甲醇生產(chǎn)技術(shù) 甲醇生產(chǎn)工藝流程

甲醇生產(chǎn)技術(shù)

通過(guò)本項(xiàng)目的學(xué)習(xí)，了解甲醇的基本性質(zhì)和用途，甲醇工業(yè)的基本情況及甲醇的生產(chǎn)方法，熟悉甲醇的工藝生產(chǎn)流程及甲醇生產(chǎn)的操作規(guī)程，掌握影響甲醇生產(chǎn)的工藝條件及影響因素。項(xiàng)目說(shuō)明:1、了解甲醇的理化性質(zhì)及用途。2、了解甲醇的生產(chǎn)方法。3、熟悉甲醇生產(chǎn)設(shè)備知識(shí)。4、熟悉甲醇的工藝流程。5、掌握影響甲醇生產(chǎn)的工藝條件及影響因素。知識(shí)目標(biāo):1、能夠熟練運(yùn)用專業(yè)工具書(shū)、期刊、專業(yè)書(shū)籍和網(wǎng)絡(luò)資源等。2、能對(duì)收集的甲醇生產(chǎn)的相關(guān)知識(shí)進(jìn)行合理的分類和歸納。3、能較熟練地運(yùn)用外語(yǔ)進(jìn)行專業(yè)信息收信和處理。4、能對(duì)甲醇生產(chǎn)工藝條件進(jìn)行分析。5、能對(duì)甲醇生產(chǎn)設(shè)備的選擇。6、能讀懂生產(chǎn)工藝流程圖。7、具有編制操作規(guī)程的初步能力。能力目標(biāo)：1、具有良好的團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力。2、具有良好的語(yǔ)言表達(dá)和文字表達(dá)能力。3、培養(yǎng)安全生產(chǎn)、清潔生產(chǎn)的意識(shí)。素質(zhì)目標(biāo)：典型設(shè)備的選擇05教學(xué)目標(biāo)知識(shí)目標(biāo)能力目標(biāo)

了解甲醇生產(chǎn)所用的設(shè)備；

熟悉甲醇合成反應(yīng)器的結(jié)構(gòu)

能夠根據(jù)反應(yīng)特點(diǎn)進(jìn)行典型設(shè)備的正確選擇工作任務(wù):

結(jié)合教材內(nèi)容，查找相關(guān)文獻(xiàn)資料，學(xué)習(xí)甲醇生產(chǎn)設(shè)備的種類、設(shè)備結(jié)構(gòu)等知識(shí)，并完成表格內(nèi)容。完成下表內(nèi)容并交流:問(wèn)題內(nèi)容文獻(xiàn)資料來(lái)源什么是催化劑?催化劑有什么作用？甲醇生產(chǎn)所用的催化劑的組成是什么?什么是催化劑的活化?活化的方法有哪些？如何進(jìn)行催化劑的裝填?催化劑使用過(guò)程中應(yīng)注意哪些問(wèn)題?一、反應(yīng)器的結(jié)構(gòu)和材質(zhì)反應(yīng)特點(diǎn)工藝對(duì)反應(yīng)器的要求氣固相反應(yīng)氣固相反應(yīng)器強(qiáng)放熱反應(yīng)1、溫度要求：高溫2、換熱要求：反應(yīng)熱應(yīng)及時(shí)移出，否則副反應(yīng)增加，催化劑易燒結(jié)，活性降低體積縮小的反應(yīng)壓力要求：能承受高壓含有腐蝕性物質(zhì)材質(zhì)能防止氫氣、一氧化碳、甲醇、有機(jī)酸及羰基物的高溫腐蝕固體催化劑裝填量盡量多空速局部阻力小，流體阻力小，進(jìn)出口壓降小

根據(jù)移走熱量的操作方式：等溫式、絕熱式根據(jù)冷卻方式：直接冷卻－冷激式

間接冷卻－列管式

二、反應(yīng)器結(jié)構(gòu)類型a.冷激式絕熱反應(yīng)器：避免過(guò)熱，合理分布冷激氣和反應(yīng)氣b.列管式等溫反應(yīng)器：催化劑裝管程，冷卻水走殼程，單純轉(zhuǎn)化率高。冷激式反應(yīng)器溫度分布

