甲醇工艺培训讲义.ppt
《甲醇工艺培训讲义.ppt》由会员分享,可在线阅读,更多相关《甲醇工艺培训讲义.ppt(68页珍藏版)》请在三一办公上搜索。
1、上海焦化有限公司,甲醇生产工艺,上海焦化有限公司,甲醇又名木醇是一种无色、略带乙醇香气的挥发性可燃液体。20世纪30年代以前,甲醇几乎全部由木材干馏制得。1923年在德国(BASF)首次用一氧化碳和氢在锌铬催化剂上,在高温高压下实现了甲醇合成的工业化生产。,一、甲醇产品简介:,甲醇含有一个甲基和一个羟基,是一种最简单的饱和醇,具有醇类的典型反应,又能进行甲基化反应。甲醇可与一系列物质反应,故在工业上有着十分广泛的应用。,上海焦化有限公司,(1)甲醇氧化生成甲醛、甲酸2CH3OH+O22HCHO+2H2O2HCHO+O22HCOOH,(2)甲醇羰基化,生成乙酸甲醇与一氧化碳在催化剂存在下,在一定
2、的压力、温度下,能合成乙酸。CH3OH+COCH3COOH,上海焦化有限公司,(3)甲醇酯化,生成各种酯类化合物,例:CH3OH+HCOOH HCOOCH3+H2O 甲酸甲酯CH3OH+HNO3 CH3NO3+H2O 硝酸甲酯,(4)甲醇与卤素反应,生成各类卤甲烷。,(5)甲醇与氢氧化钠反应,生成甲醇钠。,(6)甲醇脱水制二甲醚,上海焦化有限公司,甲醇的生产方法:,主要是CO、CO2与H2的反应,是目前世界上大规模合成甲醇的主要方法。CO+2H2CH3OH(1)CO2+3H2CH3OH+H2O(2),焦化公司甲醇生产也采用上述方法。具体工艺路线:原煤的粉碎煤的气化CO变换气体净化甲醇合成甲醇精
3、馏方法。,上海焦化有限公司,焦化公司目前使用的变换催化剂为山东齐鲁石化研究院生产的QCS-01 Co-Mo耐硫变换催化剂。,二、CO变换工艺:,上海焦化有限公司,(1)将德士古原料气中的CO通过变换反应转变成H2、CO2,调节合成气中H2及CO的含量,使原料气组成达到甲醇合成所需的合适的氢碳比(2.052.1)。一般原料气中H2总是略有过量的。过量的氢在合成反应中能减少羰基铁的生成与高级醇的生成,对延长催化剂的寿命起着有益的作用。,1、CO变换的目的:,(2)使大部分有机硫转化成无机硫,无机硫较有机硫易脱除。COS+H2O=CO2+H2S+QCOS+H2=CO+H2SQ,上海焦化有限公司,2、
4、CO变换原理:,用水蒸汽变换CO的反应可用下面方程表示:CO+H2O=CO2+H2+Q,上海焦化有限公司,浓度对反应平衡的影响:CO变换反应是可逆的,根据平衡移动原理,从上述反应式可以看到,当增加CO或H2O的浓度时,平衡将向正反应方向进行,从而能将更多CO通过变换反应转变成H2和CO2。从理论上讲,不断地移出反应生成的CO2,也能达到增加CO变换的目的;但工艺流程很复杂,不宜采用。,(1)平衡移动影响因素:,上海焦化有限公司,压力对对反应平衡的影响:CO变换反应前后体积相等。对理想气体,提高压力不能改变平衡移动的方向。但是,实际生产压力高,各种气体与理想气体有一定偏差,平衡常数也有所改变,因
5、此在高压下进行变换,压力对反应速度是有影响的,另外,压力提高,反应物浓度增加,促进分子间接触,增加了触媒内表面利用率以及气体与触媒接触时间,空间速度也随之提高,提高触媒的生产强度。,上海焦化有限公司,温度对反应平衡的影响:CO变换反应是放热反应,降低CO变换反应温度能使反应平衡向右移动,对于CO变换反应来说是有利的,故变换反应宜在较低温度下进行,但温度太低反应速度缓慢,从反应速度考虑又必须有足够高的反应温度。在实际生产中,一般是根据催化剂的衰老程度,逐渐提高反应温度,来弥补反应速度的不足。,上海焦化有限公司,蒸汽比例:提高合成气中的蒸汽含量,可以提高CO转化率。工艺上实际采用过量的水蒸汽,并利
