《有机化工生产技术 教学课件 ppt 作者 刘小隽 主编甲醇生产课件1》由会员分享，可在线阅读，更多相关《有机化工生产技术 教学课件 ppt 作者 刘小隽 主编甲醇生产课件1（35页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、有机化工生产技术,学习情境三 甲醇生产,甲醇用途简介,任务一 认识生产装置和工艺过程,任务二 识读合成岗位带控制点工艺流程,3,任务三 合成岗操作条件影响分析,4,任务六 甲醇分离与精制岗位操作,任务四 合成岗位开车操作,任务五 合成岗位停车和事故处理操作,甲醇用途简介,3,4,4,甲醇是重要化工原料，其中90%生产化工产品、10%用于能源 生产甲醛、醋酸、对苯二甲酸二甲脂、二甲醚等产品 最大消费领域:甲醛，消费比例约为40% 甲醇也是合成人工蛋白的重要原料。 能源领域: 甲醇辛烷值高，具有良好的燃烧、抗爆性能好，可作无烟燃料使用。 用于直接生产汽油混合物燃料 生产MTBE作为汽油添加剂,有机
2、化工的几种重要基础原料？,任务一 认识生产装置和工艺过程,一、甲醇生产方法 木材或木质素干馏法（木精） 氯甲烷水解法 碱性条件（一般氢氧化钙） 甲烷部分氧化法 氧化反应不易控制，收率较低 合成气化学合成法,高压法、低压法、中压法,合成气的生产方法,原料主要有三大类： 气体原料：天然气、焦炉气、炼厂气和乙炔尾气等 乙炔尾气是指甲烷氧化裂解制乙炔过程的尾气液体 液体原料：石油馏分油 固体原料：煤及其加工产品（焦、半焦）,合成气的生产方法,气体原料： 天然气、焦炉气、炼厂气和乙炔尾气等 乙炔尾气是指甲烷氧化裂解制乙炔过程的尾气液体 天然气原料：蒸汽转化 、催化部分氧化、非催化部分氧化,最重要的方法，
3、 强吸热,合成气的生产方法,馏分油为原料(液体原料) 轻质馏分油石脑油和重油为主 石脑油：蒸汽转化法 重油包括常压重油、减压重油、裂化重油及它们的混合物。 重油：部分氧化法、高温裂解法（较少）,合成气的生产方法,煤及其加工产品为原料 煤与焦炭 气化剂：蒸汽、氧气（或空气、富氧空气）,合成气化学合成法,高压法 1923年工业化； 锌铬催化剂 ； 300400，30MPa ； 设备承压能力要求高、 能耗高,低压法 1966年工业化； 铜基催化剂 ； 压力5MPa ； 多段冷激式合成塔 列管式固定床 压力低、设备体积大,中压法 铜基催化剂 ； 压力为10MPa ； 合成塔与低压法相同,导致设备体积相
4、当庞大，不利于甲醇生产的大型化,任务一认识装置和工艺流程,一、认识生产装置 二、识读工艺流程图 三、画图,任务目标,任务一认识装置和工艺流程,某一企业甲醇的生产能力为10Wt/a，以天然气为原料，采用低压法生产工艺，经过原料气制造、原料气净化、甲醇合成、粗甲醇精馏等工序后获得合格的甲醇产品，为下游的甲醛装置提供原料。,一、认识生产装置,四部分构成： 原料气制造 原料气净化 甲醇合成 粗甲醇精馏,1.制合成气的方法 2.天然气制合成气的方法,结合任务介绍，试着画框图,一、认识生产装置,合成气制甲醇装置一般由净化岗位、合成岗位和分离精制岗位构成。,包括合成气生产的全流程,以此为基础，试画以天然气为
5、原料的甲醇合成框图,二、识读工艺流程图,天然气经过蒸汽转化和部分氧化转化后得到合成气 经冷却脱硫 再经过水冷并在气液分离器中分离出冷凝水后 经由三段合成气压缩机压缩,二、识读工艺流程图,经由三段合成气压缩机压缩，使合成气压力略低于5MPa 二、三段压缩之间采用K2CO3吸收脱除二氧化碳。 压缩后的原料气与循环气混合后在循环气压缩机中增压至5MPa,进入合成反应器 在铜基催化剂作用下进行合成反应。,二、识读工艺流程图,由反应器出来的气体含甲醇6%8%，与原料气进行热交换自身降温后进入水冷器，使产物甲醇冷凝。 冷凝后的粗甲醇在分离器中与气体分离 分出的气体含有大量的氢和一氧化碳，一部分返回循环气压
6、缩机循环使用；为防止惰性气体积累，将另一部分气体放空处理。,二、识读工艺流程图,粗甲醇经由中间槽送入精制系统。 粗甲醇首先进入脱轻组分塔，塔顶分出轻组分，经冷凝后回收其中所含甲醇，不凝气放空。塔釜液进入甲醇产品塔 甲醇产品塔 塔顶采出：产品甲醇 侧线采出：乙醇、高级醇等杂醇油，在塔的加料板下614块板处 塔釜采出：水。水预热脱轻组分塔进料回收余热后送废水处理。,合成气制甲醇的工艺流程图,见P24,阅读工艺流程说明 试着画流程,低压法甲醇合成的工艺流程,l蒸汽转化炉；2部分氧化转化器；3废热锅炉；4加热器；5脱硫器；6，12，17，21，24水冷器；7气液分离器；8合成气压缩机；9循环气压缩机；
