焦炉气制甲醇培训材料40已审版.doc

甲醇生产基础知识甲醇生产基础知识 操作技术问答操作技术问答 内蒙古庆华环保化学品有限责任公司内蒙古庆华环保化学品有限责任公司 2006.11.8 前前 言言 甲醇是碳一化学的支柱产品，是重要的化工原料。碳一化学工业是指分子中含有一个碳原子的化合物（如 CO、CO2、CH4、CH3OH、HCOOH、HCN）及其衍生体系为原料，以有机合成化学和催化化学为手段制造有 机化工产品的化学工业的总称。固体原料煤炭，液体原料石脑油和渣油，气体原料天然气、油田气、焦炉气经 部分氧化法或蒸汽转化法制得合成气，合成气的主要成份是 CO 和 H2, CO 加氢可制得甲醇，这就构成了碳一 化工的基本原料。 由于甲醇化学性质活泼，能生产有广泛用途的甲醇系列产品，世界各国都把甲醇作为碳一化学工业的重要 研究领域。甲醇已成为新一代能源和重要的化工原料，生产一系列深加工产品，并成为碳一化工的突破口。今 后，在世界石油资源紧缺的情况下，以煤为原料生产甲醇就有希望成为替代石油的洁净燃料、化工原料和二次 能源。 编写本书主要有如下特点： 1.针对庆华煤化有限公司焦炉气制甲醇工艺，从甲醇合成、甲烷转化、焦炉气精脱硫、甲醇精馏的基本原料 入手，着重介绍焦炉气制甲醇的生产特点。 2.为便于操作工阅读，部分章节以问答形式，阐述甲醇生产的特点、原理及基本操作。 3.从焦炉气制甲醇原料气的精制、转化、合成、精馏等工序，分别讲述生产原理、工艺流程、主要设备选型、 操作方法及安全卫生等。 我们编写本书的出发点在于：给初涉甲醇生产的操作人员及工程技术人员给予一定的启发及引导，并希望 从中得到有益知识，且有助于上述人员技术水平的提高。但由于编者经验及时间有限，疏忽及遗漏之处在 所难免、望读者给予指正，以励共勉。 甲醇项目部 2006-11-11 目目 录录 第第 1 章章 甲醇、甲醇工艺发展概况甲醇、甲醇工艺发展概况8 1.1 甲醇8 1.1.1 甲醇的性质9 1.2 甲醇的用途和市场需求13 1.2.1 用途13 1.2.2 市场需求15 1.3 国内、外生产现状18 1.3.1 国外生产技术概况18 1.3.2 国内生产技术概况19 1.3.3 国内、外甲醇生产技术的发展特点20 1.4 甲醇合成催化剂22 1.4.1 甲醇合成催化剂22 1.4.2 反应机理23 1.5 甲醇合成工艺25 1.5.1 操作条件26 1.5.2 工艺流程27 1.6 甲醇合成反应器29 1.6.1 低压甲醇合成反应器的技术要求29 1.6.2 Lurgi 公司管壳型甲醇合成反应器29 1.6.3 ICI 公司多段冷激型甲醇合成反应器29 1.6.4 MHI/MGC 管壳-冷管复合型甲醇合成反应器30 1.6.5 Topse 径向流动甲醇合成反应器 30 1.6.6 MRF 多段径向流动甲醇合成反应器30 1.6.7 Linde 公司等温型甲醇合成反应器30 1.6.8 国外低压甲醇合成反应器发展趋势31 第第 2 章章 甲醇生产基础知识甲醇生产基础知识32 2.1 甲醇合成的基础知识32 2.1.1 合成甲醇的化学反应32 2.1.2 一氧化碳与氢气合成甲醇反应热的计算32 2.1.3 合成甲醇的平衡常数33 2.1.4 温度对甲醇合成反应的影响33 2.1.5 压力对甲醇合成反应的影响33 2.1.6 空速对甲醇合成反应的影响34 2.1.7 碳氢比的控制对甲醇合成反应的影响34 2.1.8 惰性气体含量对甲醇合成反应的影响34 2.1.9 二氧化碳含量对甲醇合成反应的影响35 2.1.10 入塔甲醇含量对甲醇合成反应的影响35 2.1.11 氨进入甲醇合成系统的危害35 2.1.12 石蜡类烷烃的生成与危害36 2.1.13 甲醇合成催化剂对原料气净化的要求36 2.2 甲烷转化基础知识36 2.2.1 甲烷部分氧化（POM）36 2.2.2 甲烷转化的化学反应37 2.2.3 甲烷部分氧化制合成气反应的平衡常数37 2.2.4 甲烷部分氧化制合成气的反应机理38 2.2.5 催化剂积炭研究39 2.2.6 催化剂40 2.3 甲醇精馏的基础知识40 2.3.1 粗甲醇精馏的意义40 2.3.2 有关基本概念40 2.3.3 精馏的分类及应用：46 2.3.4.