可調(diào)節(jié)蒸汽壓力控制殼程溫度，徑向溫度均勻，循環(huán)氣量小，節(jié)能

因氫蝕及Fe(CO)5，選用Ni-Cr鋼，1Cr18Ni18Ti三、反應(yīng)器材質(zhì)合成氣COH2Fe3C+2H2CH4+3FeFe3C+COFe(CO)5150℃氫蝕CO腐蝕四、甲醇分離器分離類型分離要求分離設(shè)備氣液分離將經(jīng)過(guò)冷凝的液態(tài)甲醇與未反應(yīng)的原料氣分離旋液分離器甲醇分離器1-內(nèi)筒;2-外筒;3-頂蓋;4-鋼絲網(wǎng)甲醇生產(chǎn)工藝流程組織06教學(xué)目標(biāo)知識(shí)目標(biāo)能力目標(biāo)

了解甲醇的常見(jiàn)生產(chǎn)方法

熟悉甲醇的典型生產(chǎn)工藝過(guò)程

能夠?qū)状忌a(chǎn)工藝流程進(jìn)行解析工作任務(wù):

結(jié)合教材內(nèi)容，查找相關(guān)文獻(xiàn)資料，學(xué)習(xí)甲醇生產(chǎn)工藝流程及過(guò)程控制的知識(shí)

，并完成表格內(nèi)容。完成下表內(nèi)容并交流:問(wèn)題內(nèi)容文獻(xiàn)資料來(lái)源高壓法生產(chǎn)甲醇有什么工藝特點(diǎn)？低壓法生產(chǎn)甲醇有什么工藝特點(diǎn)?以低壓法生產(chǎn)甲醇為例，說(shuō)說(shuō)如何組織生產(chǎn)流程。收集并整理甲醇生產(chǎn)的崗位職責(zé)項(xiàng)目涉及危險(xiǎn)化學(xué)品特性一覽表序號(hào)危險(xiǎn)物質(zhì)名稱熔點(diǎn)（℃）沸點(diǎn)（℃）閃點(diǎn)（℃）爆炸極限(V％)引燃溫度（℃）飽和蒸氣壓（KPa）相對(duì)密度(水=1)相對(duì)密度(空氣=1)外觀與性狀危險(xiǎn)特性健康危害LD5001甲醇-97.8℃64.7116-36.546413.33kpa0.791.11無(wú)色澄清液體100ml02CO03H2一、甲醇生產(chǎn)中安全、環(huán)保、節(jié)能措施1、安全技術(shù)方案物料閃點(diǎn)℃爆炸極限危險(xiǎn)特性安全對(duì)策甲醇COH22、環(huán)保技術(shù)方案三廢來(lái)源三廢組成預(yù)防方案治理方案氣液分離器放空氣（合成塔、精餾塔）不凝氣體部分送轉(zhuǎn)化爐再利用或作為轉(zhuǎn)化爐燃料部分直接排放輕組分精餾塔塔底廢水甲醇、乙醇、甲酸等酸性有機(jī)物進(jìn)一步精餾分離回收甲醇、乙醇等重組分精餾塔塔底廢水水、有機(jī)酸集中送三廢處理廢渣更換的舊觸媒送催化劑廠回收壓縮機(jī)油水分離器分出的廢水集中后處理3、節(jié)能技術(shù)方案可能回收利用的熱量回收利用方案高溫產(chǎn)物所攜帶的反應(yīng)熱與冷原料換熱反應(yīng)熱汽包中蒸汽吸收反應(yīng)熱產(chǎn)生高壓水蒸汽，可推動(dòng)壓縮機(jī)工作或用于其他重組分精餾塔底的高溫廢水預(yù)熱合成塔氣液分離器來(lái)的低溫物料分離類型物料特性分離方案氣液分離甲醇、氫氣、一氧化碳等旋液分離器液液分離甲醇、乙醇、水、二甲醚、酸、酯等先精餾分離輕組分雜質(zhì)，同時(shí)回收少部分甲醇，再精餾分離重組分雜質(zhì)，得精甲醇4、產(chǎn)物分離方案1、工藝流程內(nèi)容

