甲醇生产工艺流程
甲醇的生产工艺
(1)生产原料-合成气的制备
合成气最先以固体燃料为原料,在常压或加压下气化, 用水蒸气和氧气与之反应,生产水煤气作甲醇合成或合成氨 的原料。20世纪50年代以来,原料结构发生了很大变化,以 气态烷烃、液体石油馏分为原料生产甲醇原料气,不论从工 程投资、能量消耗、生产成本来看都有明显的优越性,很快 得到发展。近年来,由于考虑到世界石油和天然气的贮藏量 远不及煤炭,由煤炭生产合成气的意义又重新受到重视。所 以,从根本上说,凡含有碳素的固体、液体和气体均可用作 合成气生产的原料。
2.反应压力
与副反应相比,合成甲醇的主反应是摩尔数减少最多 而平衡常数最小的反应,因此增加压力对提高甲醇的平 衡浓度和加快主反应速率都是有利的。反应压力越高, 甲醇生成量越多。但是增加压力要消耗能量,
而且还受设备强度限制,因此需要综合各项因素确定 合理的操作压力。用ZnO-Cr2O3催化剂时,反应温度高, 由于受平衡限制,必须采用高压,以提高其推动力。而 采用铜基催化剂时,由于其活性高,反应温度较低,反 应压力也相应降至5~10Mpa。
法。液体原料的水蒸气转化反应通式为: CnHm + n H2On CO + (n +m/2)H2 -Q 2.部分氧化法
液体原料通过部分氧化法来制取合成气,是利用 原料油在氧化炉内不完全燃烧提供高温热源,使烃 类碳氢化合物裂解,制得甲醇生产所需要的氢气和 一氧化碳。
c.固体原料制取合成气
固体原料成分以固定碳为主,主要指煤和 焦碳。固体原料在高温下通入水蒸气,生成 氢和一氧化碳等合成气。其反应主要包括碳 的氧化和水蒸气的分解两个部分。其主反应 为:
2CH3Cl + Ca(OH)2CaCl2 +2CH3OH CH3Cl + CH3OH CH3OCH3 + HCl CH3OCH3 + H2O 2CH3OH 在350℃,于流动系统中进行这一过程时,所得到的甲醇产率为67%,二 甲醚为33%。氯甲烷的转化率达98%。 尽管反应指标尚好,又是在常压下进行反应,工艺简单,但反应过程中 氯以氯化钙的形式消失,因此水解法价格昂贵,没有在工业上得到广泛 应用。
甲醇制造工艺
甲醇制造工艺
甲醇是一种重要的有机化工原料,其制造工艺主要有以下几种:
1. 低温合成工艺:在高温高压条件下,通过合成气(一氧化碳和氢气)经过甲醇合成反应生成甲醇。
该工艺使用催化剂催化反应,反应温度一般在200-300摄氏度,反应压力在10-100
兆帕之间。
这种工艺具有反应速度快、产量高的特点,广泛应用于大规模工业生产。
2. 二氧化碳催化还原工艺:利用二氧化碳与氢气催化还原反应生成甲醇。
该工艺有利于减少温室气体排放,可以利用二氧化碳资源,具有环保和可持续发展的特点。
3. 生物质气化工艺:利用生物质原料,通过气化反应产生合成气,再通过合成气转化反应生成甲醇。
该工艺可以利用农林废弃物等生物质资源,具有可再生性和环保性。
4. 其他工艺:包括通过煤炭气化、太阳能光电化学反应等制造甲醇的工艺。
这些工艺相对较新,仍处于研发和实验阶段。
甲醇合成的工艺流程和设备
甲醇合成的工艺流程和设备1. 介绍甲醇是一种重要的化工原料,在化工工业中被广泛应用。
甲醇合成是通过一系列化学反应将一氧化碳与氢气合成甲醇。
本文将介绍甲醇合成的工艺流程和所需的设备。
2. 工艺流程甲醇合成的工艺通常分为以下几个步骤:2.1 气化反应首先,将煤、天然气或重油等碳源与氧气(或空气)在高温高压条件下进行气化反应,生成一氧化碳和氢气的混合气体。
气化反应需要使用气化炉等设备。
2.2 气体净化混合气体中存在着杂质,如硫化物、氯化物等。
这些杂质会对甲醇合成催化剂产生不利影响。
因此,需要将混合气体进行净化处理,通常包括除尘、脱硫、脱氯等步骤。
常用的净化设备包括除尘器、脱硫器和脱氯器。
2.3 合成反应在甲醇合成反应中,一氧化碳和氢气经过一系列化学反应转化为甲醇。
这一反应通常在合成反应器中进行,催化剂是促进反应的重要因素。
常用的催化剂有氧化铜-锌、铜-铝催化剂等。
2.4 分离与精制在合成反应结束后,甲醇和未反应的混合气体需要进行分离。
一种常用的分离方法是通过蒸馏将甲醇和副产物进行分离。
此外,还需要进行甲醇的精制,以提高甲醇的纯度。
常用的精制方法有吸附、结晶等。
3. 设备在甲醇合成的工艺流程中,需要使用到以下一些设备:3.1 气化炉气化炉是将煤、天然气等碳源与氧气(或空气)进行气化反应的设备。
气化炉通常由炉体、燃烧器、气化剂供给系统等组成。
3.2 除尘器除尘器用于去除混合气体中的固体颗粒物,以保证合成反应的正常进行。
除尘器可以采用重力沉淀、过滤等原理进行操作。
3.3 脱硫器脱硫器主要用于去除混合气体中的硫化物。
常用的脱硫方法有化学吸收脱硫、物理吸附脱硫等。
3.4 脱氯器脱氯器用于去除混合气体中的氯化物。
