甲醇合成精馏氢回收操作规程

合成车间甲醇合成工段操作规程

目录

第一章工艺说明（要求言简意赅工艺明）

一、甲醇合成岗位任务

二、甲醇合成岗位管辖范围

附：设备一览表

安全阀一览表

三、甲醇合成工艺原理

四、甲醇合成流程简述附：流程图

第二章：甲醇合成工艺参数（要求计量单位统一）

一、重要设计数据

二、正常操作数据

三、仪表报警值和联锁值

四、物料平衡数据表

五、热量平衡表

第三章：甲醇合成操作规程

一、甲醇合成开车

1原始开车

2短期停车后开车

3长期停车后开车（大修后开车）

二、正常操作

1正常维护操作

2加减负荷操作

三、停车

1短期停车

2长期停车（大修停车）

3紧急停车

四、事故处理

五、特殊操作（填充物装卸、再生、还原等）第四章：甲醇生产安全与环保

一、人身安全

二、设备安全

三、环保安全

第一章工艺说明

一甲醇合成岗位任务

本岗位的任务是将净化工段送来合格的新鲜合成气经合成气压缩机（C-7001）加压后，首先经保护床微脱硫后，再进入合成塔，在一定的压力、温度及触媒作用下生成甲醇，反应后的气体经冷却、冷凝分离出产品粗甲醇，未反应的气体进入 C-7001 循环段补充压力后继续返回合成塔，同时回收富氢气，副产驰放气, 甲醇生产的反应热用于副产 2.5-3.9Mpa(G)的饱和蒸汽（或低压蒸气），并在各种燃料气、放空气足够的情况下，送蒸汽过热器燃烧副产中压过热蒸汽，送过热蒸汽管网（以供汽轮机使用）。

二、甲醇合成岗位管辖范围

2.1 甲醇合成辖区内所有设备（合成气压缩机、循环机及其附属设备除外）、仪表、电器、管道、阀门等；

2.2 甲醇界区内管廊上的除中压蒸汽管道及阀门、净煤气管道及阀门、驰放气管道及阀门、锅炉给水管道及阀门、放空气去火炬管道及阀门、以外的所有管道及阀门。

附：设备一览表

安全阀一览表

三、甲醇合成工艺原理

3.1保护床的工艺原理

我车间设计选用两并联、两段保护床进行水解脱除硫化氢，首先原料气中有机硫先转化成无机硫，然后再进行吸收无机硫。

反应方程式为：

COS+H2O→H2S+CO2

ZnO+H2S→ZnS+H2O

ZnO+C2H5SH→ZnS+C2H4+H2O

ZnO+ C2H5SH→ZnS+ C2H5OH

当气体中有氢存在时，硫氧化碳、二硫化碳、硫醚等硫化物在氧化锌脱硫剂内活性组分的作用下，先转化成硫化氢，然后硫化氢和氧化锌反应被脱除。

反应方程式为：

COS+H2→CO+H2S

CS2+4H2→CH4+2H2S

RSR/+2H2→RH+R/H+H2S

氧化锌和硫化物反应的硫化锌比较稳定，所以氧化锌一般不进行再生，需要定期更换。

3.2 甲醇合成的工艺原理

甲醇合成反应是在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

副反应

2CO+4H2→CH3OCH3+H2O+200.2kj/mol

CO+3H2→CH4+H2O+115.6kj/mol

4CO+8H2→C4H9OH+3H2O+49.62kj/mol

CO2+H2→CO+H2O-42.9kj/mol

nCO+2nH2→(CH2)n+nH2O+Q

以氧化铜为基础的三元低温催化剂能有效地抑制副反应的进行，同时加速主反应的进行。甲醇合成反应是按下面五个过程进行的。

一、扩散——气体自气机扩散到气体和催化剂的界面。

二、吸附——各种气体在催化剂的活性表面进行化学吸附。

三、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。

四、解吸——反应产物脱附

五、扩散——反应产物气体自催化剂界面扩散到气相去。

以上五个过程，一、五进行得最快；二、四进行的速度比三快得多，因此整个反应过程取决于第三个过程，即反应物分子在催化剂的活性表面的反应速度。

对于甲醇合成反应，从化学平衡看，分子比H2/CO＝2/1，但由于CO在催化剂的活性中心的吸附速率比H2要快得多。所要以达到吸附相中H2/CO＝2/1，就要使气相中的H2过量一些。一般认为在合成塔入口的H2/CO＝4～5较为合适，而且过量的氢可以减少副反应以及降低催化剂的中毒程度。

由于CO2生成甲醇较CO生成甲醇的热效应小，而且在合成甲醇过程中，变换反应处于平衡状态，温度升高时将促进吸热的逆变换反应，温度降低将有利于放热的变换反应。因此CO2的存在，在一定程度上起到了保护催化剂的作用。但如果CO2含量过高，就会因其强吸附性而占据催化剂的活性中心，因此阻反应的进行。而且由于存在大量的CO2，使粗甲醇中的水含量增加，在精馏过程中增加能耗。一般认为CO2在3%左右为宜。

惰性气体（如CH4、N2、Ar）存在于合成气体中，降低了有效组分的分压，使反应速率降低，生成单位产品的能耗增大。所以惰性气体的含量越低越好。

从甲醇合成的化学平衡来看，温度对低对提高甲醇的产率是有利的。但是，从反应速度来看，提高反应温度能提高反应速度。所以必须兼顾两个条件，温度过低达不到催化剂的活性温度，则反应不能进行。温度太高不仅增加了副反应，消耗了原料气，而且反应过快，温度难以控制，容易使催化剂衰老失活。随着温度逐渐增加，平衡常数逐渐降低，当温度达到一定数值，反应速度达到最大，再继续增加温度，反应速度下降。所以对于一定组成的反应物，具有最大反应速度的温度。称为相应这个组成的最佳温度。最佳温度与组成有关，当甲醇含量低时，由于平衡影响较小，最佳温度就高。随着反应的进行，甲醇含量升高，平衡影响增大，最佳温度就低。

甲醇合成反应为分子数减少的反应，因此增加压力有利于反应向甲醇生成方向移动，使反应速度提高，对甲醇合成反应有利。

当甲醇合成反应采用较低的空速时，气体接触催化剂的时间长，反应接近平衡，反应物的单程转化率高。由于单位时间通过的气量小，总的产量仍然是低的。由于反应物的转化率高，单位甲醇合成所需要的