(1)確定整個(gè)流程的組成

由哪些生產(chǎn)過(guò)程或工序來(lái)構(gòu)成全過(guò)程

每個(gè)單元過(guò)程的具體任務(wù)

每個(gè)生產(chǎn)過(guò)程或工序之間如何連接

(2)確定每個(gè)過(guò)程或工序的組成：由哪些設(shè)備組成，設(shè)備的作用，如何連接

(3)確定操作條件：確定整個(gè)生產(chǎn)工序或每臺(tái)設(shè)備的各個(gè)不同部位要達(dá)到和保持的操作條件。

(4)合理利用原料及能量。

(5)確定三廢的治理方法。

(6)確保安全生產(chǎn)措施。二、生產(chǎn)工藝流程組織的內(nèi)容2、化工生產(chǎn)過(guò)程的三個(gè)系統(tǒng)3、工藝流程中常用設(shè)備輸送，潔凈，混合和計(jì)量，預(yù)處理到反應(yīng)條件，反應(yīng)設(shè)備，精制，貯存。4、化工工藝流程的組織原料，輸送設(shè)備，清凈設(shè)備，混合設(shè)備，反應(yīng)混合物，處理到反應(yīng)條件的設(shè)備，反應(yīng)設(shè)備，產(chǎn)物分離設(shè)備。甲醇合成的原則流程甲醇合成的工序的原則流程圖

低壓法合成甲醇的流程由①造氣②壓縮③合成④分離精制四大部分組成三、甲醇生產(chǎn)工藝流程組織低壓法合成甲醇生產(chǎn)工藝流程1-壓縮機(jī)入口緩沖罐；2，11-壓縮機(jī)；3-天然氣出口緩沖罐；,6,12,15,19-加熱器；5-脫硫槽；7--轉(zhuǎn)化器；8-廢熱鍋爐；9,16,21,25,29-冷卻器；10,17-分離器；13-合成氣混合罐；14-合成塔；18-閃蒸罐；20-預(yù)精餾塔；22,26,30-回流罐；23,27,31-冷凝器；24-精甲醇加壓塔；28-精甲醇常壓塔甲醇生產(chǎn)操作與控制07教學(xué)目標(biāo)知識(shí)目標(biāo)能力目標(biāo)

理解甲醇的生產(chǎn)操作工序

熟悉甲醇的生產(chǎn)的工藝控制參數(shù)和操作規(guī)程

能夠進(jìn)行甲醇的生產(chǎn)操作和控制工作任務(wù):

結(jié)合教材內(nèi)容，查找相關(guān)文獻(xiàn)資料，學(xué)習(xí)甲醇生產(chǎn)開(kāi)車、停車、生產(chǎn)運(yùn)行控制及生產(chǎn)應(yīng)急處置的知識(shí)，并完成表格內(nèi)容。完成下表內(nèi)容并交流:問(wèn)題內(nèi)容文獻(xiàn)資料來(lái)源收集并整理壓縮機(jī)的操作規(guī)程收集并整理低壓法合成工段的操作規(guī)程收集并整理甲醇生產(chǎn)中精餾工段的操作規(guī)程