脱氯通常采用物理吸附或化学吸收的方式进行。
3.5 合成反应器合成反应器是进行甲醇合成反应的设备。
合成反应器通常由反应罐体、催化剂床层等组成。
3.6 分离设备分离设备主要用于将合成反应产物中的甲醇和副产物进行分离。
甲醇工艺流程介绍
甲醇工艺流程介绍甲醇是一种重要的有机化工产品,广泛应用于化工、医药、农药、塑料、合成纤维等领域。
甲醇的生产工艺主要有四种,包括合成气法、天然气重整法、甲烷水蒸气重整法和木质素液化法。
本文将详细介绍甲醇的生产工艺流程。
一、合成气法合成气法是最常用的甲醇生产工艺,其主要原料是天然气或煤炭。
该工艺流程包括气化、合成气净化、气体转化、甲醇合成和甲醇精制等环节。
首先,将天然气或煤炭进行气化,生成合成气。
气化反应需要高温高压环境下进行,主要反应为C+H2O=CO+H2、气化产物中含有一定量的一氧化碳和氢气。
接下来,对合成气进行净化。
合成气中的杂质如硫化物、氨、氯化物等需要被去除,以保证后续反应的顺利进行。
净化工艺主要包括酸性气体的吸收、氢气和一氧化碳的选择性吸附等。
然后,将净化后的合成气进行转化。
转化主要是通过催化剂的作用,将一氧化碳和二氧化碳转化为甲醇。
转化反应的主要反应为CO+2H2=CH3OH。
该反应需要适宜的温度和压力条件,并且需要选择合适的催化剂。
最后,将合成气中生成的甲醇进行精制。
精制工艺主要包括蒸馏、吸附和冷凝等过程,以去除甲醇中的杂质,得到高纯度的甲醇产品。
二、天然气重整法天然气重整法是一种以天然气为原料生产甲醇的工艺。
该工艺流程包括重整、甲醇合成和甲醇精制等环节。
首先,将天然气进行重整反应,生成合成气。
重整反应主要是将天然气中的甲烷和水蒸气在催化剂的作用下进行反应,生成氢气和一氧化碳。
重整反应的主要反应为CH4+H2O=CO+3H2接下来,将重整反应生成的合成气进行甲醇合成。
甲醇合成反应的条件和催化剂与合成气法相似。
最后,对甲醇进行精制,得到高纯度的甲醇产品。
三、甲烷水蒸气重整法甲烷水蒸气重整法是一种以天然气为原料生产甲醇的工艺。
该工艺流程包括甲烷水蒸气重整、甲醇合成和甲醇精制等环节。
首先,将甲烷进行水蒸气重整反应,生成合成气。
重整反应的主要反应为CH4+H2O=CO+3H2接下来,将重整反应生成的合成气进行甲醇合成。
化工甲醇生产工艺
化工甲醇生产工艺甲醇(CH3OH)是一种重要的有机化学品,广泛应用于化工、医药、农业、能源等领域。
甲醇的生产工艺主要有合成气法和烷基化法两种。
合成气法是利用含碳化合物(如石油、天然气、煤炭等)制备合成气,再通过催化反应得到甲醇的一种工艺。
该工艺流程简单,产品纯度高,且能够综合利用多种原料。
以下是甲醇生产工艺的主要步骤:1. 提纯原料:选择适合的碳源(如天然气、煤炭)进行气化产生合成气。
通过脱硫、脱氮等步骤去除原料中的杂质。
2. 合成气生成:将原料经气化反应产生的合成气送入反应器中,通过催化剂(如铜锌催化剂)的作用,将CO和H2发生水煤气变换反应生成甲醇的原料气。
3. 甲醇合成:将气态的合成气送入低温条件下的甲醇合成反应器中,在催化剂(如铜锌催化剂)的催化下,CO和H2发生甲醇合成反应生成液态甲醇。
该反应过程需要控制合适的温度和压力来提高产率和选择性。
4. 提纯精制:将合成后的甲醇经过冷凝和分离等步骤,得到纯度较高的甲醇产品。
同时,还需要通过脱水、脱碳等处理来去除杂质,满足不同行业的需求。
烷基化法是另一种甲醇的生产工艺,它通过甲醇与烷烃(如甲烷、乙烷)反应生成烷基甲醚,再进行水解得到甲醇。
该工艺可以利用天然气等低碳烷烃作为原料,减少环境排放,并提高能源利用效率。
甲醇的生产工艺选择主要是根据原料成本、工艺技术和产品需求进行综合考虑。
随着环保意识的提高和清洁能源的推广,烷基化法在甲醇生产中的应用越来越广泛,但合成气法仍然是目前主要的甲醇生产工艺。
在甲醇生产过程中,需要注意优化反应条件、选择合适的催化剂、控制反应速率和选择性,以及确保产品质量和安全生产。
此外,提高能源和资源利用效率,减少环境污染,也是甲醇生产工艺研究的重点。
甲醇生产—甲醇生产工艺流程
再见 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 进入下段床层进行反应。冷激式绝热反应器在反应过程中流 量不断增大,各段反应条件略有差异,气体的组成和空速都 不同。
水
3
乙炔尾气
99..99%甲 醇
杂醇油
➢低压法合成甲醇工艺流程图
2023/11/2
甲醇生产
4
2 三相流化床合成甲醇工艺流程
工艺流程(图) 优点:单程转化率高,出口甲醇1520%(V);循环气量少;动力消耗低;反 应器结构简单;温度均匀易于控制。 缺点:三相互相夹带不易分离。
2023/11/2
甲醇生产
2023/11/2
甲醇生产
2
1.低压法合成甲醇流程示意图
