低压法甲醇合成工艺流程,低压法制甲醇工艺流程图

1.甲醇生产工艺的工艺流程

2.低压甲醇合成系统采用的蒸汽系统是怎样的

3.生产甲醇的化学方程式是什么?

1 国外甲醇工艺技术

目前, 国外以天然气为原料生产的甲醇占92% ,以煤为原料生产的甲醇2. 3% , 因此国外公司的甲醇技术均集中于天然气制甲醇。国际上广泛采用的先进的甲醇生产工艺技术主要有:DAV Y (原I. C. I)、O PSO E、U hde、L u rgi 公司甲醇技术等, 不同甲醇技术的消耗及能耗差异不大, 其主要的差异在于所采用的主要设备甲醇合成塔的类型不同。

1. 1 DAV Y 甲醇技术特点

DAV Y 低压甲醇合成技术的优势在于其性能优良的低压甲醇合成催化剂, 合成压力: 5. 0～10M Pa, 大规模甲醇生产装置的合成压力为8～10M Pa。合成塔型式有: 第一种, 激冷式合成塔, 单塔生产能力大, 出口甲醇浓度约为4～ 6%vo l。第二种, 内换热冷管式甲醇合成塔。最近又开发了水管式合成塔。精馏多数采用二塔, 有时也用三塔精馏,与蒸汽系统设置统一考虑。蒸汽系统: 分为高压10.

5M Pa、中压2. 8M Pa、低压0. 45M Pa 三级。转化产生的废热与转化炉烟气废热, 用于产生10. 5M Pa、510℃高压过热蒸汽。高压过热蒸汽用于驱动合成压

缩机蒸汽透平, 抽出中压蒸汽用作装置内使用。

1. 2 L u rgi 甲醇技术

L u rgi 公司的合成有自己的特色, 即有自己的合成塔专利。其特点是合成塔为列管式, 副产蒸汽,管内是L u rgi 合成催化剂, 管间是锅炉水, 副产3. 5

～ 4. 0M Pa 的饱和中压蒸汽。由于大规模装置如2000M TPD 的合成塔直径太大, 常采用两个合成塔并联。若规模更大, 则采用列管式合成塔后再串一个

冷管式或热管式合成塔, 同时还可采用两个系列的合成塔并联。L u rgi 工艺的精馏采用三塔精馏或三塔精馏后再串一个回收塔。有时也采用两塔精馏。三塔精馏流程的预精馏塔和加压精馏塔的再沸器热源来自转化气的余热。因此, 精馏消耗的低压蒸汽很少。

1. 3 TO PSO E 的甲醇技术特点

TO PSO E 公司为合成氨、甲醇工业主要的专利技术商及催化剂制造商, 其甲醇技术特点主要表现在甲醇合成上的有:甲醇合成塔采用BWR 合成塔(列管副产蒸

汽) , 或采用CMD 多床绝热式合成塔。其流程特点为: 采用轴向绝热床层, 塔间设换热器, 废热用于预热锅炉给水或饱和系统循环热水。进塔温度为

220℃。单程转化率高、催化剂体积少、合成塔结构简单、单系列生产能力大。合成压力5. 0～ 10. 0M Pa, 根据装置能力优化。日产2000 吨甲醇装置, 合成压力约为8M Pa。采用三塔或四塔(包括回收塔) 工艺技术。

1. 4 TEC 甲醇技术特点

合成工艺采用IC I 低压甲醇技术。精馏采用L u rgi 公司的技术。合成采用IC I 低压甲醇合成催化剂。

合成塔: 采用TEC 的MRF- Z 合成塔(多层径向合成塔) , 出口甲醇浓度可达8%vo l。合成塔阻力

降小, 为0. 1M Pa。

甲醇合成废热用于产生3. 5～ 4. 0M Pa 中压蒸

汽, 中压蒸汽可作为工艺蒸汽, 或过热后用于透平驱

动蒸汽。

1. 5 三菱重工业公司甲醇技术特点

三菱甲醇技术与I. C. I 工艺相类似, 其特点是:

