合成车间工艺简介

以上五个过程，a、e进行得最快；b、d进 行的速度比c快得多，因此整个反应过程取 决于c过程，即反应物分子在催化剂的活性 表面的反应速度。
膜分离原理：
膜法气体分离已成为与变压吸附(PSA) 、深冷分 离并存的三大主要气体分离技术，并因其简便、经 济、操作灵活而日益受到普遍欢迎。膜分离法属于 物理分离法。一般来说，所有的高分子膜对一切气 体都是可渗透的，只不过不同气体渗透速率各不相 同，膜分离的基本原理就是利用各气体组分在高分 子聚合物中的溶解扩散速度不同，因而在膜两侧分 压差的作用下导致其渗透通过膜壁的速率不同而分 离。人们正是借助它们之间在渗透速率上的差异和 施加的驱动力，来实现对某种气体的浓缩和富集的 目的。
甲醇合成原理：
甲醇合成反应是多项铜基催化剂上进行的复 杂的、可逆的化学反应。 主反应有： CO+2H2=CH3OH+102.5kJ/mol CO2+3H2=CH3OH+H2O+59.6kJ/mol CO+H2O=CO2+H2+41.19 kJ/mol
甲醇合成反应机理
甲醇的合成反应符合多相催化机理,可以分为以下 五个过程进行。 a）扩散——气体自气相扩散到催化剂的界面。 b）吸附——各种气体在催化剂的活性表面进行化 学 并吸异附裂，。其中CO在Cu+上吸附，H2在Zn2+上吸附 c）表面反应——化学吸附的反应物在活性表面上 进行反应，生成产物。 d）解吸——反应产物脱附 e）扩散——反应产物气体自催化剂界面扩散到气 相中去。
无 0.5
质量指标 一等品 99.50 0.50 0.10 0.005 0.30 0.01 0.005
无 1.0
合格品 99.00 1.00 0.20 0.02 0.80 0.05 ——
3.0 4.0
四、合成车间工艺原理
一氧化碳变换原理
吸收原理：
根据混合气体中各组分在某液体溶剂中的溶 解度不同而将气体混合物进行分离。吸收操 作所用的液体溶剂称为吸收剂；混合气体中， 能够显著溶解于吸收剂的组分称为溶质；而 几乎不被溶解的组分统称为惰性组分或载体； 吸收操作所得到的溶液称为吸收液或富液； 被吸收后排出的气体称为吸收尾气，其主要 成分为惰性气体。
游产品种类很多,结合市场需求,发展国内市场紧 缺,特别是可以替代石油化工产品的甲醇下游产 品,是未来大规模发展甲醇生产,提高市场竞争能 力的重要方向。当前在我国大力发展甲醇和下游 产品二甲醚等下游产品，市场前景十分广阔。
我公司的60万吨甲醇、40万吨二甲醚/年 项目面临的市场机遇：

(1)甲醇燃料：20世纪70年代出现的两次石油危机及严 格的环保要求,大大促进了甲醇车用燃料的开发,甲醇汽油 是工业液态清洁燃料,在国际上早已经作为清洁汽车燃料 使用。与汽油混合燃烧充分,所以动力很足。国际上和国 内目前正面临着能源日益紧张、汽车日渐增多、油价持续 上涨的难题，2005年国际原油更是突破了70美元/桶。而 甲醇优越的燃料品质,进一步引起了人们的重视。经过多 年的研究开发,我国在甲醇燃料的开发及应用已具有了-定 的基础:在汽油中掺人5%、15%,、25%和85%的甲醇及用纯 甲醇(100%)作为汽车燃料的试验研究方面已经进行大量实 质性工作,特别是低比例掺烧甲醇,汽车无需做任何改动, 可直接掺入汽油中使用。
主流程各岗位框图
CO2
煤
气化
CO 变换 CO＋H2＋CO2 低温甲醇洗 H2S 硫回收
H2S＋COS
COS
＋ 硫磺（S）
＋
CO H2 CO2
产品CH3OH
甲醇精馏 CH3OH（粗） 甲醇合成
一、合成车间工艺范围
包括变换工段、低温甲醇洗工段、硫回收 工段、冷冻站、甲醇合成工段、甲醇精制 工段、产品罐区、装车站。
二、合成车间主要介质
变换工段：进口水煤气、出口变换 气
低温甲醇洗工段介质
低温甲醇洗工段:进口变换气、出口净煤气、 浓缩的H2S气、放入大气的废气（CO2）
硫回收工段进口浓缩的H2S气、液固态硫磺、 去脱硫脱炭工段的含H2S尾气
冷冻站：液氨、气氨
甲醇合成工段介质
甲醇合成工段：进口净化气（合成气）、出口 粗甲醇、驰放气
甲醇用途
