合成气生产甲醇工艺流程图
甲醇生产工艺流程图
甲醇生产工艺流程图甲醇是一种重要的有机化合物，广泛应用于化工、医药和能源领域。
下面将介绍甲醇的生产工艺流程图及相关说明。
生产工艺流程图以下是甲醇生产的典型工艺流程图：1.原料准备：甲醇生产的主要原料是天然气和水。
2.蒸汽重整：天然气中的甲烷经过蒸汽重整反应产生合成气（一氧化碳和氢气）。
3.合成气净化：合成气通过净化设备去除杂质，保证反应的纯度。
4.合成反应：合成气在催化剂的作用下进行甲醇合成反应。
5.甲醇提取：从反应产物中提取和纯化甲醇，得到甲醇成品。
工艺步骤详解原料准备甲醇生产的原料主要是天然气和水。
天然气中的甲烷是甲醇的主要来源，通过气化反应转化为合成气。
蒸汽重整在蒸汽重整反应中，甲烷与蒸汽在高温高压条件下反应，生成一氧化碳和氢气。
这是甲醇合成反应的前驱步骤。
合成气净化合成气中可能含有二氧化碳、硫化氢等杂质，需要通过净化设备进行处理，以保证催化剂的稳定性和反应效果。
合成反应合成气在催化剂的作用下进行甲醇合成反应，生成甲醇。
合成气中的一氧化碳和氢气在特定温度下通过多级反应生成甲醇。
甲醇提取从反应产物中提取和纯化甲醇，通常采用蒸馏和结晶等工艺进行提纯，得到符合工业标准的甲醇产品。
结论甲醇生产工艺是一个复杂的过程，需要经过多个步骤的精心设计和操作才能获得高质量的产品。
通过合理控制反应条件、提高催化剂的活性和选择合适的分离工艺，可以提高甲醇生产效率和产品质量，满足不同需求。
以上是关于甲醇生产工艺流程图的介绍，希望能给您带来一些帮助和启发。
甲醇的合成PPT课件
甲醇用途
(1)甲醇是一种用途广泛的有机化工产品,在农药、 医药、染料、香料、涂料等生产中都需要甲醇 作为原料或溶剂。甲醇作为有机产品在世界范 围内其产量仅次于乙烯、丙烯及纯苯等基础原 料，是基本的有机化工原料。
(2) 甲醇在世界范围内最大的用途是作为生产甲 基丁基醚（MTBE）的原料，甲醛和醋酸也占 有一定的比例。
•6
反应特点及催化剂
反应特点：甲醇合成反应是在有催化剂存在的 一个体积缩小的、可逆的、伴有多种副反应发 生的放热反应。
催化剂：铜基催化剂 主要成分：CuO、ZnO、AL2O3,其中有活性的
是铜，必须还原后使用。 还原方程式为： CuO+H2=Cu+H2O
•7
甲醇合成技术
气相法：气相法甲醇生产过程由于温度控制、床层温升 和换热的限制，合成气的单程转化率低，出口甲醇质 量分数较小，循环量大，经济性难以令人满意。
•4
甲醇合成工艺原理
甲醇的化学式：CH3OH 甲醇合成反应是一个放热反应，化学反应方程式如下 主反应：
CO+2H2→CH3OH +102.5kJ/mol CO2+3H2→CH3OH+H2O+59.6kJ/mol CO+H2O→CO2+H2+41.19 kJ/mol
•5
甲醇合成的副反应
2 CO+4H2 →CH3OCH3+H2O 2CO+4H2→C2H5OH+H2O 2CO+3H2→CH4+H2O nCO+2nH2→(CH2)n烃类+nH2O
合成甲醇工艺流程图
•1
甲醇简介
主要性质
甲醇是一种无色,略带乙醇香气的挥发性可燃液 体,在常压情况下,密度0.8100g/ml,甲醇沸点为 64.7 ,自燃点473 (空气中),461 (氧气中)可与水 互溶,在汽油中有较大的溶解度。
甲醇的工艺流程图
甲醇的工艺流程图甲醇是一种重要的有机化工产品，广泛应用于化工、燃料和医药等领域。
以下是甲醇的工艺流程图及详细介绍。
甲醇的工艺流程主要包括煤气制甲醇和天然气制甲醇两种方法。
这里以煤气制甲醇为例进行介绍。
1. 原料准备煤炭或石油等碳质原料首先经过分选、破碎、磨煤等工序，得到适合制甲醇的原料。
2. 气化反应原料经过气化炉加热，将碳质原料转化为一氧化碳和水素等反应气体。
气化反应需要在高温和高压的条件下进行，通常使用催化剂来增加反应速率。
最常用的催化剂是铜锌催化剂。
3. 清洁气体处理产生的反应气体中含有很多杂质，需要进行清洁处理。
首先将气体进行冷凝，分离出含有杂质的物质，然后进行脱硫和脱碳等处理，以降低对后续催化剂和设备的腐蚀。