采用结构独特的超级甲醇合成塔。合成压力与甲醇

装置能力有关。日产2000 吨甲醇装置, 合成压力约

为8. 0M Pa。

超级甲醇合成塔特点是: 采用双套管, 催化剂温

度均匀, 单程转化率高, 合成塔出口浓度最高可达

14%vo l。副产3. 5～ 4. 0M Pa 中压蒸汽的合成塔, 出

口浓度可达8～ 10%vo l, 合成系统循环量比传统技

术大为减少, 所消耗补充气最少。

采用2 塔或3 塔精馏, 根据蒸汽系统设置而定。

1. 6 伍德公司甲醇技术特点

采用I. C. I 低压合成工艺及催化剂, 日产2000甲醇装置合成压力为8. 0M Pa。

合成塔: 伍德公司采用改进的气冷激式菱形反

应器、等温合成塔、冷管式合成塔。

CA SAL E 公司ARC 合成塔(多层轴径向合成

塔) , 单系列生产能力最高可达3000M TPD。合成废

热回收方式: 预热锅炉给水, 设备投资低。

等温合成塔: 副产中压蒸汽的管壳式合成塔, 中

压蒸汽压力为3. 5～ 4. 0M Pa, 单塔生产能力最高可

达1200M TPD。设备投资高。

冷管式合成塔: 轴向、冷管间接换热, 单塔生产

能力最高可达2000M TPD。设备投资低。可采用2

塔、3 塔精馏或4 塔精馏, 其比较如下: 2 塔精馏, 甲

醇回收率为98. 5% , 吨甲醇耗1. 2 吨低压蒸汽。3 塔

精馏, 甲醇回收率为99% , 吨甲醇耗0. 47 吨低压蒸

汽。4 塔精馏, 设甲醇回收塔, 甲醇回收率为99. 5% ,

吨甲醇耗0. 45 吨低压蒸汽。

1. 7 林德公司甲醇技术的特点

采用I. C. I 低压合成工艺及催化剂。

采用副产蒸汽的螺旋管式等温合成塔, 管内为

锅炉水, 中压蒸汽压力为3. 5～ 4. 0M Pa, 气体阻力降

低。

其余部分与IC I 低压甲醇类似。

2 国内甲醇工艺技术

我国是煤丰富的国家, 甲醇原料采用天然气和

煤的较多。目前产量几乎各占一半。生产工艺有单

产甲醇和联产甲醇两种。联产甲醇除在合成氨装置

联产甲醇外, 还可利用化工厂尾气或结合城市煤气

联产甲醇。

2. 1 国内的甲醇造气技术

我国以天然气为原料合成甲醇技术主要有: 一

段蒸汽转化工艺和中国成达公司的纯氧两段转化工

艺。我国以煤为原料合成甲醇技术主要有: 固定床气

化(包括L u rgi 炉、恩德炉和间歇式气化炉)、流化床

气化(灰熔聚气化)、气流床气化炉, 近几年引进的

Texaco 水煤浆气化和Shell 粉煤气化, 其中Texaco

的气化引进较早, 使用的经验较多, 国产化率高, 投

资较省。Shell 气化还没有使用经验。

2. 2 国内煤气净化技术

甲醇粗煤气脱硫脱碳净化与合成氨是相同的,

只是不需要液氮洗。国内主要的净化技术有低温甲

醇洗、MDEA、NHD, 对于中小厂也有脱硫用ADA、

PDS, 脱碳用热钾碱、PC、MDEA 技术。

2. 3 合成甲醇和精馏技术

我国自86 年就开发了低压甲醇合成和精馏技

术, 目前国内广泛采用的管壳式副产蒸汽合成塔和

两塔精馏就源于该开发, 后又推广了“U ”形冷管合

成塔, 精馏也从两塔发展到三塔, 既可生产GB338-

2004 优等品精甲醇, 又可生产美国O - M - 232K

AA 级精甲醇, 含醇污水的处理工艺已取得突破性

进展, 污水处理后可回收利用, 故甲醇装置在正常生

产时实现了无含醇污水排放。

近年来, 甲醇技术发展很快, 主要趋向为:

①生产的原料转向天然气、烃类加工尾气。从甲

醇生产的实际情况核算, 采用天然气为原料比用固

体为原料的投资可降低50%; 采用乙炔尾气则经济

效果更为显著。目前国际上, 生产甲醇的原料以天然

气为主约占90% , 以煤为原料只占2%。国内近年来

以煤为原料生产甲醇的比例在逐步上升, 这与中国

的能源结构有关。

②生产规模大型化, 单系列最大规模达225 万

吨?年, 即单系列日产7500 公吨。规模扩大后, 可降

低单位产品的投资和成本。

③充分回收系统的热量。产生经济压力的蒸汽,

以驱动压缩机及锅炉给水泵、循环水泵的透平, 实现

热能的综合利用。

④采用新型副产中压蒸汽的甲醇合成塔, 降低

能耗。

⑤采用节能技术, 如氢回收技术、预转化、工艺

冷凝液饱和技术、燃烧空气预热技术等, 降低甲醇消

耗。

甲醇生产工艺的工艺流程

氢气可以用於合成甲醇，合成甲醇由於其生产成本较低且用途广泛，为有机化学工业的主要原料之一，亦为重要的石油化学品，其主要用途可以用来制造甲醛，其次可以制造对苯二甲酸二甲酯(DMT)、甲基丙烯酸甲酯(MMA)、甲胺、聚乙烯醇、氯甲烷类、醋酸等，此外甲醇尚可作为溶剂与燃料，若有需要还可制氢气。

早期制造甲醇系将木材乾馏而得，合成法开法以后此法几乎被淘汰，初期的合成甲醇方法是由煤炭为原料制造，第二次世界大战后开发以天然气、炼油器与轻油等为原料之制法，煤炭法已经式微，仅余煤炭廉价及炼钢工业区附近尚有采用。

甲醇合成之反应式如下：

主反应

提高压力降低温度有利於主反应的进行而产生甲醇，早期的合成法为了防止设备之腐蚀，於反应之前先将二氧化碳移除，后来发现二氧化碳也可以作为原料，因而不需将二氧化碳先行去除。

合成甲醇之关键在於压力，过去均采用高压法，压力在300大气压以上，1966年开发出低压法，压力约50大气压；之后又有中压法被开发出来，其压力约200大气压。

压力(atm) 温度(℃) 触媒

高压法 300~600 320~380 铬锌触媒

中压法 105~300 225~270 含铜锌铬铝触媒

低压法 40~60 200~300 含铜锌触媒

高压法转化率较高，但是为了达到高压需要用往复压缩机消耗较多的能量，低压法可以使用离心式压缩机，消耗能量较少，经济规模较小，且可以使用含氢气量较高的合成气，中压法也可以使用离心式压缩机，不需像低压法还要另加二氧化碳且改良低压法设备庞大之缺点。

合成塔为直立型管壳式，管中填充触媒，管外以沸水冷却；也可以是填充塔式，如此可以於塔测多处通入冷原料以控制反应温度。压缩后的原料气和循环之未反应气体混合，经与反应生成气体进行热交换后，进入合成塔通过触媒床进行反应，反应生成气体经过热交换冷却后，甲醇冷凝，经分离器分离出甲醇，气体再循环与原料气混合。

如此冷凝合成出之粗甲醇中含有杂质，通常低压法合成所得到的甲醇杂质含量及种类比高压法所得的少，粗甲醇中的杂质除了水分以外可以分为三大类，即低沸点化合物，乙醇，高沸点化合物。粗甲醇进一步之精致步骤及操作与设计因合成法及成品规格而不同。若成品纯度要求较低时，可以采用单塔蒸馏方式。当纯度要求较高时，可采用双塔式蒸馏。当成品纯度要求更高时，采用三塔式蒸馏较适用。於双塔式蒸馏法中，二甲迷等低沸物杂质由第一塔塔顶排出，高级醇类高沸物由第二塔塔底排出，塔顶则得到高纯度甲醇。