6、用蒸汽将部分反应热移走,维持催化剂床层温度。一般变换催化剂使用的H2O:合成气11.5。我公司正常生产德士古煤气中水蒸汽:干气为1.34,因此,不必再添加水蒸汽就可满足变换反应的需要。如果德士古合成气中出现带液导致水汽比过高,会引起变换催化剂床层温度降低,反应速度下降导致变换率下降。在极端情况下,可能使催化剂温度降至活性温度以下导致变换反应无法进行。,(2)催化剂温度影响因素:,上海焦化有限公司,变换负荷(空速):空速的计算公式为:Vs=Q/V其中:Vs通过触媒层空速h-l,Q-通过触媒的煤气体积流量 Nm3h,V一触媒的装填体积m3 进入变换炉的煤气量减少,空速降低,则合成气在催化剂上停留时
7、间延长,反应时间延长,使通过变换的转化率提高,反应热增加,床层温升增加,同样的进口温度条件下,床层温度会升高。相反情况下,由于空速增大,导致合成气在中变炉中的反应时间降低,使变换率下降,床层温度下降。为维持床层温度和变换率,则须提高反应器进口温度。,上海焦化有限公司,原料气中CO量:原料气中CO含量下降,反应物浓度降低则反应热减少,床层温度将下降。,上海焦化有限公司,原料气中的氧含量:因正常生产时,触媒呈硫化态,极易与O2氧化,放出大量的热并使触媒床层超温甚至会使触媒烧结失活,因此原料气中氧含量应严格控制在0.5以下。我公司德士古制气过程中一般不会出现氧含量超标这种情况,但也要防止异常情况下原
8、料气中过氧的可能。,上海焦化有限公司,触媒活性:触媒活性下降,单程转化率下降,反应热减少,则催化剂的温度将下降。为维持出变换炉变换气的CO含量,通过提高进气温度和床层温度来维持。当不能维持正常生产时,可降低生产负荷并考虑更换触媒。,上海焦化有限公司,3、生产操作要点:,(1)催化剂活性(硫化):,不同的催化剂活化的方法各不相同。,上海焦化有限公司,碳一分公司变换催化剂使用的是Co-Mo系耐硫变换催化剂。在生产、运输过程中催化剂以氧化物的形式保存,它不具有活性。在投入正常使用以前必须使其活化(硫化),将氧化态的催化剂变成硫化态的催化剂,才能具有催化作用。,硫化反应式:CoO+H2SCoS+H2O
9、MoO+H2SMoS+H2O,上海焦化有限公司,硫化过程:,催化剂装填结束后用氮气置换至系统中O2含量0.5%,保持中变炉催化剂中氮气一定的空速(300-500h-1)。氮气从中变炉后放火炬。,调节加热炉燃烧负荷,用加热后氮气使中变炉催化剂床层温度以20/h升温。,上海焦化有限公司,催化剂温度达到200220后,恒温2小时。(脱除催化剂中的物理水)。,在氮气中配入一定量合成气,使氮气中H2含量510%。,在反应器进口连续配入少量的CS2,直至反应器进出口中硫含量一致为止。,上海焦化有限公司,当反应器进出口中硫含量一致后,以1015/h的速度将入口温度升至280300,直至反应器进出口中硫含量一
10、致为止。,当反应器进出口中硫含量一致后氮气退出系统,以1.0MPa/h的速度将系统压力升至正常操作压力进行深度硫化,直至反应器进出口中硫含量一致为止。,上海焦化有限公司,硫化过程中的注意点:,升温过程中尽量减少床层温差,使催化剂各点温差小于30,确保物理水排尽。,增加CS2量的原则:多次、少量,确认床层温度不再上涨时,方可再次加量,一旦温度猛涨,应迅速切断CS2加入,必要时重新送入氮气,待温度稳定后,再次加入CS2硫化。CS2每次增加量为,控制催化剂床层温差小于30。,上海焦化有限公司,硫化过程中注意床层的温升情况,确保床层温差小于30。,当反应器进出口中硫含量一致后,将系统压力提升至操作压力
11、。观察反应器进出口硫含量及催化剂温升情况,判断催化剂是否彻底硫化。如果硫含量与温度基本不变则硫化完成。,上海焦化有限公司,(2)生产操作要点:,变换系统在导气前需对系统进行充压,控制充压速率0.1MPa/min,有利于设备及催化剂的保护。,变换反应需要一定的起始活性温度,一般要求催化剂床层温度300以上,反应器进口温度250。在变换加减负荷过程中需要特别注意催化剂的热点温度及反应器进口温度,一旦温度不能维持则应该立即减少变换反应器负荷,降低空速来保持催化剂温度处于活性温度以上。,上海焦化有限公司,为了延长催化剂使用寿命,尽量延长催化剂低温活性期的使用时间,随着活性下降逐渐提高催化剂使用温度,催