4. 合成气调整清洁气体经过调整，使一氧化碳和水气的比例满足合成气制取甲醇的要求。
通常要控制一氧化碳和水气的比例在1:2左右。
5. 合成反应合成气在催化剂的作用下进行合成反应，生成甲醇。
合成反应通常采用低温和高压的条件，以增加反应速率和产率。
常用的催化剂有氧化铜锌，可以提高甲醇的选择性和产率。
6. 甲醇分离产生的反应物中含有一定的甲醇、水和其他杂质。
需要进行分离和提纯。
首先通过冷凝将反应气体中的液态组分分离出来，在加热和蒸馏的条件下将甲醇进行分离，得到高纯度的甲醇产品。
7. 甲醇后处理分离出的甲醇产品需要进行后处理，包括脱水、除酸、脱色等工序，以进一步提高甲醇的纯度和质量。
8. 甲醇贮存和灌装经过后处理的甲醇产品贮存于储罐中，根据需要灌装到桶装或罐装中，方便运输和使用。
以上是甲醇的工艺流程图及详细介绍。
甲醇的制备过程相对复杂，需要控制好各个步骤的工艺参数和催化剂的选择，以提高甲醇的产率和纯度。
随着煤炭和石油等碳质资源的逐渐减少，天然气制甲醇也成为一种重要的生产方式。
工艺流程类似，但原料气源不同。
甲醇的工艺流程在工业上得到广泛应用，对社会经济的发展起到了重要作用。
甲醇合成原理方法与工艺
甲醇合成原理方法与工艺图1煤制甲醇流程示意图煤气经过脱硫、变换，酸性气体脱除等工序后，原料气中的硫化物含量小于0.1mg／m3。
进入合成气压缩机，经压缩后的工艺气体进入合成塔，在催化剂作用下合成粗甲醇，并利用其反应热副产3.9MPa中压蒸汽，降温减压后饱和蒸汽送入低压蒸汽管网，同时将粗甲醇送至精馏系统。
一、甲醇合成反应机理自CO加氢合成甲醇工业化以来，有关合成反应机理一直在不断探索和研究之中。
早期认为合成甲醇是通过CO在催化剂表面吸附生成中间产物而合成的，即CO是合成甲醇的原料。
但20世纪70年代以后，通过同位素示踪研究，证实合成甲醇中的原子来源于CO2，所以认为CO2是合成甲醇的起始原料。
为此，分别提出了CO和CO2合成甲醇的机理反应。
但时至今日，有关合成机理尚无定论，有待进一步研究。
为了阐明甲醇合成反应的模式，1987年朱炳辰等对我国C301型铜基催化剂，分别对仅含有CO或CO2或同时含有CO和CO2三种原料气进行了甲醇合成动力学实验测定，三种情况下均可生成甲醇，试验说明：在一定条件下，CO和CO2均可在铜基催化剂表面加氢生成甲醇。
因此基于化学吸附的CO连续加氢而生成甲醇的反应机理被人们普遍接受。
对甲醇合成而言，无论是锌铬催化剂还是铜基催化剂，其多相(非匀相)催化过程均按下列过程进行：①扩散——气体自气相扩散到气体一催化剂界面；②吸附——各种气体组分在催化剂活性表面上进行化学吸附；③表面吸附——化学吸附的气体，按照不同的动力学假说进行反应形成产物；④解析——反应产物的脱附；⑤扩散——反应产物自气体一催化剂界面扩散到气相中去。
甲醇合成反应的速率，是上述五个过程中的每一个过程进行速率的总和，但全过程的速率取决于最慢步骤的完成速率。
研究证实，过程①与⑤进行得非常迅速，过程②与④的进行速率较快，而过程③分子在催化剂活性界面的反应速率最慢，因此，整个反应过程的速率取决于表面反应的进行速率。
提高压力、升高温度均可使甲醇合成反应速率加快，但从热力学角度分析，由于CO、C02和H2合成甲醇的反应是强放热的体积缩小反应，提高压力、降低温度有利于化学平衡向生成甲醇的方向移动，同时也有利于抑制副反应的进行。
合成气生产甲醇工艺流程
合成气生产甲醇工艺流程1.原料准备2.原料处理合成气中可能会含有一些杂质，需要对其进行处理。
其中最主要的是一氧化碳的转化和硫化物的去除。
一氧化碳转化可以通过低温转化和高温转化来实现，低温转化主要针对高温下不能进行的反应。
硫化物的去除可以通过吸附剂或催化剂来实现。
处理后的合成气可以进入下一步的反应。
3.反应器合成气生产甲醇的反应器通常采用催化剂，催化反应可以在相对较低的温度和压力下进行。
常用的催化剂主要有铜、锌、铬等金属及其氧化物。
反应器可以是固定床反应器、流化床反应器或流通床反应器等。