O2 水汽
乙炔尾气
400
加热炉
2023/11/2
220000
KK2C2COO3 3
转转 化化 器器
脱脱硫硫塔塔 CCOO2空空 放空
99.85%
分分
脱脱
精甲醇
离离
烃烃 精
器器
塔塔
馏 塔 杂醇油
粗粗甲甲醇醇槽槽
(2) 列管式等温反应器 该类反应器类似于列管式换热器, 其结构示意如图5-10所示。 催化剂装填于列管中,壳程走冷却水(锅炉给水)。反应热 由管外锅炉给水带走,同时产生高压蒸汽。通过对蒸汽压力
甲醇的生产工艺流程
甲醇的生产工艺流程甲醇是一种重要的有机化工产品,广泛应用于化工、能源、医药等领域。
甲醇的生产工艺流程主要包括合成气制备、甲醇合成和甲醇精制三个步骤。
1.合成气制备:煤气化法是将煤通过氧气和蒸汽进行热解,生成一氧化碳和氢气。
该方法适用于煤炭资源丰富的地区,但存在废气处理难、设备复杂等问题。
重整法是利用天然气、石油等烃类物质经过重整反应,生成合成气。
重整法具有工艺简单、操作方便等优点,但对原料质量要求较高。
2.甲醇合成:甲醇合成是指将合成气通过催化剂进行反应,生成甲醇的过程。
目前常用的甲醇合成方法有低温法和高温法。
低温法是将合成气在较低温度(200-300℃)下经过催化剂床层进行反应。
常用的催化剂有氧化锌、铝酸盐等。
低温法反应速度较快,但需要高压(10-20MPa)。
高温法是将合成气在较高温度(400-550℃)下经过催化剂床层进行反应。
常用的催化剂有氧化铜、锌铬等。
高温法反应速度较慢,但操作压力较低(2-5MPa)。
3.甲醇精制:甲醇合成后,还需要进行精制处理以提高甲醇的纯度。
甲醇精制主要包括脱水、脱硫、脱酸等步骤。
脱水是将甲醇中的水分去除,常用的方法有蒸汽脱水、吸附脱水等。
脱硫是将甲醇中的硫化物去除,常用的方法有氧化脱硫、吸附脱硫等。
脱酸是将甲醇中的酸性物质去除,常用的方法有碱洗、脱酸剂吸附等。
此外,甲醇精制还包括甲醇的分馏和洗涤等步骤,以获得符合要求的甲醇产品。
总结起来,甲醇的生产工艺流程包括合成气制备、甲醇合成和甲醇精制三个步骤。
合成气制备是制备合成气的过程,甲醇合成是将合成气转化为甲醇的过程,甲醇精制是提高甲醇纯度的过程。
每个步骤都需要合适的催化剂和工艺参数控制,以确保甲醇的质量和产量。
甲醇的工艺流程
甲醇的工艺流程目前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,目前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型高贵.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.编辑本段甲醇的具体生产方法1. 天然气制甲醇的生产方法天然气是制造甲醇的主要原料.天然气的主要组分是甲烷,还含有少量的其他烷烃、烯烃与氮气.以天然气生产甲醇原料气有蒸汽转化、催化部分氧化、非催化部分氧化等方法,其中蒸汽转化法应用得最广泛,它是在管式炉中常压或加压下进行的.由于反应吸热必须从外部供热以保持所要求的转化温度,一般是在管间燃烧某种燃料气来实现,转化用的蒸汽直接在装置上靠烟道气和转化气的热量制取.由于天然气蒸汽转化法制的合成气中,氢过量而一氧化碳与二氧化碳量不足,工业上解决这个问题的方法一是采用添加二氧化碳的蒸汽转化法,以达到合适的配比,二氧化碳可以外部供应,也可以由转化炉烟道气中回收.另一种方法是以天然气为原料的二段转化法,即在第一段转化中进行天然气的蒸汽转化,只有约1/4的甲烷进行反应,第二段进行天然气的部分氧化,不仅所得合成气配比合适而且由于第二段反应温度提高到800℃以上,残留的甲烷量可以减少,增加了合成甲醇的有效气体组分.天然气进入蒸汽转化炉前需进行净化处理清除有害杂质,要求净化后气体含硫量小于0.1mL/m3.转化后的气体经压缩去合成工段合成甲醇.2. 煤、焦炭制甲醇的生产方法煤与焦炭是制造甲醇粗原料气的主要固体燃料.用煤和焦炭制甲醇的工艺路线包括燃料的气化、气体的脱硫、变换、脱碳及甲醇合成与精制.用蒸汽与氧气(或空气、富氧空气)对煤、焦炭进行热加工称为固体燃料气化,气化所得可燃性气体通称煤气是制造甲醇的初始原料气,气化的主要设备是煤气发生炉,按煤在炉中的运动方式,气化方法可分为固定床(移动床)气化法、流化床气化法和气流床气化法.国内用煤与焦炭制甲醇的煤气化——般都沿用固定床间歇气化法,煤气炉沿用UCJ炉.在国外对于煤的气化,目前已工业化的煤气化炉有柯柏斯-托切克(Koppers-Totzek)、鲁奇(Lurge)及温克勒(Winkler)三种.还有第二、第三代煤气化炉的炉型主要有德士古(Texaco)及谢尔-柯柏斯(Shell--Koppers)等.用煤和焦炭制得的粗原料气组分中氢碳比太低,故在气体脱硫后要经过变换工序.