低压甲醇合成系统采用的蒸汽系统是怎样的

工业上几乎都是采用一氧化碳、二氧化碳加压催化氢化法合成甲醇.典型的流程包括原料气制造、原料气净化、甲醇合成、粗甲醇精馏等工序.

天然气、石脑油、重油、煤及其加工产品(焦炭、焦炉煤气)、乙炔尾气等均可作为生产甲醇合成气的原料.天然气与石脑油的蒸气转化需在结构复杂造价很高的转化炉中进行.转化炉设置有辐射室与对流室,在高温,催化剂存在下进行烃类蒸气转化反应.重油部分氧化需在高温气化炉中进行.以固体燃料为原料时,可用间歇气化或连续气化制水煤气.间歇气化法以空气、蒸汽为气化剂,将吹风、制气阶段分开进行,连续气化以氧气、蒸汽为气化剂,过程连续进行.

甲醇生产中所使用的多种催化剂,如天然气与石脑油蒸气转化催化剂、甲醇合成催化剂都易受硫化物毒害而失去活性,必须将硫化物除净.气体脱硫方法可分为两类,一类是干法脱硫,一类是湿法脱硫.干法脱硫设备简单,但由于反应速率较慢,设备比较庞大.湿法脱硫可分为物理吸收法、化学吸收法与直接氧化法三类.

甲醇的合成是在高温、高压、催化剂存在下进行的,是典型的复合气-固相催化反应过程.随着甲醇合成催化剂技术的不断发展,总的趋势是由高压向低、中压发展.

粗甲醇中存在水分、高级醇、醚、酮等杂质,需要精制.精制过程包括精馏与化学处理.化学处理主要用碱破坏在精馏过程中难以分离的杂质,并调节PH.精馏主要是除去易挥发组分,如二甲醚、以及难以挥发的组分,如乙醇高级醇、水等.

甲醇生产的总流程长,工艺复杂,根据不同原料与不同的净化方法可以演变为多种生产流程.

下面简述高压法、中压法、低压法三种方法及区别 ICl低压甲醇法为英国ICl公司在1966年研究成功的甲醇生产方法.从而打破了甲醇合成的高压法的垄断,这是甲醇生产工艺上的一次重大变革,它采用51-1型铜基催化剂,合成压力5MPa.ICl法所用的合成塔为热壁多段冷激式,结构简单,每段催化剂层上部装有菱形冷激气分配器,使冷激气均匀地进入催化剂层,用以调节塔内温度.低压法合成塔的型式还有联邦德国Lurgi公司的管束型副产蒸汽合成塔及美国电动研究所的三相甲醇合成系统.70年代,我国轻工部四川维尼纶厂从法国Speichim公司引进了一套以乙炔尾气为原料日产300吨低压甲醇装置(英国ICI专利技术).80年代,齐鲁石化公司第二化肥厂引进了联邦德国Lurge公司的低压甲醇合成装置.

生产甲醇的化学方程式是什么?

低压甲醇合成系统采用的蒸汽系统是怎样的

甲醇生产不同工艺采用不同催化剂：

高压法

高压工艺流程一般指的是使用锌铬催化剂,在300—400℃,30MPa高温高压下合成甲醇的过程。自从1923年第一次用这种方法合成甲醇成功后,差不多有50年的时间,世界上合成甲醇生产都沿用这种方法,仅在设计上有某些细节不同,例如甲醇合成塔内移热的方法有冷管型连续换热式和冷激型多段换热式两大类,反应气体流动的方式有轴向和径向或者二者兼有的混合型式,有副产蒸汽和不副产蒸汽的流程等.近几年来,我国开发了25-27MPa压力下在铜基催化剂上合成甲醇的技术,出口气体中甲醇含量4%左右,反应温度230-290℃.