合成气在反应器中与催化剂接触，发生一系列的反应，生成甲醇。
4.分离和净化反应后的产物需要进行分离和净化。
首先通过冷却和压缩处理，将甲醇冷凝为液体。
然后通过分离设备，如分离塔、蒸馏塔等，将甲醇与副产物和未反应物分离开来。
同时，还需要对甲醇进行净化，去除其中的杂质，以提高甲醇的纯度。
5.能源回收甲醇生产过程中会产生一些废热和废气，可以通过能源回收系统来利用这些废热和废气。
例如，可以利用废热进行蒸汽产生，用于反应器加热和其他工艺需要；废气则可以通过净化处理后进行焚烧，用于产生热量和电能，以减少能源消耗。
6.产品储存和包装最后，甲醇可以通过储罐进行储存，并进行相应的包装和运输，以供应市场需求。
合成气生产甲醇的工艺流程基本上包括了原料准备、原料处理、反应器、分离和净化、能源回收以及产品储存和包装等步骤。
整个工艺需要进行精细的控制和操作，以确保产品的质量和工艺的稳定性。
同时，还应注意环境保护措施，减少对环境的影响。
化工生产技术与操作 第二版 项目三 合成气制甲醇生产技术与操作
图3-1 甲醇生产流程图
项目三 合成气制甲醇 生产技术与操作
任务二 合成气制甲醇的生产准备
一、反应原理
目录页
图3-5冷激式绝热反应器结构示意
项目三 合成气制甲醇 生产技术与操作
任务四 甲醇合成工艺流程组织
一、甲醇合成反应器
3．反应器的材质 合成气中含有氢和一氧化碳，氢气在 高温高压下会和钢材发生脱碳反应（即氢 分子扩散到金属内部，和金属材料中的碳 发生反应生成甲烷逸出的现象），会大大 降低钢材的性能。一氧化碳在高温高压下 易和铁发生作用生成五羰基铁，引起设备 的腐蚀，对催化剂也有一定的破坏作用。 为防止反应器被腐蚀，保护反应器机械强 度，一般采用耐腐蚀的特种不锈钢制造反 应器。
项目三 合成气制甲醇 生产技术与操作
任务三 甲醇合成工艺条件
目录页
一、反应温度
合成甲醇反应是一个可逆放热反应。反应速率随温度的变化有一最大值，该最大值对应的温度 即为最适宜反应温度。
实际生产中的操作温度取决于一系列因素，如催化剂、压力、原料气组成、空间速度和设备使 用情况等，尤其取决于催化剂的活性温度：由于催化剂的活性不同，最适宜的反应温度也不同。对 ZnO-Cr2O3二元催化剂，最适宜温度为380 ℃左右；而对CuO-ZnO-Al2O3三元催化剂，最适宜温度为 230～270 ℃。
项目三 合成气制甲醇 生产技术与操作
任务四 甲醇合成工艺流程组织
一、甲醇合成反应器
2．反应器的结构 甲醇合成反应器的结构形式较多，根 据反应热移出方式不同，可分为绝热式和 等温式两大类；按照冷却方式不同，可分 为直接冷却的冷激式和间接冷却的列管式 两大类。以下介绍低压法合成甲醇所采用 的冷激式和列管式两种反应器。
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。
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甲醇生产
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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
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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
甲醇的生产工艺介绍
甲醇的生产工艺介绍摘要：甲醇是重要的有机化工产品，本文对甲醇的生产工艺和国内发展现状进行了分析，目前生产甲醇的主要原料是煤和天然气，未来3～5年国内甲醇装置将供过于求，建议控制国内甲醇装置建设过热的势头，提出加快甲醇下游生物产品的开发步伐。
1.生产工艺甲醇的生产工艺过程分为合成气(氢和一氧化碳)的制造、甲醇的合成和精制3部分。
2．合成气的制造根据原料的不同，有以下几种方法：(1)天然气蒸汽转化法以天然气为原料制合成气生产甲醇，这是国内外发展的趋势。