使过量的一氧化碳变换为氢气和二氧化碳,再经脱碳工序将过量的二氧化碳除去.原料气经过压缩、甲醇合成与精馏精制后制得甲醇.3.油制甲醇的生产方法工业上用油来制取甲醇的油品主要有二类:一类是石脑油,另一类是重油.原油精馏所得的220℃以下的馏分称为轻油,又称石脑油.以石脑油为原料生产合成气的方法有加压蒸汽转化法,催化部分氧化法、加压非催化部分氧化法、间歇催化转化法等.目前用石脑油生产甲醇原料气的主要方法是加压蒸汽转化法.石脑油的加压蒸汽转化需在结构复杂的转化炉中进行.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汽转化反应.石脑油经蒸汽转化后,其组成恰可满足合成甲醇之需要.既无需在转化前后补加二氧化碳或设二段转化,也无需经变换、脱碳调整其组成.重油是石油炼制过程中的一种产品,根据炼制方法不同,可分为常压重油、减压重油、裂化重油及它们的混合物.以重油为原料制取甲醇原料气有部分氧化法与高温裂解法两种途径.裂解法需在1400℃以上的高温下,在蓄热炉中将重油裂解,虽然可以不用氧气,但设备复杂,操作麻烦,生成炭黑量多.重油部分氧化是指重质烃类和氧气进行燃烧反应,反应放热,使部分碳氢化合物发生热裂解,裂解产物进一步发生氧化、重整反应,最终得到以H2、CO为主,及少量CO2、CH4的合成气供甲醇合成使用.重油部分氧化法所生成的合成气,由于原料重油中碳氢比高,合成气中一氧化碳与二氧化碳含量过量,需将部分合成气经过变换,使一氧化碳与水蒸气作用生成氢气与二氧化碳,然后脱除二氧化碳,以达到合成甲醇所需之组成.合成后的粗甲醇需经过精制,除去杂质与水,得到精甲醇.4.联醇生产方法与合成氨联合生产甲醇简称联醇,这是一种合成气的净化工艺,以替代我国不少合成氨生产用铜氨液脱除微量碳氧化物而开发的一种新工艺.联醇生产的工艺条件是在压缩机五段出口与铜洗工序进口之间增加一套甲醇合成的装置,包括甲醇合成塔、循环机、水冷器、分离器和粗甲醇贮槽等有关设备,工艺流程是压缩机五段出口气体先进人甲醇合成塔,大部分原先要在铜洗工序除去的一氧化碳和二氧化碳在甲醇合成塔内与氢气反应生成甲醇,联产甲醇后进入铜洗工序的气体一氧化碳含量明显降低,减轻了铜洗负荷,同时变换工序的一氧化碳指标可适量放宽,降低了变换的蒸汽消耗,而且压缩机前几段气缸输送的一氧化碳成为有效气体,压缩机电耗降低.联产甲醇后能耗降低较明显,可使每吨氨节电50kw.h,节省蒸汽0.4t,折合能耗为200万kJ.联醇工艺流程必须重视原料气的精脱硫和精馏等工序,以保证甲醇催化剂使用寿命和甲醇产品质量。
甲醇合成的工艺流程和设备
甲醇合成的工艺流程和设备甲醇是一种重要的化工原料,广泛应用于化工、医药、食品等领域。
甲醇的合成工艺流程主要包括天然气制甲醇和煤制甲醇两种。
以下将以天然气制甲醇为例,介绍甲醇的合成工艺流程和设备。
1. 甲醇合成工艺流程甲醇的合成主要通过气相合成法进行,该方法通过一系列复杂的催化反应将一氧化碳和氢气合成甲醇。
具体的工艺流程如下:- 天然气→天然气净化→变化转换反应→合成气→合成气净化→合成气改质→甲醇合成→甲醇回收2. 甲醇合成设备甲醇合成设备主要包括催化反应器、冷凝器、分离塔等:- 催化反应器:将一氧化碳和氢气催化反应生成甲醇,需要具有较高的反应活性和选择性。
- 冷凝器:用于冷却和凝结合成气中的甲醇,使其形成液体甲醇。
- 分离塔:用于将液体甲醇从残余的气相中分离出来,保证甲醇的纯度和回收率。
3. 甲醇生产过程甲醇生产过程主要包括天然气的催化转变、合成气的制备、甲醇的合成和甲醇的回收等环节。
整个过程需要耗费大量的热能和电能,因此需要具备较为完备的能源设施和配套设备。
总的来说,甲醇的合成工艺流程较为复杂,需要涉及多个催化反应和分离过程,所需要的设备也比较繁杂。
企业在进行甲醇合成生产时,需要充分考虑到工艺流程和设备配置,确保生产过程的高效稳定。
甲醇是一种重要的化学品,其合成工艺的复杂性和对能源的依赖性使得甲醇工业在全球范围内备受关注。
天然气制甲醇是目前全球最为主流的甲醇生产工艺。
下面将详细介绍甲醇的合成工艺流程和设备,以及在甲醇生产过程中可能出现的关键技术和挑战。
4. 甲醇合成过程甲醇的合成工艺主要涉及以下几个过程:4.1 天然气制备合成气首先,天然气需要在天然气净化设备中进行净化处理,去除其中的硫化氢、二氧化碳和水等杂质。
通过石灰石和干燥剂的吸附、脱硫等处理,可使天然气达到合成气制备的要求。
然后,经催化转化反应,天然气中的甲烷和水蒸气进行高温反应,生成一氧化碳和氢气,形成合成气。
4.2 合成气的制备合成气是由一氧化碳和氢气所组成的气体混合物,它是甲醇合成的重要中间产物。
甲醇厂工艺流程
甲醇厂工艺流程
甲醇厂是一种生产甲醇的工厂,甲醇是一种重要的有机化学品,广泛应用于化工、农药、医药等行业。
下面是甲醇厂的工艺流程概述。