甲醇是较好的人工合成蛋白的原料，蛋白转化 率较高，发酵速度快，无毒性，价格便宜。 另外,由于世界石油供给不稳定因素的影响以及 世界能源危机与交通运输业蓬勃发展形成了极 度尖锐的矛盾。利用甲醇、二甲醚等清洁燃料 部分替代汽油、柴油、液化石油气，其燃烧热 值高、挥发性好且燃烧气毒物排放量低，在工 业上和民用上具有较大的应用潜力。
氨制冷冻原理（续2）
如液氨在1大气压下的沸点为-33.35℃，但 在16个大气压下，气氨的冷凝温度为40℃， 这样，就可以利用物质的这一特性，使其在 低压下蒸发，从被冷却物中吸取热量，达到 冷冻的目的，同时蒸发后的气态物质经压缩 机压缩提高压力。使冷凝温度高于冷水温度。 在高压下用冷水冷凝，重新变成液态物质， 再减压蒸发，如此循环制冷。
(2)二甲醚燃料。二甲醚(DME)除了在日用化工、制药、 农药、染料、涂料等方面具有广泛的用途外,它还具有 方便、清洁、十六烷值高、动力性能好、污染少、稍 加压即为液体,易贮存等燃料性能。较好地解决了能源 和污染的矛盾这一世界难题,被誉为“21世纪的绿色燃 料”。在我国大力发展二甲醚燃料已经具备较成熟的 条件,通过锅炉改用二甲醚燃料或建设二甲醚为燃料的 燃气轮机,目前火力发电中供应越来越紧张的柴油和燃 料油也可以考虑用二甲醚来代替。目前,甲醇、DME生 产技术和规模使得DME作为燃料在经济上是可行的,其 发展前景广阔。
表一：甲醇物性参数表
序号 1 2 3 4 5 6
7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17
项目 沸点（1.013×105Pa）
凝固点 闪点
自燃点 相对密度（d20） 蒸汽压力（20℃） 蒸汽压力（21.2℃）
临界压力 临界温度 燃烧热（25℃液体） 蒸发潜热（64.7℃） 液体热容（20～25℃） 气体热容（77℃） 爆炸上限 爆炸下限 最小点火能量 相对分子量 黏度(20℃)
合成车间工艺简介
一、合成车间工艺范围 二、合成车间主要介质 三、合成车间主要产品 四、合成车间工艺原理 五、合成车间工艺流程 六、合成车间主要设备 七、合成车间工艺特点
前
言
甲醇的发展状况及我公司项目的发展前景
甲醇是一种重要的有机化工原料,应用广泛,可以 用来生产甲醛、合成橡胶、甲胺、对苯二甲酸二 甲脂、甲基丙烯酸甲脂、氯甲烷、醋酸、甲基叔 丁基醚等一系列有机化工产品,而且还可以加入 汽油掺烧或代替汽油作为动力燃料以及用来合成 甲醇蛋白。随着当今世界石油资源的日益减少和 甲醇单位成本的降低,用甲醇作为新的石化原料 来源已经成为一种趋势。 大力生产和发展甲醇下
我国甲醇生产的原料主要有天然气、重（渣） 油、煤等，从投资看，以煤为原料投资高， 且装置操作运行难度大，但从长远看，世界 上煤的储藏量远远超过天然气和石油，我国 的情况更是如此，以煤为原料发展碳一化工 将很快占据主导地位。我公司在内蒙鄂尔多 斯已取得30亿吨的优质煤开采权，因此， 我公司以煤为原料生产一氧化碳和甲醇在原 料方面具有优势。
6 0.216 32.04 0.5945
甲醇主要用途：
甲醇是一种重要基本有机化工原料和溶剂，在 世界上的消费量仅次于乙烯、丙稀和苯。甲醇 可用于生产甲醛、甲酸甲酯、香精、染料、医 药、火药、防冻剂、农药和合成树脂等；也可 以替代石油化工原料，用来制取烯烃（MTP、 MTO）和制氢（MTH）；还广泛用于合成各种 重要的高级含氧化学品如醋酸、酸酐、甲基叔 丁基醚(MTBE)等。
而新奥集团的主业是城市燃气，而在燃气中掺烧二甲 醚目前已在部分地区获得市场准入，为此我公司的甲 醇二甲醚市场与同行业厂家有不可比拟的优势。
（3）随着世界化学工业的发展，特别是中 国及亚太地区经济持续高速发展，加上中国 贫油富煤的现状，甲醇消费市场也在迅速扩 大。近年来我国提倡大力发展煤制甲醇产品 作为石油的替代燃料，为甲醇开拓了新的广 阔市场，提供了大力发展甲醇产品的良好机 遇。
蒸馏原理：
利用液体混合物中各组分挥发能力的不同， 将混合液加热沸腾汽化，分别收集挥发出的 汽相和残留的液相而将液体混合物中各组分 分离的操作称为蒸馏。 精馏原理：利用溶液中各组分挥发度的不同 而实现的连续的高纯度分离。