此法优点是：投资少，成本低，运输方便，操作简单。
因此，充分利用天然气合成甲醇，是国内外主要的发展方向。
(2)煤气化法由煤制合成气。
(3)重油部分氧化法油品(石脑油、重油、渣油等)部分氧化制合成气的工艺，主要有德士古和壳牌两个著名的方法。
德士古系采用高压气化技术；壳牌系采用中压气化技术。
3.甲醇的合成方法目前世界上合成甲醇的工业生产方法有美国卜内门(ICI)公司的低压和中压法，德国鲁奇(Lur—gi)公司的低压和中压法，日本三菱瓦斯化学公司MGC低压法，丹麦托普索公司节能型低压法以及德国巴斯夫(BASF)公司的高压法等。
我国小规模装置主要采用高压法，引进装置则采用低压法。
其中川维引进ICI法，齐鲁引进鲁奇法。
与高压法比较低压法的优点是：能量消耗少，操作费用低，产品纯度高，设备费用低，故新建厂大多采用低压法。
国内低压法已经投入生产，并对催化剂进行了研究，已取得了好的进展。
(1)德国巴斯夫公司的高压法这是最先实现工业化的甲醇生产工艺，由于其操作条件苛刻，能耗大，成本高，所以已逐步被中、低压法工艺所取代。
(2)ICI低压法这是目前工业上广泛采用的合成甲醇的方法。
其工艺过程为：脱硫、转化、压缩、合成、精馏。
特点：在采用不同原料时开车简单，操作可靠，并且不同生产能力的工厂均能使用离心式压缩机，产品纯度高，能充分利用反应热。
(3)鲁奇渣油联醇法，我国山东齐鲁石化公司引进此方法。
合成甲醇工艺流程图
合成甲醇工艺流程图二、气柜2、物料平衡表三、焦炉气压缩1、系统图0。
3172Mpa 140℃40℃2、物料平衡表注意: 停车时造成煤气放散30000Nm3/h2、物料平衡表原材料消耗定额及消耗量表(生产甲醇耗煤气2176 Nm3/吨）催化剂、化学品消耗定额及消耗量表三废排放量表四、转化在转化炉中焦炉气发生如下反应：2H2+O2=H2O+115。
48kcal (1) 2CH4+O2=2CO+4H2+17。
0kcal （2）CH4+H2O=CO+3H2—49。
3kcal (3）CH4+CO2=2CO+2H2—59.1kcal (4) CO+H2O=CO2+H2+9。
8kcal (5）反应最终按(5）达到平衡。
2、物料平衡表（2）危险物料特性装置危险性物料主要物性表（3）催化剂技术规格催化剂技术规格（4）物料消耗（消耗定额以吨甲醇产品计)原材料消耗定额及消耗量表动力（水、电、汽、气）消耗定额及消耗量表催化剂、吸附剂、化学品消耗定额及消耗量表三废排放量表主要节能措施：燃料气使用甲醇合成工段的弛放气，合理利用了废气。
利用转化气副产中压蒸汽，可回收热量13.85x103kw，并利用转化气预热锅炉给水和脱盐水，可回收热量12。
1x103kw，充分回收了反应热。
五、合成气压缩（汽轮机轴功率3750kw,额定功率4538kw)2、物料平衡（1）本装置(630＃）为10万吨/年甲醇合成装置的合成气压缩机组，处理新鲜气量46951Nm3/h(干）,循环气量259592Nm3/h，合成气出口压力为6。
0MPa(A）。
除部分接管外,整个装置由压缩机厂成套供应.合成气压缩机为离心式二合一机组，由汽轮机驱动,汽轮机为抽汽凝汽式.正常操作时无三废排放，压缩机运转产生的噪声经消音、隔离处理后可降至85dBA以下。
（2）装置危险性物料主要物性表（3）动力消耗动力（水、电、汽、气）消耗定额及消耗量主要节能措施：1、压缩机采用汽轮机驱动，减少了电力消耗.2、二级射汽抽气器用凝汽器冷凝下来的冷凝液作冷却介质,节省了循环水用量。
合成气制甲醇ppt课件
空速:影响选择性和转化率,直接关系到催化剂的生产 能力和单位时间的放热量。
适宜的空速与催化剂的活性、反应温度及进塔气体 的组成有关
ZnO-Cr2O3: 20000-40000h-1 CuO-ZnO-Al2O3： 10000h-1
●增加空速在一定程度上能够增加甲醇产量
●增加空速有利于反应热的移出，防止催化剂过热
ZnO-Cr2O3：
380 ～ 400℃