12、化剂的活性温度是不可逆的。,生产过程中要避免液态水进入变换反应器,液态水的热容较大,会使反应温度瞬间下,压力、温度的大幅波动易使催化剂粉化,失去催化作用。反应进口温度(TC7104、TC8104)要求控制在饱和温度以上20。,上海焦化有限公司,生产过程中通过加药(磷酸盐等),严格控制锅炉水的质量,低压锅炉标准:PH:10-12;总碱度6-26。如果控制不当易引起汽包产生腐蚀,影响设备的安全运行。,生产运行过程中,有部分调节是从高压至低压的操作,主要是区域内各分离器的操作,需严格按照规定操作,防止出现高压窜低压,造成设备损坏及人身伤害等重大安全事故。,上海焦化有限公司,变换停车时需用除盐水置换锅
13、炉水避免停车后碱的解析,同时排尽工艺管道内的冷凝液防止空气进入后产生H2S腐蚀。,变换停车期间,系统内尽可能要保持一定的微正压力。,上海焦化有限公司,4、变换工艺流程简介:,上海焦化有限公司,上海焦化有限公司,使用低温甲醇洗作为气体的净化方法(物理吸收),吸收剂为工业甲醇,温度低于-40,分段吸收气体中的H2S、CO2等酸性组分。,三、脱硫脱碳(净化)工艺:,上海焦化有限公司,(1)清除气体中的有害杂质,目的是保证合成催化剂的寿命,被清除的杂质主要是硫化氢和有机硫化物,这些杂质会腐蚀设备,导致生产中止,因此必须被除去。,1、净化的目的:,(2)至于二氧化碳的脱除,是兼有调整组成与维持催化剂高活
14、性状态的双重作用。(3)由于硫化物(主要为H2S和COS)和C02溶解于水,显酸性,因此也叫酸性气体。,上海焦化有限公司,2、净化吸收原理:,林德公司设计的压力为38MPa的低温甲醇洗工艺,用-50和-20.9 之间甲醇,在一个有66块塔板的洗涤塔中一次脱去酸性气体H2S和CO2,使出塔气中CO23.42(mol),H2S+COS0.1PPm。,上海焦化有限公司,A、对C02、H2S和COS有高的溶解度:-45的甲醇吸收CO2能力比25的水的吸收能力大70倍;B、有高的选择性:对C02、H2S、COS溶解度大而对H2、N2、CO、CH4等溶解度小C、甲醇蒸汽压低,所以溶液损失少;D、对水有高的
15、溶解性:利用这点干燥原料气,为深冷法除水创造条件;E、甲醇化学稳定性和热稳定性好,吸收过程中不会起泡与分解;F、粘度低:不仅降低了溶液输送时的能耗,还带来了换热和传质效果高等优点 Q、腐蚀性小(当CH3OH中水含量1时),可用一般材料;H、来源易得且再生容易:由于我们厂甲醇车间本身就生产甲醇,所以来源极方便 I、充分利用能量。,3、以甲醇作溶剂脱除H2S、CO2之优点:,上海焦化有限公司,上海焦化有限公司,A、开车前的准备工作B、系统充压C、灌装甲醇及建立液位D、系统冷却E、甲醇热再生塔投用F、废水塔的投用G、喷淋甲醇投用H、系统导气,4、系统的开车:,上海焦化有限公司,注意事项:(1)充压速
16、率一般控制在小于100KPa/min。(2)高压系统(T101)充至1700KPa。(3)中压系统(D102、D103、D202)充至800KPa。(4)低压系统(T103)充至140KPa,(D151)控制在160KPa(5)常压系统(T102)控制在70KPa,(D104)控制在30KPa。,4.1、系统充压:,4.2、灌装甲醇及建立液位,灌装和建立液位的顺序:,D151,T102上塔,D103,D105,T102下塔,T103塔,D102,T101下塔,D104,T101上塔,精甲醇A、B槽,T201塔,D202,上海焦化有限公司,上海焦化有限公司,注意事项:(1)甲醇循环建立正常后。(
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 甲醇 工艺 培训 讲义

链接地址:https://www.31ppt.com/p-6427104.html