO、CO2和H2在Cu-Zn催化劑作用下，合成粗甲醇，出管殼式反應(yīng)器的反應(yīng)氣溫度約為240，然后進(jìn)入氣冷反應(yīng)器殼側(cè)繼續(xù)進(jìn)行甲醇合成反應(yīng)，同時(shí)預(yù)熱冷管內(nèi)的工藝氣體，氣冷反應(yīng)器殼側(cè)氣體出口溫度為250，

11、再經(jīng)低壓蒸汽發(fā)生器，鍋爐給水加熱器、空氣冷卻器、水冷器冷卻后到40，進(jìn)入甲醇分離器，從分離器上部出來(lái)的未反應(yīng)氣體進(jìn)入循環(huán)氣壓縮機(jī)壓縮，返回到甲醇合成回路。一部分循環(huán)氣作為弛放氣排出系統(tǒng)以調(diào)節(jié)合成循環(huán)圈內(nèi)的惰性氣體含量，合成弛放氣送至膜回收裝置，回收氫氣，產(chǎn)生的富氫氣經(jīng)壓縮機(jī)壓縮后作為甲醇合成原料氣；膜回收尾氣送至甲醇蒸汽加熱爐過(guò)熱甲醇合成反應(yīng)器副產(chǎn)的中壓飽和蒸汽（2.5MPa），將中壓蒸汽過(guò)熱到400。粗甲醇從甲醇分離器底部排出，經(jīng)甲醇膨脹槽減壓釋放出溶解氣后送往甲醇精餾工段。系統(tǒng)弛放氣及甲醇膨脹槽產(chǎn)生的膨脹氣混合送往工廠鍋爐燃料系統(tǒng)。甲醇合成水冷反應(yīng)器副產(chǎn)中壓蒸汽經(jīng)變換過(guò)熱后送工廠中壓蒸汽管

12、網(wǎng)。b）甲醇精餾從甲醇合成膨脹槽來(lái)的粗甲醇進(jìn)入精餾系統(tǒng)。精餾系統(tǒng)由預(yù)精餾塔、加壓塔、常壓塔組成。預(yù)精餾塔塔底出來(lái)的富甲醇液經(jīng)加壓至0.8MPa、80，進(jìn)入加壓塔下部，加壓塔塔頂氣體經(jīng)冷凝后，一部分作為回流，一部分作為產(chǎn)品甲醇送入貯存系統(tǒng)。由加壓塔底出來(lái)的甲醇溶液自流入常壓塔下塔進(jìn)一步蒸餾，常壓塔頂出來(lái)的回流液一部分回流，一部分作為精甲醇經(jīng)泵送入貯存系統(tǒng)。常壓塔底的含甲醇的廢水送入磨煤工段作為磨煤用水。在常壓塔下部設(shè)有側(cè)線采出，采出甲醇、乙醇和水的混合物，由汽提塔進(jìn)料泵送入汽提塔，汽提塔塔頂液體產(chǎn)品部分回流，其余部分作為產(chǎn)品送至精甲醇中間槽或送至粗甲醇貯槽。汽提塔下部設(shè)有側(cè)線采出，采出部分異丁基

13、油和少量乙醇,混合進(jìn)入異丁基油貯槽。汽提塔塔底排出的廢水，含少量甲醇，進(jìn)入沉淀池，分離出雜醇和水，廢水由廢水泵送至廢水處理裝置。c）中間罐區(qū)甲醇精餾工序臨時(shí)停車時(shí)，甲醇合成工序生產(chǎn)的粗甲醇，進(jìn)入粗甲醇貯罐中貯存。甲醇精餾工序恢復(fù)生產(chǎn)時(shí)，粗甲醇經(jīng)粗甲醇泵升壓后送往甲醇精餾工序。甲醇精餾工序生產(chǎn)的精甲醇，進(jìn)入甲醇計(jì)量罐中。經(jīng)檢驗(yàn)合格的精甲醇用精甲醇泵升壓送往成品罐區(qū)甲醇貯罐中貯存待售。5）空分裝置本裝置工藝為分子篩凈化空氣、空氣增壓、氧氣和氮?dú)鈨?nèi)壓縮流程，帶中壓空氣增壓透平膨脹機(jī)，采用規(guī)整填料分餾塔，全精餾制氬工藝。原料空氣自吸入口吸入，經(jīng)自潔式空氣過(guò)濾器除去灰塵及其它機(jī)械雜質(zhì)。過(guò)濾后的空氣進(jìn)入離