首先,甲醇厂的原料主要来自于天然气。
天然气中的甲烷经过预处理,去除杂质后进入蒸汽重整炉。
在蒸汽重整炉中,甲烷被加热并与水蒸汽反应,生成一氧化碳和氢气。
这个反应被称为重整反应。
接下来,一氧化碳和氢气进入合成气转化器,经过硫化物处理后与过渡金属催化剂进行反应,生成甲醇气体。
这个反应被称为合成反应。
甲醇气体进入甲醇合成塔,通过加压冷凝与水反应,生成含有甲醇的高压液体。
随后,高压液体经过一系列的分离、净化和重新循环,提取出甲醇产品。
在甲醇厂的工艺流程中,还有一些辅助设备和单元。
例如,气体分离装置用于分离合成气中的二氧化碳、杂质等。
再生热交换器用于将高温高压的合成气体和高压液体与低温的甲醇废气进行热交换,实现能量回收,提高能源利用效率。
催化剂再生装置用于使硫化的催化剂重新脱硫,以保证合成反应的效果。
此外,甲醇厂的工艺流程中还需要考虑安全环保方面的问题。
例如,对废气进行处理,减少污染物排放。
对产生的硫化物进行处理和回收。
对产生的废水进行处理和再利用。
总之,甲醇厂的工艺流程是一个复杂的体系,包括预处理、重整反应、合成反应、分离与净化等多个步骤。
通过这些步骤,可以将原料天然气转化为高纯度的甲醇产品。
在工艺流程中,还需要考虑能源回收和环保等方面的问题,以实现可持续发展。
甲醇生产工艺流程概况
工艺流程简述1、转化工艺流程概述界区外来的天然气,分成两路,一路原料气通过原料气分离器V-0101分离出其中水、石脑油等冷凝物后,送至燃料气脱硫槽R-0101A/B/C/D脱硫后作为转化炉和开工锅炉的燃料天然气。
另一路原料气通过原料气分离器BS-101分离出其中水、石脑油等冷凝物后,补入一定量从氢回收装置送来的氢气后进入原料气预热器加热,依次通过常温脱硫槽(BR-0101A/B)、高温钴钼加氢脱硫槽(BR-102)、高温氧化锌脱硫槽(R-101 A/B)脱硫,使原料天然气中的总硫含量降到0.1ppm 以下,脱硫后的天然气作为甲醇生产装置的工艺天然气送至原料混合器MIXER中。
在原料混合器MIXER中工艺天然气、1. 9Mpa的工艺蒸汽、CO2,按H2O/C (2.95—3.05):1的比例混合后,通过混合气预热器E-104,加热到500℃,在1.6Mpa的压力下进入一段转化炉。
一段转化炉用天然气、合成驰放气、合成闪蒸气作为燃料为反应提供热量。
混合原料气在850℃温度下通过转化管中触媒层,从一段转化炉出来的转化气,温度760℃,压力1.2MPa 残留甲烷≤10%。
由一段转化炉下部集气总管输至二段转化炉顶混合烧咀,用于优化调节的部分工艺天然气和回收的氢气在集气总管上加入,来自博源联化公司的氧气1.5Mpa、120℃与部分工艺蒸汽混合后从混合烧咀顶部加入;在混合烧咀出口处的转化气与氧气混合在高温下自燃,进行部分燃烧反应放出热量,使入二段转化炉的混合气体温度升至1100℃再次进入二段转化催化剂床层,对残余甲烷进行转化,出二段转化炉的高温转化气1.15Mpa、950℃进入废热锅炉产生高压蒸汽,回收部分热量,并经其它换热器利用余热后,转化气一分为二,一部分进入原甲醇装置天然气预热器出口总管,并经原甲醇装置回收利用余热,最终冷却至40℃分离后入原甲醇装置合成气压缩机压缩入合成。
另一部分通过调节阀控制进入新增的转化B系列后工序,最终冷却至40℃分离后入新增合成气压缩机压缩入合成。
(工艺流程)甲醇生产工艺流程
甲醇生产工艺流程(10万吨/年工艺!化工二院设计)本工程以焦炉煤气为原料,选用湿法加干法脱硫,纯氧催化部分氧化转化,低压合成,三塔精馏工艺。
工艺流程简述湿法脱硫:首先将来自焦化厂气柜加压站的粗脱硫煤气(H2S:200mg/Nm3)进入本工程脱硫塔,与塔顶喷淋下来的烤胶脱硫液逆流接触洗涤、补雾段除去雾滴后送至焦炉气压缩气柜。
焦炉气压缩:将来自气柜H2S含量小于20mg/Nm3 、200mmH2O、温度40℃的焦炉气,到一入总油水分离器分离油水,到一段入口缓冲器减压缓冲,进入一段气缸加压至0.23MPa(绝),温度130℃,经一段出口缓冲器减压缓冲,进入一段水冷却器冷却至40℃,一段油水分离器分离油水后,进入二段入口缓冲器减压缓冲,经二段气缸加压至0.491 MPa(绝)温度130℃经二段出口缓冲器减压缓冲,二段水冷却器冷却至40℃,二段油水分离器分离油水后,进入三段入口缓冲器减压缓冲,经三段气缸加压至11.10 MPa (绝),温度130℃经三段出口缓冲器减压缓冲,三段水冷却器冷却至40℃,三段油水分离器分离油水后,进入四段入口缓冲器减压缓冲,经四段气缸加压至2.5 MPa,温度130℃,经四段出口缓冲器减压缓冲,四段水冷却器冷却至40℃,四段油水分离器分离油水后,送精脱硫转化工段。
转化:焦炉气来自压缩机的压力2.5MPa,温度40℃的焦炉气经过过滤器(F61201A/B).过滤器分离掉油水与杂质。