CuO-ZnO-Al2O3： 230 ～ 270℃
与副反应相比，主反应是摩尔数减少最多而平衡常数最小的 反应，因此增加压力合成甲醇有利
反应压力 反应压力因催化剂种类而异
b.空速
ZnO-Cr2O3： 30 MPa CuO-ZnO-Al2O3： 5 ～10MPa
眼睛防护：戴化学安全防护眼镜。 身体防护：穿防静电工作服。 手防护： 戴橡胶手套。
急救措施
皮肤接触：脱去被污染的衣着，用肥皂水和清水彻底冲洗皮肤。 眼睛接触：提起眼睑，用流动清水或生理盐水冲洗。就医。 吸入： 迅速脱离现场至空气新鲜处。保持呼吸道通畅。如呼吸困难，
要输氧。如呼吸停止，立即进行人工呼吸。就医。 食入：饮足量温水，催吐，用清水或1%硫代硫酸钠溶液洗胃。就医
上世纪40年代以后随着天然气的大量发现, 以煤为原料的甲醇 生产受到冷落。天然气是生产甲醇、合成氨的清洁原料，具有投 资少、能耗低、污染小等优势，世界甲醇生产有90％以上是以天 然气为原料，煤仅占 2%。但是在南非以煤为原料的甲醇工业化生 产从未中断过。 考虑到未来能源的发展及环境保护等方面的因素, 以煤为原料 的甲醇生产工艺又重新受到人们的重视.我国由于受天然气资源和 价格的制约，国家已经限制用天然气生产化工产品，而是把天然 气优先用于城市作燃料，在我国,已建和在建的甲醇装置中以天然 气为原料的约占三分之一左右。
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—甲醇合成的工艺流程(甲醇生产技术课件)
5、动力消耗 小。
知识点4 中压法甲醇合成工艺流程
工艺流程特点
1、催化剂寿 命较长；
2、有效地降 低建厂费用和 甲醇生产成本。
高压法
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 含量为4%左右，反应温度为230290℃。高压法生产压力过高、动 力消耗大，设备复杂、产品质量较 差。
专业类：化工技术
1
+
2
-
知识点
3
4
知识点1 甲醇合成概要
排 放 气
3
6
5
4
粗 甲
2
1
醇
新鲜气
甲醇合成工艺流程示意图 1—新鲜气压缩机 2—热交换器 3—甲醇合成塔 4—水冷却器 5—甲醇分离器 6—循环机
甲醇合成 的方法
合成气（CO+H2） 生产甲醇
• 1.高压法 • 2.低压法 • 3.中压法
低压法
① ICI低压甲醇合成工艺 低温高活性的铜基催化剂上合成甲 醇，反应在230-270℃及5MPa下进 行，副反应少，粗甲醇中的杂质含 量低。 ② Lurgi低压甲醇合成工艺 采用管壳型反应器在5.2MPa 220℃左右出塔气含甲醇7%。
中压法
中压法是在低压法研究的基础上进 一步发展起来的，因此发展了压力 为10Mpa左右的甲醇合成中压法。 （该法的关键在于使用了一种新型 的铜基催化剂）
联醇法
其他原料生产甲醇
• 1.甲烷氧化制甲醇 • 2.液化石油气氧化法
知识点2 高压法甲醇合成工艺流程
工艺流程特点
①
采用自热式连续合成塔
②
采用往复式压缩机
④ 技术成熟
③ 投资及生产成本高
知识点3 低压法甲醇合成工艺流程
合成气生产甲醇工艺设计流程
合成气生产甲醇工艺设计流程1.原料准备：选择合适的原料，如天然气或煤炭。
确保原料的质量稳定，控制其含硫、含氮、含灰等杂质含量。
2.气化反应：将原料进行气化反应，以产生合成气。
常见的气化方法包括煤气化、重油气化、生物质气化等。
气化反应需要提供足够的热量和催化剂，控制反应条件和产物组成。
3.气体净化：将气化产生的合成气进行净化处理，去除其中的硫化物、碳酸盐、碱金属和重金属等杂质。
常用的净化方法包括吸附、脱硫、脱水等。
4.合成气制甲醇反应：将净化后的合成气进行催化反应，制造甲醇。
常见的催化剂有金属氧化物、助剂等。
反应条件包括温度、压力、催化剂量等。
5.产物分离：将反应产物进行分离和纯化，得到纯净的甲醇产品。
常见的分离方法包括蒸馏、吸附、结晶等。
6.废气处理：处理反应过程中产生的废气，去除其中的二氧化碳、一氧化碳、可燃物等有害物质。