中压法

中压法是在低压法研究基础上进一步发展起来的,由于低压法操作压力低,导致设备体积相当庞大,不利于甲醇生产的大型化.因此发展了压力为10MPa左右的甲醇合成中压法.它能更有效地降低建厂费用和甲醇生产成本.例如ICI公司研究成功了51-2型铜基催化剂,其化学组成和活性与低压合成催化剂51-1型差不多,只是催化剂的晶体结构不相同,制造成本比51-1型贵.由于这种催化剂在较高压力下也能维持较长的寿命,从而使ICI公司有可能将原有的5MPa的合成压力提高到l0MPa,所用合成塔与低压法相同也是四段冷激式,其流程和设备与低压法类似.

低压法

ICl低压甲醇法为英国ICl公司在1966年研究成功的甲醇生产方法.从而打破了甲醇合成的高压法的垄断,这是甲醇生产工艺上的一次重大变革,它采用51-1型铜基催化剂,合成压力5MPa.ICl法所用的合成塔为热壁多段冷激式,结构简单,每段催化剂层上部装有菱形冷激气分配器,使冷激气均匀地进入催化剂层,用以调节塔内温度.低压法合成塔的型式还有联邦德国Lurgi公司的管束型副产蒸汽合成塔及美国电动研究所的三相甲醇合成系统.70年代,我国轻工部四川维尼纶厂从法国Speichim公司引进了一套以乙炔尾气为原料日产300吨低压甲醇装置(英国ICI专利技术).80年代,齐鲁石化公司第二化肥厂引进了联邦德国Lurge公司的低压甲醇合成装置.

甲醇的生产，主要是合成法，尚有少量从木材干馏作为副产回收，合成的化学反应式为：H2 + CO → CH3OH

合成甲醇可以固体（如煤、焦炭）液体（如原油、重油、轻油）或气体（如天然气及其他可燃性气体）为原料，经造气净化（脱硫）变换，除去二氧化碳，配制成一定的合成气（一氧化碳和氢）。

在不同的催化剂存在下，选用不同的工艺条件。单产甲醇（分高压法低压和中压法），或与合成氨联产甲醇（联醇法）。

将合成后的粗甲醇，经预精馏脱除甲醚,精馏而得成品甲醇，高压法为BASF最先实现工业合成的方法，但因其能耗大，加工复杂，材质要求苛刻，产品中副产物多,，今后将由ICI低压和中压法及Lurgi低压和中压法取代。

扩展资料

甲醇的化学式为CH3OH。最早从木材干馏得到故又称木醇或木精。甲醇是无色有酒精气味易挥发的液体。熔点-93.9℃、沸点64.7℃、密度0.7914克/厘米3（20℃）、能溶于水和许多有机溶剂。

甲醇有毒，误饮5～10毫升能双目失明，大量饮用会导致死亡。禁酒的国家，把甲醇掺入酒精中成变性酒精，使其不能饮用。

甲醇易燃，其蒸气与空气能形成爆炸混合物，甲醇完全燃烧生成二氧化碳和水蒸气，同时放出热量：2CH3OH+3O22CO2+4H2O?

工业上用一氧化碳和氢气的混合气（合成气）在一定的条件下制备甲醇：甲醇可用做溶剂和燃料,也是一种化工原料，主要用于生产甲醛（HCHO）：工业酒精里含有甲醇，但是工业酒精的主要成分还是乙醇。

甲醇（Methanol,Methyl alcohol）又名木醇，木酒精，甲基氢氧化物，是一种最简单的饱和醇。化学分子式为CH3OH,结构式如下：

H?

|?

H—C—O—H

|

H

分子结构：C原子以sp3杂化轨道成键，0原子以sp3杂化轨道成键。分子为极性分子。

参考资料：