7、10甲醇合成塔；11，15热交换器；13甲醇分离器；14粗甲醇中间槽；16脱轻组分塔；18分离器；19，22再沸器；20甲醇产品塔；23CO2吸收塔,作业,1、目前工业用甲醇生产方法是 。由于反应压力的不同，又分为 、 、 法。 2、合成气的主要生产原料有 、 、 。 3、合成气制甲醇生产岗位包括 、 、 。 4、脱除二氧化碳的方法是 。 5、原料气体循环前放空处理的目的是 。 6、甲醇合成反应器为 式反应器 。 7、分别画出压缩合成部分流程、精制部分流程。 8、介绍甲醇生产 另：每人出填空题5题、判断题5题，问答题两题并带答案,制气部分,天然气水蒸气转化法：在高温和催化剂存在下，天然气与水蒸
8、气反应生产合成气的方法。是目前工业生产应用最广泛的方法。 天然气水蒸气转化的基本原理：,甲烷与多碳烃的蒸汽转化反应是强吸热反应,制气部分,催化剂 镍是目前天然气蒸汽转化催化剂的唯一活性组分。 助催化剂是为了抑制熔结过程，使催化剂有较稳定的高活性，延长使用寿命并提高抗析碳能力。许多金属氧化物可作为助催化剂，如Cr2O3、Al2O3、MgO、TiO2等 工艺条件 主要工艺操作条件：温度、压力、水碳比、空气加入量等。,制气部分,工艺条件 温度 强吸热，从化学平衡和反应速率考虑，提高温度对转化反应有利，可以降低残余甲烷含量 通常采用管式炉提供反应热量。 压力 甲烷与水蒸气，生成一氧化碳、二氧化碳与氢气
9、的反应，是摩尔数增加的反应，从化学平衡角度来看，增加压力对正反应不利。 但，转化压力越高，水蒸气分压也越高，气体露点温度越高，蒸汽冷凝利用价值越大，可回收热量越多。 转化压力提高，使同样规模的甲醇装置设备、设备投资减少，催化剂用量减少 加压到3.06.0MPa,制气部分,工艺条件 水碳比 水碳比是水蒸气与甲烷的摩尔比。 提高水碳比从化学平衡的角度看有利于甲烷转化，而且对抑制析碳也是有利的 但，提高水碳比，蒸汽耗量增加，多余水蒸气要在炉管中升温，使能耗增加，炉管热负荷提高 实际生产中，天然气蒸汽转化法水碳比为3.54.5。 二段转化炉的空气加入量 为了降低转化气中甲烷含量，转化分两段进行 第二段
10、加入适量的纯氧或空气，反应在装有催化剂的立式绝热炉中进行。在催化剂层以上空间进行燃烧反应，部分氧化，在催化剂层中发生转化反应，无需外部供热。 空气的加入量主要取决于出口气体组成（应满足甲醇生产需要），并要视炉温而定。,制气工艺,对流室,辐射室,某一工艺,制气工艺,另一工艺,制气工艺,一段转化炉内 10731123K的高温下进行转化反应（炉管材质限制，温度不能过高） 甲烷的转化率只有9095% 转化炉对流段，作为加热混合原料气、预热空气、过热蒸汽及预热锅炉给水的热源 二段转化炉 出口气体温度约为1273K，压力2.94MPa 体积组成为CH4 0.3%（干基） 、CO 12.8%、CO2 7.6
11、%、H2 57%、N2 22.36%。 出口工艺气用于废热锅炉生产高压蒸汽，作为压缩机的动力和工艺蒸汽的来源。,制气工艺,二段转化炉内,靠自身的反应热能维持反应温度 为了降低反应温度，减少烃类的氧化深度，在有催化剂的条件下进行 钯、铂、镍、钴等催化剂,制气工艺,二段转化炉出口产物“经冷却脱硫” 具体流程中的冷却方式： 冷介质：1、锅炉水 2、天然气,教材,制气工艺,脱硫 干法脱硫：氧化锌，会逐渐失活，可再生 是目前较高效的方法 常温氧化锌吸收 硫化氢含量高，干法脱硫成本高 湿法脱硫：液体吸收 碱洗 乙醇胺法,制气工艺,脱二氧化碳（脱碳） 化学吸收 碳酸钾：吸收剂可循环使用 环丁砜乙醇胺溶液：可
12、循环使用 氢氧化钠：不可循环使用 物理吸收 主要有冷甲醇法、聚乙二醇二甲醚法和碳酸丙烯酯法。 甲醇（甲醇洗）对CO2的吸收能力强,温度较低时,溶解度仍较大。20时,在甲醇中的溶解度是在水中的5倍；35时，为25倍；60时超过75倍。同时可以除去含硫化合物,净化程度高,能使CO2脱至1010-62010-6 (V)，总硫量脱至0.210-6（V）以下,目前冷甲醇法多用于以煤、重油或渣油为原料的制气的过程。 加压水洗法，吸收能力较小，用水量大，能耗高，现已很少使用。,甲醇合成反应器,固定床 间接冷却的列管式 直接冷却的冷激式（多段绝热式）,环氧乙烷生产？,甲醇合成反应器,直接冷却的冷激式（多段绝热
13、式）,反应器把反应床层分为若干绝热段，段间直接加入冷的原料气使反应气体冷却，故称之为冷激式绝热反应器。 反应器主要由塔体、气体喷头、气体进出口、催化剂装卸口等组成。 催化剂由惰性材料支撑，分成数段。 反应气体由上部进入反应器 冷激气在段间经喷嘴喷入，喷嘴分布于反应器的整个截面上，以便冷激气与反应气混合均匀。 混合后的温度正好是反应温度低限，混合气进入下一段床层进行反应。 段中进行的反应为绝热反应，释放的反应热使反应气体温度升高，但未超过反应温度高限，于下一段间再与冷激气混合降温后进入下一段床层进行反应。,冷激气体和反应气体的混合及均匀分布是关键。,甲醇合成反应器,直接冷却的冷激式（多段绝热式）,谢谢！,