常用的处理方法包括逆流吸收、催化燃烧等。
7.能源回收：利用余热、余压等能源进行回收和再利用，提高能源利用效率。
常见的能源回收设备有余热锅炉、废热发电机组等。
8.产品储存和输送：将甲醇产品储存起来，并通过输送管道或车辆进行运输。
9.工艺优化和改进：根据实际生产情况，对工艺过程进行优化和改进，提高产量、质量和能源利用效率。
这可以包括改进反应器设计、优化催化剂选择、改进废气处理方法等。
10.安全控制和环境保护：在工艺设计中，要重视安全控制和环境保护。
采取相应的安全措施，防止爆炸、中毒等事故的发生，同时做好废气治理工作，减少对环境的影响。
以上是一个合成气生产甲醇的工艺设计流程，每个步骤都需要详细的操作和技术要点。
在实际生产中，还需要根据具体情况进行具体的工艺优化和改进。
这样才能保证甲醇的生产工艺稳定、高效，并确保产品的质量和环境保护的要求。
甲醇生产—合成气制备甲醇
生产甲醇的工艺流程图 压缩
生产甲醇的工艺流程图
压缩
通过往复式或透平式压缩机，将净化后的气 体压缩至合成甲醇所需要的压力，压力的高 低主要视催化剂的性能而定。
气体原料生产合成气 液体原料制取合成气 固体原料制取合成气
气体原料生产合成气
• 可用于制造合成气的气体原料主要有天然气、焦炉气、 炼厂气和乙炔尾气等，其中天然气是制造合成气的主要原 料。 • 天然气的主要组分是甲烷，还含有少量的其他烷烃。以 天然气为原料生产合成气的方法主要有水蒸气转化法和部分 氧化法等。 • 1．天然气水蒸气转化法 • 在高温和催化剂存在下，天然气与水蒸气反应生产合成 气的方法称为水蒸气转化法。
生产甲醇的工艺流程图
原料气的制备
• 合成甲醇，首先是制备原料气－合成气。 • 一般以含碳、氢或含碳的资源如天然气、石油气、石脑油、重质油、煤和乙炔
尾气等，用蒸汽转化或部分氧化加以转化，使其生成主要由氢、一氧化碳、二 氧化碳组成的混合气体。 • 甲醇合成气要求（H2－CO2）/（CO+CO2）=2.1左右。 • 合成气中还含有未经转化的甲烷和少量氮，显然，甲烷和氮不参加甲醇合成反 应，其含量越低越好，但这与制备原料气的方法有关； • 另外，根据原料不同，原料气中还可能含有少量有机和无机硫的化合物。 • 为了满足氢碳比例，如果原料气中氢碳不平衡，当氢多碳少时（如以甲烷为原 料），则在制造原料气时，还要补碳，一般采用二氧化碳，与原料同时进入设 备； • 反之，如果碳多，则在以后工序要脱去多余的碳（以CO2形式）。
目前工业生产应用最广泛的方法。 • 甲烷与水蒸气在催化剂上发生的反应为：
• 天然气中所含的多碳烃类与水蒸气发生类似反 应：
2．部分氧化法 部分氧化法是指用氧气（或空气）将烷烃部分
甲醇生产工艺
甲醇生产工艺甲醇生产工艺流程焦炉煤气进入界区后，首先进入气柜，经沉降、缓冲、稳压后进入焦炉气压缩机压缩至 2.5MPa，然后入脱硫装置，进行有机硫水解及无机硫脱除，将焦炉煤气中总硫脱至0.1ppm以下，以满足转化和甲醇合成催化剂对原料气中硫含量的要求。
脱硫后的焦炉煤气进入转化工段，在这里进行加压催化部分氧化，使焦炉煤气中的甲烷和高碳烃转化为甲醇合成的有效成分氢气和一氧化碳。
转化气经二合一机组压缩至 6.0MPa，进行甲醇合成，生成的粗甲醇进入甲醇精馏塔制得符合国标（GB338-92）优等品级精甲醇。
具体工艺如下：1）气柜从焦化厂来的焦炉气，压力约400mmH2O，40℃，经入口水封进入气柜，缓冲、稳压后，送往焦炉煤气压缩工段。
2）焦炉气压缩从气柜来的压力为400mmH2O、温度25℃的焦炉煤气入焦炉煤气压缩机，升压至2.5MPa，冷却到40℃后送脱硫装置。
3）脱硫压力为2.5MPa，温度为40℃的压缩焦炉气首先经过过滤器除去焦油，然后进入氧化铁脱硫槽，将无机硫脱至3-5mg／m3。
粗脱硫后的焦炉气去转化工段预热到350℃后，依次经铁钼预转化器、铁钼转化器将有机硫转化为无机硫，然后进入氧化脱硫槽将大部分无机硫脱除，最后经氧化锌再脱硫，总硫控制在0.1ppm以下。
脱硫后的焦炉气送至转化工段。