14、心式空壓機(jī)經(jīng)壓縮機(jī)壓縮到約0.57MPa(A)，然后進(jìn)入空氣冷卻塔冷卻。冷卻水為經(jīng)水冷塔冷卻后的水。空氣自下而上穿過(guò)空氣冷卻塔，在冷卻的同時(shí)，又得到清洗。經(jīng)空冷塔冷卻后的空氣進(jìn)入切換使用的分子篩純化器空氣中的二氧化碳、碳?xì)浠衔锖退直晃?。分子篩純化器為兩只切換使用，其中一只工作時(shí)，另一只再生。純化器的切換周期約為4小時(shí)，定時(shí)自動(dòng)切換。凈化后的空氣抽出一小部分，作為儀表空氣和工廠空氣。其余空氣分成兩股，一股直接進(jìn)入低壓板式換熱器，從換熱器底部抽出后進(jìn)入下塔。另外一股進(jìn)入空氣增壓機(jī)。經(jīng)過(guò)空氣增壓機(jī)的中壓空氣分成兩部分，一部分進(jìn)入高壓板式換熱器，冷卻后進(jìn)入低溫膨脹機(jī)，膨脹后空氣進(jìn)入下塔精餾。另一

15、部分中壓空氣經(jīng)過(guò)空氣增壓機(jī)二段壓縮為高壓空氣，進(jìn)入高壓板式換熱器，冷卻后經(jīng)節(jié)流閥節(jié)流后進(jìn)入下塔?？諝饨?jīng)下塔初步精餾后，獲得富氧液空、低純液氮、低壓氮?dú)?，其中富氧液空和低純液氮?jīng)過(guò)冷器過(guò)冷后節(jié)流進(jìn)入上塔。經(jīng)上塔進(jìn)一步精餾后，在上塔底部獲得液氧，并經(jīng)液氧泵壓縮后進(jìn)入高壓板式換熱器，復(fù)熱后出冷箱，進(jìn)入氧氣管網(wǎng)。在下塔頂部抽取的低壓氮?dú)?，進(jìn)入高壓板式換熱器，復(fù)熱后送至全廠低壓氮?dú)夤芫W(wǎng)。從上塔上部引出污氮?dú)饨?jīng)過(guò)冷器、低壓板式換熱器和高壓板式換熱器復(fù)熱出冷箱后分成兩部分：一部分進(jìn)入分子篩系統(tǒng)的蒸汽加熱器，作為分子篩再生氣體，其余污氮?dú)馊ニ渌?。從上塔中部抽取一定量的氬餾份送入粗氬塔，粗氬塔在結(jié)構(gòu)上分為兩段

16、，第二段氬塔底部的回流液經(jīng)液體泵送入第一段頂部作為回流液，經(jīng)粗氬塔精餾得到99.6?Ar，2ppmO2的粗氬，送入精氬塔中部，經(jīng)精氬塔精餾在精氬塔底部得到純度為99.999%Ar的*氬作為產(chǎn)品抽出送入進(jìn)貯。二、甲醇合成方法 當(dāng)今甲醇生產(chǎn)技術(shù)主要采用中壓法和低壓法兩種工藝，并且以低壓法為主，這兩種方法生產(chǎn)的甲醇約占世界甲醇產(chǎn)量的80以上。 高壓法：（19.629.4MPa）是最初生產(chǎn)甲醇的方法，采用鋅鉻催化劑，反應(yīng)溫度360400，壓力19.629.4MPa。高壓法由于原料和動(dòng)力消耗大，反應(yīng)溫度高，生成粗甲醇中有機(jī)雜質(zhì)含量高，而且投資大，其發(fā)展長(zhǎng)期以來(lái)處于停頓狀態(tài)。 低壓法（5.08.0MPa）

17、是20世紀(jì)60年代后期發(fā)展起來(lái)的甲醇合成技術(shù)。低壓法基于高活性的銅系催化劑，其活性明顯高于鋅鉻催化劑，反應(yīng)溫度低（240-270）。在較低壓力下可獲得較高的甲醇收率，且選擇性好，減少了副反應(yīng)，改善了甲醇質(zhì)量，降低了原料的消耗。此外，由于壓力低，動(dòng)力消耗降低很多，工藝設(shè)備制造容易。中壓法（9.812.0MPa）：隨著甲醇工業(yè)的大型化，如采用低壓法勢(shì)必導(dǎo)致工藝管道和設(shè)備較大，因此在低壓法的基礎(chǔ)上適當(dāng)提高合成壓力，即發(fā)展成為中壓法。中壓法仍采用高活性的銅系催化劑，反應(yīng)溫度與低壓法相同，但由于提高了壓力，相應(yīng)的動(dòng)力消耗略有增加。比較以上三者的優(yōu)缺點(diǎn)，以投資成本，生產(chǎn)成本，產(chǎn)品收率為依據(jù)，選擇中壓法為生