再经预脱硫槽脱除大部分无机硫后去转化工段焦炉气初预热器预热300℃、压力2.5 MPa。
回精脱硫的一级加氢转化器,气体中的有机硫在此进行加氢转化生成无机硫;不饱和烃生成饱和烃。
加氢后的气体进入中温脱硫槽(D61203ABC)脱除绝大部分的无机硫;之后再经过二级加氢转化器(D61205)将残余的有机硫进行转化;最后经过中温氧化锌(D61204AB)把关。
使出口焦炉气中总硫<0.1pp m后送至转化工序。
生产甲醇的几种流程图
生产甲醇的几种流程图(一)甲醇的生产流程图(二)高压法合成甲醇工艺流程1-合成塔;2-水冷凝器;3-甲醇分离器;4-循环压缩机;5-铁油分离器;6-粗甲醇中间槽(三)低压法生产甲醇的原理流程图1加热炉2转化炉 3废热锅炉 4加热器 5脱硫器 6 、24、21、17、12为水冷器7气液分离器 8合成气三段离心式压缩机 9循环气压缩机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分离塔 19、22 再沸器20甲醇精馏塔 23 CO2吸收塔(四)甲醇生产高压法、中压法、低压法三种方法及区别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℃。
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。
甲醇合成工艺流程
甲醇合成工艺流程甲醇合成是重要的有机化工工艺之一,甲醇是一种重要的有机溶剂和化工中间体,广泛应用于化工、医药、油田勘探等领域。
甲醇的合成工艺流程主要包括合成气制备、甲醇合成和甲醇提纯三个环节。
合成气制备是甲醇合成的关键步骤之一,此步骤主要是将煤炭、天然气等碳源转化为合成气(主要是一氧化碳和氢气)。
合成气制备的主要反应有气化、转化和变换等。
气化是将固体或液体碳源转化为气体状的一种化学反应。
常用的气化剂有氧气、水蒸汽等,气化产物主要有一氧化碳、二氧化碳、氢气等。
转化反应是将气化产物中的一氧化碳和二氧化碳转化为一氧化碳和氢气,主要反应有水煤气变换、甲烷化反应等。
根据不同的碳源和气化剂,选择不同的气化方式和催化剂,可以得到不同组成的合成气。
甲醇的合成是主要步骤之一,主要反应是一氧化碳和氢气发生合成反应生成甲醇。
合成反应通常在高温和高压条件下进行,主要有甲醇合成、甲烷醇转化等。
甲醇合成反应需要选择合适的催化剂,常用的有Cu-ZnO/Al2O3、Cu-MnO/Al2O3等。
此反应是一个复杂的平衡反应,需要控制合成气的组成、反应温度和压力等条件,以提高甲醇的产率和产品质量。
甲醇的提纯是合成工艺流程中的最后一个环节,目的是去除其中的杂质,提高甲醇的纯度。
常用的甲醇提纯方法有蒸馏法、吸收法、结晶法等。
蒸馏法是最常用、最常见的提纯方法,主要通过加热和冷却等操作将甲醇蒸馏,去除其中的水、醛基、酸性物质等。
吸收法是将甲醇溶液通过吸收剂吸收其中的水和杂质,再通过脱溶和干燥等操作得到纯净的甲醇。
结晶法则是通过控制温度和溶剂等条件,使溶液中的甲醇结晶出来,而去除其中的杂质。
综上所述,甲醇的合成工艺流程主要包括合成气制备、甲醇合成和甲醇提纯三个环节。
合成气制备将碳源转化为合成气,甲醇合成是将一氧化碳和氢气反应生成甲醇,甲醇提纯则是去除其中的杂质提高甲醇的纯度。
通过合理控制工艺参数和选择合适的催化剂,可以提高甲醇的产率和产品质量,促进甲醇合成工艺的发展与应用。
合成甲醇工艺流程图
合成甲醇工艺流程图合成甲醇工艺流程图甲醇是一种重要的化学原料,广泛应用于化工、医药和能源等领域。
下面是一幅合成甲醇的工艺流程图。
1. 原料准备:首先,需要准备甲烷和二氧化碳作为原料。
甲烷可以来自天然气或煤矿气,而二氧化碳则可以从空气中捕集。
2. 清洁和反应催化:经过清洁处理后,甲烷和二氧化碳进入反应器。
在反应器中,甲烷和二氧化碳与催化剂接触,并发生化学反应。
催化剂可以是金属氧化物,如氧化铜和氧化锌。
3. 气液分离:反应产生的混合气体需要进行气液分离。
这可以通过压力调节和冷却的方式实现。
高压下,甲醇会凝结成液体,而未反应的气体则被排放出去。
4. 精馏:通过精馏过程,将混合液体中的甲醇和水进行分离。
由于甲醇的沸点较低,它会先以蒸汽的形式进入冷凝器,然后冷凝成液体。
而水则会留在底部。
5. 加氢处理:在甲醇生产过程中,经常会生成一些有害物质,如硫化氢和一氧化碳。
因此,需要进行加氢处理,以去除这些有害物质。
加氢处理通常使用镍催化剂。
6. 脱水:经过加氢处理后,甲醇和水再次进入脱水器。
在脱水器中,甲醇和水被分离,以获得更纯净的甲醇。
7. 精制:最后,对甲醇进行精制处理,以去除杂质。
这可以通过再次进行精馏或吸附过程来实现。
吸附剂可以是活性炭或分子筛。
通过以上工艺流程,我们可以得到高纯度的甲醇。