精馏操作的影响因素47 2.3.5.开车前的准备工作、开车及停车55 2.3.6.产品精甲醇的质量控制63 2.4 干法脱硫基础知识65 2.4.1 铁钼触媒及镍钼触媒对有机硫及烯烃的加氢转化反应65 2.4.2 氧化锰对 H2S 的吸收反应66 2.4.3 氧化锌对 H2S 的吸收反应66 第第 3 章章 焦炉气合成甲醇焦炉气合成甲醇67 3.1 焦炉气合成甲醇工艺概述67 3.2 工艺技术方案的比较和选择69 3.2.1 焦炉气的压缩69 3.2.2 加压脱硫69 3.2.3 甲烷转化70 3.2.4 合成气压缩70 3.2.5 粗甲醇的甲醇合成71 3.2.6 甲醇精馏72 3.2.7 空分72 3.3 工艺流程和消耗定额72 3.3.1 焦炉气压缩72 3.3.2 精脱硫73 3.3.3 甲烷转化75 3.3.4 合成气压缩78 3.3.5 甲醇合成79 3.3.6 粗甲醇的精馏82 第第 4 章章 甲醇生产操作甲醇生产操作86 一、粗甲醇的合成86 4.1 正常生产控制86 4.2 甲醇合成原始试车87 4.3 甲醇系统正常开、停车、异常情况调节及事故状态处理92 4.4 甲醇合成联醇工艺正常开车 、停车99 4.5 甲醇合成联醇工艺 的紧急停车100 4.1 精馏工序的正常操作103 4.1 开车准备111 4.3.1 预精馏塔的停车114 4.4 紧急停车115 4.5 常见故障处理116 4.6 泵的开、停车操作118 4.7 工艺技术指标121 附：甲醇中毒机理及防护122 第第 5 章章 焦炉气制甲醇生产技术问答焦炉气制甲醇生产技术问答124 （一）气体的压缩124 1、活塞式压缩机的工作原理是什么？124 2、活塞式往复压缩机的工作过程是怎样的？124 3、活塞式压缩机的作用？124 4、如何表示压缩机的压缩功？125 5、压缩机的示功图是什么样式的？125 6、气体压缩过程分几类？各类压缩功耗情况怎样？125 7、采用多级压缩的原因是什么？单级压缩有什么缺点？多极压缩有什么缺点？125 8、在实际生产中，影响压缩机能力的因素有哪些？126 9、离心式压缩机的工作原理？126 10、焦炉气制甲醇合成气压缩机工艺流程？126 （二）原料气的精制127 1、脱除原料气中硫化物的方法有哪些? 127 2、干法脱硫和湿法脱硫各有什么特点? 128 3、精脱硫剂的装填要点是什么？128 4、如何处理废精脱硫剂? 128 5、如何保证精脱硫剂的使用寿命? 129 6精脱硫剂有几个品种与型号，性能和机理怎样?如何选用?129 7、怎样理解硫容的概念？活性炭（或氧化铁）精脱硫剂与普通活性炭（或氧化铁） 有哪些区 别？130 8、为什么铜基催化剂特别重视脱除微量氯? 130 9、脱除微量氯的原理。131 10、脱除微量氯的操作要点是什么? 131 11、制甲醇气脱氯要求的指标。132 12、脱微量氯的主要设备和结构如何? 132 12、脱氯剂的主要型号和品种。132 13、脱氯剂的装卸方法和要点是什么? 133 （三） 、粗甲醇的合成133 1、写出甲醇合成反应的反应方程式，并说明其特点。133 2、甲醇合成催化剂成分有哪些?各起什么作用?使该种催化剂中毒的物质主要有哪些?133 3、高氢快速还原法分为哪四个阶段? 133 4、简述联醇工艺的特点。134 5、入甲醇合成塔的原料气成分有哪些?指标是多少?134 6、铜基催化剂的高氢还原方法有何特点? 134 7、为什么甲醇合成塔热点温度要尽可能维持的低一些?温度高会产生下述后果： 134 8、催化床同