甲醇合成塔的制造工艺
甲醇合成的工艺流程
甲醇合成的工艺流程：水煤浆经新型气化炉加压气化制取的水煤气，经净化处理制得总硫含量小于0.1 ppm，氢碳比(H2-CO2)/(CO+CO2) =2.05~2.15的合格合成气。
经透平压缩机压缩段5级叶轮加压后，在缸内与甲醇分离器来的循环气（40℃，4.6Mpa）按一定比例混合，经过循环段1级叶轮加压至5.20Mpa后，送入缓冲槽中，获得压力为5.15MPa，温度约为60℃的入塔气。
入塔气以每小时528903Nm3的流量进入入塔预热器的壳程，被来自合成塔反应后的出塔热气体加热到225℃后，进入合成塔顶部。
合成塔为立式绝热管壳型反应器。
管内装有NC306型低压合成甲醇催化剂。
当合成气进入催化剂床层后，在5.10MPa，220~260℃下CO、CO2与H2反应生成甲醇和水，同时还有微量的其它有机杂质生成。
合成甲醇的两个反应都是强放热反应，反应释放出的热大部分由合成塔壳侧的沸腾水带走。
通过控制汽包压力来控制催化剂层温度及合成塔出口温度。
从合成塔出来的热反应气体进入入塔预热器的管程与入塔合成气逆流换热，被冷却到90℃左右，此时有一部分甲醇被冷凝成液体。
该气液混合物再经水冷器进一步冷凝，冷却到≤40℃，再进入甲醇分离器分离出粗甲醇。
分离出粗甲醇后的气体，压力约为4.60MPa，温度约为40℃，返回循环段，经加压后循环使用系统。
为了防止合成系统中惰性的积累，要连续从系统中排放少量的循环气体：一部分直接排放至精馏工段，另一部分经水洗塔洗涤甲醇后作为弛放气体送往燃气发电管网，整个合成系统的压力由弛放气排放调节阀来控制。
分离出的粗甲醇和水洗塔塔底排出粗甲醇液体，减压至0.4MPa后，进入甲醇膨胀槽，以除去溶解在粗甲醇中大部分气体，然后直接送往甲醇工段或粗甲醇贮槽。
汽包与甲醇合成塔壳侧由二根下水管和六根汽液上升管连接形成一自然循环锅炉，付产4.0MPa中压蒸汽减压至1.3MPa后送入蒸汽管网。
汽包用的锅炉给水来自锅炉给水总管，温度为104℃，压力为5.0MPa。
甲醇三塔工艺流程
甲醇三塔工艺流程
《甲醇三塔工艺流程》
甲醇是一种重要的有机化工原料，广泛用于制造甲醛、甲醇酯、甲醇胺、甲醇醚等化工产品，也是制造合成氨、甲苯、二甲醚等产品的重要原料。
甲醇三塔工艺是一种常用的甲醇生产技术，下面将介绍其工艺流程。
甲醇三塔工艺包括原料气体净化系统、合成反应系统和产品分离系统。
首先，天然气或煤制气通过净化系统去除杂质，然后进入合成反应系统进行催化反应，生成含甲醇的合成气。
合成气中主要含有一氧化碳、二氧化碳、氢气和甲烷等成分。
通过反应塔内的催化剂，将一氧化碳和氢气在一定条件下进行合成反应，生成含甲醇的气体。
这一步通常是利用铜和锌为活性成分的ZnO/Cr2O3等催化剂，并在一定温度和压力下进行。
接下来，合成气进入产品分离系统，通过冷凝、吸附和蒸馏等过程，将其中的甲醇和其他组分进行分离。
通过适当的温度和压力控制，将甲醇从合成气中分离出来，得到纯净的甲醇产品。
同时，其他成分也会被分离出来，并可以进行相应的收集或处理。
甲醇三塔工艺流程具有较高的甲醇产率和纯度，且对原料气体的要求较低，适用于不同来源的合成气。
同时，通过合理设计和操作，可以使工艺流程稳定可靠，并且具有较好的自动化控制性能。
总之，甲醇三塔工艺流程是一种成熟的甲醇生产技术，具有较高的经济效益和环保性能，对于满足市场的需求和优化能源结构具有重要意义。
甲醇合成塔设计说明书
甲醇合成塔设计说明书目录第一章：设计方案的确定与说明- 3一、设计方案的确定 (3)二、方案说明 (3)第二章：设计计算与校核 (4)一、工艺计算 (4)二、主要接管尺寸计算 (6)三、合成塔的总体结构 (7)第三章：设计计算结果 (9)第一章：设计方案的确定与说明-一、设计方案的确定传统的甲醇合成塔主要有一下几种：①三管并流合成塔②单管并流合成塔③I.C.I四段冷激式合成塔④三菱瓦斯的四段冷激式合成塔⑤多段径向甲醇合成塔⑥Lurgi式甲醇合成⑦轴径向甲醇合成塔三管并流合成塔,内件结构简单、操作稳定，但从气体并流换热的特点出发，能起到冷管作用的仅是外管，而内管只是担负了输送气体的任务。