甲醇是一种非常重要的化工原料,在许多行业中都有广泛应用。
除了作为溶剂、反应剂和燃料外,甲醇还可以用于制备多种化学品,如甲醇醚、甲醇胺和甲醇醛等。
总之,合成甲醇的工艺流程涉及原料准备、清洁和反应催化、气液分离、精馏、加氢处理、脱水和精制等步骤。
这些步骤的顺序和条件可以根据具体工艺要求进行调整。
通过合理的工艺设计和优化,可以提高甲醇的产率和质量,从而满足市场需求。
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甲醇生产工艺流程(10万吨/年工艺!化工二院设计)
本工程以焦炉煤气为原料,选用湿法加干法脱硫,纯氧催化部分氧化转化,低压合成,三塔精馏工艺。
工艺流程简述
湿法脱硫:
首先将来自焦化厂气柜加压站的粗脱硫煤气(H2S:200mg/Nm3)进入本工程脱硫塔,与塔顶喷淋下来的烤胶脱硫液逆流接触洗涤、补雾段除去雾滴后送至焦炉气压缩气柜。
焦炉气压缩:
将来自气柜H2S含量小于20mg/Nm3 、200mmH2O、温度40℃的焦炉气,到一入总油水分离器分离油水,到一段入口缓冲器减压缓冲,进入一段气缸加压至0.23MPa(绝),温度130℃,经一段出口缓冲器减压缓冲,进入一段水冷却器冷却至40℃,一段油水分离器分离油水后,进入二段入口缓冲器减压缓冲,经二段气缸加压至0.491 MPa(绝)温度130℃经二段出口缓冲器减压缓冲,二段水冷却器冷却至40℃,二段油水分离器分离油水后,进入三段入口缓冲器减压缓冲,经三段气缸加压至11.10 MPa
(绝),温度130℃经三段出口缓冲器减压缓冲,三段水冷却器冷却至40℃,三段油水分离器分离油水后,进入四段入口缓冲器减压缓冲,经四段气缸加压至2.5 MPa,温度130℃,经四段出口缓冲器减压缓冲,四段水冷却器冷却至40℃,四段油水分离器分离油水后,送精脱硫转化工段。
转化:
焦炉气来自压缩机的压力2.5MPa,温度40℃的焦炉气经过过滤器(F61201A/B).过滤器分离掉油水与杂质。
再经预脱硫槽脱除大部分无机硫后去转化工段焦炉气初预热器预热300℃、压力2.5 MPa。
回精脱硫的一级加氢转化器,气体中的有机硫在此进行加氢转化生成无机硫;不饱和烃生成饱和烃。
加氢后的气体进入中温脱硫槽(D61203ABC)脱除绝大部分的无机硫;之后再经过二级加氢转化器(D61205)将残余的有机硫进行转化;最后经过中温氧化锌(D61204AB)把关。
使出口焦炉气中总硫<0.1pp m后送至转化工序。
精脱硫来的29196Nm3/h焦炉气总硫‹0.1ppm和转化废热锅炉自产蒸气14.376t/h混合进入C60602焦炉气预热器〈壳程〉预热3 30℃,进入B60601预热炉预热至660℃,进入D60601转化炉混合室,与来自空分氧气5864m3/h,纯氧和经过B60601上段预热
至300℃3.5t/h自产蒸汽的进入转化炉上段,进行纯氧蒸汽部分氧化燃烧、,温度达950-1250℃左右,高温气体在经催化剂床层进行甲烷蒸汽转化,控制出口气体CH4≤0.6%。
温度≤985℃,经C60601废热锅炉回收热量,每小时产生2.95MPa的蒸汽:约22.371t/h,供转化和外管网用,废热锅炉出口气体温度降至54 0℃,进入C60602焦炉气预热器〈管程〉与壳程气体换热后温度降至370℃,再经过C60603焦炉气初预热器〈壳程〉与〈管程〉焦炉气换热后出口温度280℃,经C60604锅炉给水预热器〈管程〉与来自锅炉的除氧水换热,出口温度降至161℃,经C6060 5脱盐水预热器〈管程〉与脱盐水站来的脱盐水〈壳程〉换热,出口温度降至113℃,经C60606采暖水预热器(管程)与采暖水管网来的采暖水〈壳程〉换热,温度降至90℃,经C60607水冷器〈管程〉与水〈壳程〉换热,出口温度降至40℃,经F606 02气液分离器分离掉水分,出口温度约为40℃,经D60602常温氧化锌脱氯剂和氧化锌脱硫剂进一步脱氯、脱硫,再经过精密过滤器过滤气体后,去合成压缩机。
合成:
来自转化的新鲜原料气(压力2.0Mpa,温度≤40℃)进入二合一合成气压缩机组,经一段压缩后,与合成塔未反应的循环气(压力5.4Mpa,温度≤40℃)混合,再经过二段压缩(压力5.9Mpa,
温度≤73℃),出压缩机的混合气体去甲醇合成工段。
来自合成气压缩(630#)的合成气,温度73℃,压力5.9 MPa,经气气换热器(C40001B-A )预热到225℃,进入甲醇合成塔(D4000 1),在催化剂的作用下进行甲醇合成反应 CO+2H2=CH3OH+Q、CO2+ 3H2=CH3OH+H2O+Q及副反应4CO+8H2=C4H9OH+3H2O等等。
甲醇合成塔为管壳式反应器,管内填装触媒,反应管外为沸腾热水,利用反应热副产中压饱和蒸汽。