4）转化脱硫后的焦炉气（温度350℃，压力2.2MPa，烷烃含量约28%），与蒸汽混合后，由焦炉气预热器加热到约600℃，进入转化炉。
来自空分装置的氧气（温度100℃，压力2.5MPa），掺入一定量的蒸汽，经预热炉预热到500℃后进入转化炉，在转化炉顶部与焦炉气蒸汽混合，通过转化炉催化剂床层进行转化反应。
2CH4 + O2 = 2CO + 4H2 + Q （1）CH4 + H2O = CO + 3H2– Q （2）CH4 + CO2 = 2CO + 2H2– Q （3）CO + H2O = CO2 + H2 + Q （4）反应最终按（4）式达到平衡，出转化炉的转化气温度约950℃，甲烷含量小于0.6%，然后经焦炉气预热器、粗焦炉气预热器、脱盐水预热器回收热量后，由循环水冷却到40℃，分离冷凝液后，去合成甲醇工段。
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编号：No.20课题：合成气生产甲醇工艺流程
授课容：合成气制甲醇工艺流程
知识目标：
●了解合成气制甲醇过程对原料的要求
●掌握合成气制甲醇原则工艺流程
能力目标：
●分析和判断合成气组成对反应过程及产品的影响
●对比高压法与低压法制甲醇的优缺点
思考与练习：
●合成气制甲醇工艺流程有哪些部分构成？
●对比高压法与低压法制甲醇的优缺点
●合成气生产甲醇对原料有哪些要求？如何满足？
授课班级：
授课时间：年月日
四、生产甲醇的工艺流程
（一）生产工序
合成气合成甲醇的生产过程，不论采用怎样的原料和技术路线，大致可以分为以下几个工序，见图5-1。
图5-1 甲醇生产流程图
1．原料气的制备
合成甲醇，首先是制备原料氢和碳的氧化物。
一般以含碳氢或含碳的资源如天然气、石油气、石脑油、重质油、煤和乙炔尾气等，用蒸汽转化或部分氧化加以转化，使其生成主要由氢、一氧化碳、二氧化碳组成的混合气体，甲醇合成气要求（H2－CO2）/（CO+CO2）=2.1左右。
合成气中还含有未经转化的甲烷和少量氮，显然，甲烷和氮不参加甲醇合成反应，其含量越低越好，但这与制备原料气的方法有关；另外，根据原料不同，原料气中还可能含有少量有机和无机硫的化合物。
为了满足氢碳比例，如果原料气中氢碳不平衡，当氢多碳少时（如以甲烷为原料），则在制造原料气时，还要补碳，一般采用二氧化碳，与原料同时进入设备；反之，如果碳多，则在以后工序要脱去多余的碳（以CO2形式）。
2．净化
净化有两个方面：
一是脱除对甲醇合成催化剂有毒害作用的杂质，如含硫的化合物。
原料气中硫的含量即使降至1ppm，对铜系催化剂也有明显的毒害作用，因而缩短其使用寿命，对锌系催化剂也有一定的毒害。
经过脱硫，要求进入合成塔气体中的硫含量降至小于0.2ppm。
脱硫的方法一般有湿法和干法两种。
脱硫工序在整个制甲醇工艺流程中的位置，要根据原料气的制备方法而定。
如以管式炉蒸汽转化的方法，因硫对转化用镍催化剂也有严重的毒害作用，脱硫工序需设置在原料气设备之前；其它制原料气方法，则脱硫工序设置在后面。
二是调节原料气的组成，使氢碳比例达到前述甲醇合成的比例要求，其方法有两种。
（1）变换。
如果原料气中一氧化碳含量过高（如水煤气、重质油部分氧化气），则采取蒸汽部分转换的方法，使其形成如下变化反应：CO+H2OH2 + CO2。
这样增加了有效组分氢气，提高了系统中能的利用效率。
若造成CO2多余，也比较容易脱除。
（2）脱碳。
如果原料气中二氧化碳含量过多，使氢碳比例过小，可以采用脱碳方法除去部分二氧化碳。
脱碳方法一般采用溶液吸收，有物理吸收和化学吸收两种方法。
3．压缩
通过往复式或透平式压缩机，将净化后的气体压缩至合成甲醇所需要的压力，压力的高低主要视催化剂的性能而定。
4．合成
根据不同的催化剂，在不同的压力下，温度为240～270℃或360～400℃，通过催化剂进行合成反应，生成甲醇。
由于受催化剂选择性的限制，生成甲醇的同时，还有许多副反应伴随发生，所以得到的产品是以甲醇为主和水以及多种有机杂质混合的溶液，即粗甲醇。
5．蒸馏