18、產(chǎn)甲醇的工藝路線。一、 甲醇合成的生產(chǎn)原理及影響因素1. 合成系統(tǒng)中的反應(yīng) CO2 + H2 CH3OH +102.37kJ/mol CO + H2 (CH3)2O+H2O +200.39kJ/mol CO + 3H2 CH4+H2O +115.69kJ/mol CO2 + H2 CO+H2 -42.92kJ/mol CO + H2 C4H9OH+3H2O +49.62kJ/mol2. 甲醇合成生產(chǎn)的影響因素1) 溫度用來(lái)調(diào)節(jié)甲醇合成反應(yīng)過(guò)程的工藝參數(shù)中，溫度對(duì)于反應(yīng)混合物的平衡和速率，都有很大影響。由一氧化碳加氫生成甲醇的反應(yīng)和由二氧化碳加氫生成甲醇的反應(yīng)，均為可逆的放熱反應(yīng)。i) 一氧化碳

19、加氫合成甲醇的最佳溫度對(duì)于可逆放熱反應(yīng)而言，存在最佳反應(yīng)溫度曲線。當(dāng)甲醇含量較低時(shí)，由于平衡的影響相對(duì)的很小，最佳溫度高，隨著反應(yīng)的進(jìn)行，甲醇含量升高，平衡影響增大，最佳溫度就低。反應(yīng)器操作時(shí)，沿著最佳溫度線進(jìn)行，則反應(yīng)速率最高而可得最大產(chǎn)量，但溫度不能超過(guò)催化劑耐熱允許溫度，對(duì)于銅基催化劑一般不超過(guò)300。最佳溫度值受操作壓力，反應(yīng)氣體混合物的初始組成以及所用催化劑的顆粒大小等因素影響。ii) 有二氧化碳參加反應(yīng)時(shí)的最佳溫度 由于兩個(gè)反應(yīng)的速率常數(shù)和平衡常數(shù)不同，同一組成下，兩個(gè)反應(yīng)的最佳溫度不同。故使兩個(gè)反應(yīng)速率之和最大時(shí)的溫度，才是該反應(yīng)系統(tǒng)的最佳溫度。實(shí)現(xiàn)最佳溫度的方法，工業(yè)上采用連續(xù)

20、換熱式或多段冷激式催化劑筐，使催化床的溫度盡可能沿最佳溫度分布。2) 壓力 壓力也是甲醇合成反應(yīng)過(guò)程的重要工藝條件之一。甲醇合成反應(yīng)時(shí)分子數(shù)減少，因此增加壓力對(duì)平衡有利，由于壓力高，組分的分壓提高，因而催化劑的生產(chǎn)強(qiáng)度也提高。操作壓力的選用與催化劑的活性溫度范圍有關(guān)。對(duì)于鋅鉻催化劑，其起始活性溫度在320，由于反應(yīng)平衡的限制，只能選用2530mpa。再高的壓力則會(huì)導(dǎo)致副反應(yīng)加速，造成溫度猛升而損壞催化劑。而銅系催化劑的活性溫度范圍在200300，操作壓力可降至5MPa，若能解決移熱問(wèn)題，則可設(shè)計(jì)高壓下銅基催化劑合成甲醇的系統(tǒng)。對(duì)于現(xiàn)有合成塔的操作，催化劑使用初期，活性好，操作壓力可較低;催化劑

21、使用后期，活性降低，往往采用較高壓力，以保持一定的生產(chǎn)強(qiáng)度。3) 原料配比 實(shí)驗(yàn)證明，最大反應(yīng)速率時(shí)的組成并不是化學(xué)計(jì)量組成，由動(dòng)力學(xué)方程確定的最佳氫碳比表明，在遠(yuǎn)離平衡的情況下，ZnCr催化劑最大反應(yīng)速率的組成H2：CO4，據(jù)報(bào)道，氫含量還可以減少副反應(yīng)以及降低催化劑的中毒程度。以上所指組成的氫碳比是合成反應(yīng)器內(nèi)的組成，近似于循環(huán)氣組成，至于合成系統(tǒng)的進(jìn)口新鮮氣組成，則應(yīng)根據(jù)整個(gè)合成系統(tǒng)的物料平衡而定，以維持系統(tǒng)的穩(wěn)定生產(chǎn)。CO2的存在對(duì)于甲醇合成是有益的，一般維持在26即可，新鮮氣中CO2含量還可略高些。新鮮氣的組成，一般受上游流程的制約，但也要盡量滿足本系統(tǒng)的要求。按化學(xué)計(jì)量要求（H2-