合成塔出口气进气气换热器(C40001A-B)与合成塔入口气换热,把入口气加热到活性温度以上,同时合成塔出口气温度降至100℃,经水冷器(C40002)冷却到40℃后,进入水洗塔(F40003)进行气液分离并把反应气中未冷凝的甲醇洗出来。
水洗塔为分离和洗醇一体的新型设备,在分离器的下部进行甲醇分离,上升的气体与塔顶喷淋下来的水逆流接触,气体中的甲醇溶解在水中,形成稀醇水落入分离器底部,与分离的粗甲醇一并进入过滤器,过滤出石蜡等固体杂质后送往精馏系统进行精馏。
出水洗塔的气体大部分作为循环气去合成气压缩增压循环利用,提高气体的总转化率。
一小部分作为弛放气,压力约5.4MPa(g),经一次调节阀减压和二次调节阀减压后,送往转化装置、锅炉装置作燃料气。
还有一小部分用于调整系统压力的放空气,送火炬燃烧。
精馏:
从合成工段来的粗甲醇,温度40℃,压力0.5MPa(g),通过粗甲醇缓冲槽(F40501),流量为19043.231kg/h,经粗甲醇预热器(C 40510)预热到65℃进入预精馏塔(E40501),调节粗甲醇缓冲槽液位的多余粗甲醇送入粗甲醇中间槽。
当合成产量无法保证预塔进料时,启动粗甲醇泵补充进料。
为中和预塔塔底的少量酸,用固体NaOH在配碱槽(F40506)配制5%碱液,流至碱液槽(F40507),然后用碱液泵(J40506A/B)沿入口管线向预塔内加入碱液约25 kg/h,控制预塔的塔釜内液体PH=9~10范围内。
从预塔(E40501)塔顶出来的气体温度75℃,压力0.05MPa(g),经预塔冷凝器I(C40502)和预塔冷凝器II(C40503)用循环水分级冷凝后,温度降到40℃,冷凝下来的甲醇溶液收集在预塔回流槽(F40508)内,通过预塔回流泵(J40509A/B)加压后,从预塔的塔顶进入到预塔内,预塔再沸器(C40501)的能力要满足一定的回流比。
预塔再沸器的热源为低压蒸汽。
预塔冷凝器II(C40503)中不凝气、预塔(E40501)塔顶少量的排放气和各塔顶部气体管线上安全阀后的排放气体,均通入排放槽(F40504),用软水吸收回收甲醇后高空排放。
回收的甲醇液自流入地下槽(F40505)内,有
液下泵打至粗甲醇中间槽继续精馏。
从预塔塔底出来脱除轻组分后的预后甲醇,温度为85℃,压力为0.08MPa,用预后甲醇泵(J40501A/B)抽出,送入加压精馏塔(E 40502),加压精馏塔(E40502)的操作压力为0.7MPa(g),塔底有再沸器(C40504)加热,使塔底料液维持在135℃,压力0.7MPa,从甲醇加压塔塔顶出口的甲醇蒸汽温度123℃,压力0.6MPa,在常压塔再沸器(C40507)中冷凝,释放的热用来加热常压塔(E405 03)中的物料。
常压塔再沸器出口的甲醇冷凝液进入加压塔回流槽(F40502)一部分由加压塔回流泵(J40502A/B)在流量控制下送回加压塔顶回流;另一部分作为成品甲醇,成品甲醇首先经粗甲醇预热器(C40510)冷却,再经精甲醇冷却器(C40505)冷却到大约40℃,送往精甲醇中间槽(F40510A/B)。
控制加压塔的液面使过剩的产物在135℃下进入常压塔(E40503),常压塔(E40503)底部产物在107℃和0.08MPa(g)压力条件下,由加压塔顶产物的冷凝热再沸。
离开常压塔顶的蒸汽约65℃压力0.03MPa,在常压塔顶冷凝器(C40506)中冷却到40℃后送到常压塔回流槽(F40503),在流量控制下,再用常压塔回流泵(J40503A/B)将回流液送回塔顶,其余部分作为精甲醇产品送入精甲醇中间槽(F40510A/B)。
精甲醇中间槽的甲醇产品经分析合格后,通过精甲醇泵(J40507 A/B)送入到成品罐区。
常压塔底的产物是水,含有微量的甲醇和高沸点杂醇。
为防止高沸点的杂醇混入到精甲醇产品中,在常压
塔(E40503)的上部和中下部有杂醇采出,温度约85℃,压力约0. 035MPa(g),经杂醇冷却器(C40509)冷却到40℃,压力0.025MP a后,靠静压送到杂醇贮槽(F40509),再通过杂醇泵(J40510)送到成品罐区贮存。
从常压塔(E40503)底部排出的废水温度105-110℃,压力约0.0 8MPa(g),经残液泵送至残液冷却器冷却至40℃,分析甲醇含量≦0.2%时直接排入排水沟。
甲醇含量≧0.2%时送至粗甲醇贮槽(F 40511)。
排放的污甲醇排到地下槽(F40505),经地下槽液下泵(J40505)
送到粗甲醇贮槽(F40511)。
开车时或事故状态下,经分析精甲醇中间槽(F40510A/B)内不合格的精甲醇由精甲醇槽底部与粗甲醇槽出口管道一并进入粗甲
醇泵,向塔内进料。
燃气锅炉:
由焦化装置产生的合格焦炉煤气,通过煤气母管送入燃气锅炉进行燃烧,燃气锅炉所产生的热加热锅炉给水,使其便为中压蒸汽,锅炉蒸汽供应工艺转化、甲醇精馏等用户。