氨制冷原理：
氨制冷原理 压缩式制冷循环（我装置） 冷冻剂在低压下吸收热量后蒸发（制冷），
≥
水分，%（m/m）
≤
灰分，%（m/m）
≤
酸度（以H2SO4计）%（m/m） ≤
有机物，%（m/m）
≤
砷（As），%（m/m）
≤
铁（Fe），%（m/m）
Leabharlann Baidu
≤
筛余物 孔径150μm，%（m/m） ≤ 孔径75μm，%（m/m） ≤
注：表中的筛余物指标仅用于粉状硫磺。
优等品 99.90 0.10 0.03 0.003 0.03 0.0001 0.003
单位 ℃ ℃ ℃ ℃ (g/ml) Pa Pa MPa ℃ KJ/mol KJ/mol KJ/mol.℃ KJ/mol.℃ % % MJ
cP
数值 64.5～64.7 -97～-97.8 12（闭口）～16（开口） 473（空气中）～461（氧气中）
0.7915 11825 13333 7.95， 240 726.55 35.3 2.51～2.53 1.63 36.5
硫磺产品主要用途：
可以用来制造工业硫酸、橡胶制品，在农业 上可用来制作杀虫剂，在医药工业上可用来 制造磺胺等药品，军事上可用来制造炸药， 食品工业上可用来制作蔗糖脱色剂等，在半 导体工业上也有一定的应用。
产品质量标准：
执行中华人民共和国石油化工行业标准 标准号： GB2449-92
项目
硫，%（m/m）
甲醇精制工段介质
甲醇精制工段：进口粗甲醇、出口精甲醇产品、 杂醇油
三、合成车间主要产品
甲醇、杂醇和硫磺等，下面就这些产品的简 单的介绍一下
1、甲醇：主要性质：
甲醇是最简单的饱和一元醇，俗称“木精”、“木 醇”，其分子式为CH3OH，分子量为32.04。 常温常压下，纯甲醇是无色透明、易燃、极易挥发 且略带醇香味、刺激性气味的有毒液体。甲醇能和 水以任意比互溶，甲醇蒸汽和空气混合能形成爆炸 性混合物，遇明火、高热能引起爆炸。甲醇燃烧时 无烟，其燃烧时显蓝色火焰。与氧化剂接触发生化 学反应或引起燃烧。在火场中，受热的容器有爆炸 危险，其蒸汽比空气重，能在较低处扩散到相当远 的地方，遇明火会引起回燃，属危险性类别；试剂 甲醇常密封保存在棕色瓶中置于较冷处。
2、硫磺主要性质：
硫磺产品为淡黄色固体，呈粉状、粒状或片状等形 式。其分子量为32，熔点为110.4℃，沸点为 444.6℃，闪点为205℃，燃点为232℃，密度为 1.96-2.07t/m3，粘度为6.7-8(150℃时)不溶于 水，能溶于酒精和醚类，易溶于二硫化碳、四氯化 碳和苯。能燃烧，燃烧时会生成有毒气体二氧化硫， 火焰呈兰色。硫磺粉尘或蒸汽能与空气形成爆炸性 混合物，其最低爆炸极限为2％（V）。硫磺与氯 化剂的混合物在加热、碰撞及研磨时将会燃烧。
工业甲醇包装贮运
工业甲醇应该用干燥、清洁的铁制槽车、船、 铁桶等包装运输，并定期清洗和干燥。工业 甲醇应贮存在干燥、通风、低温的危险品仓 库中，避免日光照射并隔绝热源、二氧化碳、 水蒸汽和火种，贮存温度不超过30℃，贮存 期限6个月。槽车、船、铁桶在装运甲醇过 程中应在螺丝口加胶皮垫密封，避免漏损， 装卸运输工具应有接地设施。
蒸发后的冷冻剂进行压缩，使压力提高到能 用一般冷却水将其冷凝为液态的状态。再行 减压蒸发完成一个循环。这个循环必须具备 四个主要设备：压缩机（或称做冰机）、冷 凝器、膨胀机（或节流阀）、蒸发器。
氨制冷原理（续1）
任何一种物质的液体沸点（或叫冷凝点），都是随压 力的变化而变化。液氨的蒸发温度与压力有关。温度 愈低，压力也愈低。由此可根据所要求的冷冻温度确 定液氨蒸发压力。根据冷冻量（即取走的热量）确定 液氨蒸发量。做为冷冻剂的氨必须循环使用，在经济 上、工艺上才算合格。那么气氨如何转变为液氨呢？ 可想而知，应该采用冷却的方法，可是蒸发温度较低， 要把低温下的气氨冷凝成液态，则要求冷却剂温度更 低，显然不能用冷却水。把气氨压力提高后，冷凝温 度也相应提高。当冷凝温度高于冷却水的温度，也就 可以用冷却水使之液化了。这样看来，蒸发与冷凝必 须处于两个不同的压力等级。把氨从蒸发压力提高到 冷凝压力的任务是由一台压缩机来完成，此压缩机称 为冰机