22、CO2）與(CO+CO2)的摩爾比一般為2.052.15。惰性氣體的含量也能影響反應(yīng)速率，含量太高，降低反應(yīng)速率，生產(chǎn)單位產(chǎn)量的動(dòng)力消耗也大；維持低惰性氣含量，則放空量加大，多損失有效氣體。一般來(lái)說(shuō)，惰性氣體含量要根據(jù)具體情況來(lái)定，而且這也是調(diào)節(jié)工況的手段之一。4) 催化劑顆粒尺寸 由動(dòng)力學(xué)研究可知，催化劑顆粒大小對(duì)甲醇合成的宏觀速率有顯著的影響。催化劑顆粒小，內(nèi)表面利用率大，從而宏觀反應(yīng)速率大，可減少催化劑用量；粒度減小，會(huì)使床層壓力降增大，從而增加動(dòng)力消耗。因此催化劑的最佳顆粒尺寸尚需視氣流和床層的特性即有關(guān)的具體情況而定。較合理的情況是，反應(yīng)器上部裝小顆粒，下部則裝大顆粒催化劑。5) 空

23、速 對(duì)于甲醇合成過(guò)程，若采用較低空速，則反應(yīng)速率變化較大，反應(yīng)過(guò)程中氣體混合物的組成與平衡組成較接近，反應(yīng)速率較低，催化劑的生產(chǎn)強(qiáng)度較低，但單位甲醇產(chǎn)品所需循環(huán)氣量小，氣體循環(huán)的動(dòng)力消耗小，預(yù)熱未反應(yīng)氣體到催化劑進(jìn)口溫度所需換熱面積較小，且離開反應(yīng)器氣體的溫度較高，熱能利用價(jià)值高。若采用較高空速，則反應(yīng)速率變化較小，催化劑的生產(chǎn)強(qiáng)度提高，但增大了預(yù)熱所需傳熱面積，熱能利用率降低，增大了循環(huán)氣體通過(guò)設(shè)備的壓力降及動(dòng)力消耗，并且由于氣體中反應(yīng)產(chǎn)物的濃度降低，增加了分離反應(yīng)產(chǎn)物的費(fèi)用。還應(yīng)注意，空速增大到一定程度后，催化劑床層溫度不能維持。因此，必須綜合多方面因素來(lái)考慮最佳空速的問(wèn)題。6) 反應(yīng)器結(jié)

24、構(gòu) 甲醇合成塔內(nèi)件的型式繁多，內(nèi)件的核心為催化劑筐，他的設(shè)計(jì)好壞直接影響合成塔的產(chǎn)量和消耗定額。一個(gè)好的催化劑筐設(shè)計(jì)應(yīng)滿足以下要求：i) 能保證催化劑在升溫、還原過(guò)程中操作正常、還原充分，盡可能地提高催化劑的活性，達(dá)到最大的生產(chǎn)強(qiáng)度。ii) 能有效地移去反應(yīng)熱，合理地控制催化劑層的溫度分布，使其逼近最佳操作溫度線，提高甲醇凈值和催化劑的使用壽命。 iii) 能保證氣體均勻地通過(guò)催化劑層，阻力小，氣體處理量大，甲醇產(chǎn)量高。iv) 充分利用高壓空間，盡可能多裝催化劑，提高容積利用系數(shù)。v) 操作穩(wěn)定、調(diào)節(jié)方便，能適應(yīng)各種操作條件的變化。vi) 結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，運(yùn)轉(zhuǎn)可靠，裝卸催化劑方便，制造、安裝和維修容易等。vii) 妥善處理各個(gè)內(nèi)件的連接與保溫，避免產(chǎn)生熱應(yīng)力，使內(nèi)件在塔內(nèi)能自由脹縮。如上所述，合成塔內(nèi)件型式很多，有各自的特點(diǎn)和適用場(chǎng)合，因此不能用簡(jiǎn)單的方法肯