粗甲醇通过蒸馏方法清除其中有机杂质和水，而制得符合一定质量标准的较纯的甲醇。
称精甲醇。
同时，可能获得少量副产物。
（二）工艺流程
工业上合成甲醇工艺流程主要有高压法和中、低压法。
1．高压法合成甲醇的工艺流程
高压法工艺流程一般指的是使用锌铬催化剂，在高温高压下合成甲醇的流程，如图5-2所示。
由压缩工段送来的具有31.36MPa压力的新鲜原料气，先进入铁油分离器（5），在此与循环压缩机（4）送来的循环气汇合。
这两种气体中的油污、水雾及羰基化合物等杂质同时在铁油分离器中除去，然后进入甲醇合成塔（1）。
CO与H2在塔于30MPa左右压力和360～420℃温度下，在锌铬催化剂上反应生成甲醇。
转化后的气体经塔热交换预热刚进入塔的原料气，温度降至160℃以下，甲醇含量约为3%。
经塔热交换后的转化气体混合物出塔，进入喷淋式冷凝器（2），出冷凝器后混合物气体温度降至30～35℃，再进入高压甲醇
图5-2 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
分离器（3）。
从甲醇分离器出来的液体甲醇减压至0.98～1.568MPa后送入粗甲醇中间槽（6）。
由甲醇分离器出来的气体，压力降至30MPa左右，送循环压缩机以补充压力损失，使气体循环使用。
为避免惰性气体（N2、Ar及CH4）在反应系统中积累，在甲醇分离器后设有放空管，以维持循环气中惰性气体含量在15%～20%左右。
原料气分两路进入合成塔。
一路经主线（主阀）由塔顶进入，并沿塔壁与件之间的环隙流至塔底，再经塔下部的热交换器预热后，进入分气盒；另一路经过副线（副阀）从塔底进入，不经热交换器而直接进入分气盒。
在实际生产中可用副阀来调节催化层的温度，使H2和CO能在催化剂的活性温度围合成甲醇。
2．低压法合成甲醇工艺流程
低压工艺流程是指采用低温、低压和高活性铜基催化剂，在5MPa左右压力下，由合成气合成甲醇的工艺流程，如图5-3所示。
图5-3 低压法甲醇合成的工艺流程
1－加热炉；2－转化炉；3－废热锅炉；4－加热器5－脱硫器；6，12，17，21，24－水冷器；
7－气液分离器；8－合成气压缩机；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－再沸塔；20－甲醇精馏塔；23－CO2吸收塔
天然气经加热炉（1）加热后，进入转化炉（2）发生部分氧化反应生成合成气，合成气经废热锅炉（3）和加热器（4）换热后，进入脱硫器（5），脱硫后的合成气经水冷却和汽液分离器（7），分离除去冷凝水后进入合成气三段离心式压缩机（8），压缩至稍低于5MPa。
从压缩机第三段出来的气体不经冷却，与分离器出来的循环气混合后，在循环压缩机（9）中压缩到稍高于5MPa的压力，进入合成塔（10）。
循环压缩机为单段离心式压缩机，它与合成气压缩机一样都采用气轮机驱动。
合成塔顶尾气经转化后含CO2量稍高，在压缩机的二段后，将气体送入CO2吸收塔（23），用K2CO3溶液吸收部分CO2，使合成气中CO2保持在适宜值。
吸收了CO2的K2CO3溶液用蒸汽直接再生，然后循环使用。
合成塔中填充CuO-ZnO-Al2O3催化剂，于5MPa压力下操作。
由于强烈的放热反应，必须迅速移出热量，流程中采用在催化剂层中直接加入冷原料的冷激法，保持温度在240～270℃之间。
经合成反应后，气体中含甲醇3.5%～4%（体积），送入加热器（11）以预热合成气，塔（10）釜部物料在水冷器（12）中冷却后进入分离器（13）。
粗甲醇送中间槽（14），未反应的气体返回循环压缩机（9）。
为防止惰性气体的积累，把一部分循环气放空。
粗甲醇中甲醇含量约80%，其余大部分是水。
此外，还含有二甲醚及可溶性气体，称为轻馏分。
水、酯、醛、酮、高级醇称为重馏分。
以上混合物送往脱轻组分塔（16），塔顶引出轻馏分，塔底物送甲醇精馏塔（20），塔顶引出产品精甲醇，塔底为水，接近塔釜的某一塔板处引出含异丁醇等组分的杂醇油。
产品精甲醇的纯度可达99.85%（质量）。