甲醇合成塔的操作是甲醇生產(chǎn)的核心，不僅關(guān)系到產(chǎn)品的產(chǎn)量、質(zhì)量、消耗，還關(guān)系到催化劑和設(shè)備的使用壽命，甚至整個(gè)車間和工廠的經(jīng)濟(jì)效益。因此，一切操作條件都要維護(hù)甲醇合成塔的生產(chǎn)條件。影響合成塔的各種因素有溫度、壓力、進(jìn)料組成、空間速度等。那么這些因素如何才能達(dá)到最佳狀態(tài)？正常生產(chǎn)時(shí)應(yīng)該如何控制和維護(hù)這些條件呢？出口氣體溫度調(diào)節(jié)方法溫度波動(dòng)小調(diào)節(jié)外送蒸汽量增加或減少，使汽包壓力下降或上升。溫度波動(dòng)較大調(diào)節(jié)循環(huán)氣量增加或減少，使氣體帶走的熱量增加或減少溫度波動(dòng)很大調(diào)節(jié)入塔氣中CO或CO2含量增加或減少，使反應(yīng)加劇或減緩一、溫度控制等溫合成反應(yīng)器內(nèi)催化劑一般不設(shè)溫度測(cè)量設(shè)備，催化劑層溫度由合成塔出口氣體溫度進(jìn)行判斷。而影響合成塔出口氣體溫度的因素主要有汽包壓力、入塔氣量、入塔氣體成分、系統(tǒng)負(fù)荷等。二、壓力控制合成系統(tǒng)的壓力取決于合成反應(yīng)的好壞及新鮮氣量的大小?，F(xiàn)象調(diào)節(jié)方法壓力超標(biāo)立即減少新鮮進(jìn)氣量加大馳放氣量或打開(kāi)馳放氣放空閥泄壓壓力微小波動(dòng)調(diào)節(jié)循環(huán)氣中惰性氣體含量調(diào)節(jié)注意事項(xiàng)系統(tǒng)研究超壓，調(diào)壓時(shí)要緩慢，以免壓力突變損壞設(shè)備和管道，調(diào)速小于0.1MPA/min三、入塔氣體成分控制影響因素調(diào)節(jié)方法氫碳比調(diào)節(jié)新鮮氣的氫碳比2.05～2.15同時(shí)調(diào)節(jié)汽包壓力和循環(huán)氣量，確保溫度穩(wěn)定惰性氣體含量馳放氣量硫化物含量減少或切斷新鮮氣，并通知脫硫工序，以免催化劑中毒四、甲醇分離器的控制

反應(yīng)混合氣體在醇分離器中的分離效果取決于氣體經(jīng)水冷器后的氣體溫度和氣體流量。溫度越低，甲醇冷凝越完全，分離后的氣體中甲醇含量越低。

當(dāng)溫度超溫時(shí)應(yīng)該如何調(diào)控呢？影響因素調(diào)節(jié)方法氣體溫度增加循環(huán)冷卻水量降低循環(huán)冷卻水溫度氣體流量減少循環(huán)氣量分離器液位降低分離器的液位，增大分離空間甲醇生產(chǎn)異?，F(xiàn)象及故障排除08教學(xué)目標(biāo)知識(shí)目標(biāo)能力目標(biāo)

了解甲醇的應(yīng)急處置辦法

熟悉甲醇的貯存方法

掌握甲醇使用、生產(chǎn)中事故產(chǎn)生的原因

能夠排除甲醇貯存、使用和生產(chǎn)事故

工作任務(wù):

結(jié)合教材內(nèi)容，查找相關(guān)文獻(xiàn)資料，學(xué)習(xí)甲醇貯存、應(yīng)急處置辦法、安全生產(chǎn)的知識(shí)的知識(shí)，并完成表格內(nèi)容。完成下表內(nèi)容并交流:收集甲醇生產(chǎn)、使用或貯存中產(chǎn)生的事故產(chǎn)生的原因如何采取措施來(lái)避免事故1事故2事故3一、甲醇生產(chǎn)中可能故障分析及應(yīng)對(duì)措施。1合成塔溫度升高汽包壓力過(guò)高調(diào)整汽包壓力循環(huán)氣量小，帶出熱量少加大循環(huán)量汽包液位低適當(dāng)加大軟水進(jìn)汽包量入塔氣中CO含量過(guò)高，反應(yīng)劇烈適當(dāng)降低CO含量溫度表失靈，指示溫度不正確校正溫度計(jì)2合成塔壓力升高觸媒溫度低，反應(yīng)狀態(tài)惡化適當(dāng)提高觸媒溫度負(fù)荷增大工藝指標(biāo)相應(yīng)調(diào)整適應(yīng)負(fù)荷的變化惰性氣體含量增大，反應(yīng)惡化開(kāi)大吹出氣量，降低惰性氣體含量氫碳比失調(diào)，反應(yīng)惡化調(diào)整進(jìn)氣比例3塔內(nèi)系統(tǒng)阻力增加催化劑燒結(jié)停車更換換熱器管程堵塞停車疏通閥門(mén)開(kāi)度小開(kāi)大閥門(mén)設(shè)備內(nèi)部零部件堵塞氣體管道停車檢修催化劑粉化改善操作條件，保護(hù)催化劑4