单管并流合成塔，冷管的输气管和冷管的端部都连接在环管上，而冷管与输气管的气量和传热情况都不相同，前者的温度要高得多，如不考虑膨胀，当受热后，冷管与环管的连接部位会因热应力而断裂，使合成塔操作恶化甚至无法生产。
Lurgi式合成塔，合成塔既是反应器也是废热锅炉，合成甲醇所产生的反应热由管外的沸腾水带走，管外沸腾水与汽包维持自然循环，汽包是那个装有压力的控制器，以维持恒定的压力，因此管外沸腾水的温度是恒定的，于是管内催化剂的温度也几乎是恒定的，因此当操作条件发生变化时（如循环机故障等），催化剂也没有超温的危险，仍然可以安全运转。
综合以上各甲醇合成塔的优缺点，选择Lurgi式合成塔作为甲醇合成的设备。
二、方案说明Lurgi式合成塔，合成塔既是反应器也是废热锅炉，列管中装填C306型催化剂，合成气在列管中反应，合成甲醇所产生的反应热由管外的215℃，25 bar 的沸腾水带走。
冷却水的流量通过流量调节阀进行调整，以精确控制反应器的温度，使其符合工艺要求。
第二章：设计计算与校核一、工艺计算甲醇合成塔各物流流量和摩尔分率由前期采用Aspen Plus 软件进行的流程模拟计算得到。
1、合成塔主要工艺参数根据Aspen模拟，进出甲醇合成塔的反应物和所生成物的物流表如下：上述反应所释放的反应热5167773kJ/h。
甲醇合成塔介绍
来??源：百川资讯更新时间：2011-09-0116:17【打印】【收藏】
关键字：甲醇?合成塔
摘??要：甲醇合成塔设计的关键技术之一就是要高效移走和利用甲醇合成反应所放出的巨大热量。
甲醇合成塔设计的关键技术之一就是要高效移走和利用甲醇
热性和热稳定性较好，反应温度接近等温，易于控制，一氧化碳与二氧化碳的单程转化率和气相产物中的甲醇百分含量高于传统的气-固相催化法。
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甲醇合成塔介绍
甲醇合成塔介绍2011-09-01 16:17 【打印】【收藏】百川资讯更新时间：来源：甲醇合成塔关键字：甲醇合成塔设计的关键技术之一就是要高效移走和利用甲醇合成反应所放出的巨大热量。
摘要：甲醇合成塔设计的关键技术之一就是要高效移走和利用甲醇合成反应所放出的巨大热量。
甲醇合成反应器根据反应热回收方式不同有许多不同的类型，下面将应用较广的几种合成器分别予以简单介绍。
一、I.C.I反应器英国ICI公司低压法甲醇合成塔采用多层冷激式绝热反应器，内设3-6层催化剂，催化剂用量较大，合成气大部分作为冷激气体由置于催化剂床层不同高度平行设立的菱形分布器喷入合成塔，另一部分合成气由顶部进入合成塔，反应后的热气体与冷激气体均匀混合以调节催化床层反应温度，并保证气体在催化床层横截面上均匀分布。
反应最终气体的热量由废热锅炉产生低压蒸汽或用于加热锅炉给水回收。
该法循环气量比较大，反应器内温度分布不均匀，呈锯齿形。
ICI冷激塔结构简单、用材省且要求不高、并易于大型化。
单塔生产能力大。
但由于催化剂床层各段为绝热反应，使催化剂床层温差较大，在压力为8.4MPa和12000h-1空速下，当出塔气甲醇浓度为4%时，一、二两段升温约50℃，反应副产物多，催化剂使用寿命较短，循环气压缩功耗大，用冷原料气喷入各段触媒之间以降低反应气温度。
因此在降温的同时稀释了反应气中的甲醇含量，影响了触媒利用率，而且反应热只能在反应器出口设低压废锅回收低压蒸汽。
为了防止触媒过热，采用较大的空速，出塔气中甲醇含量不到4%。
最大规模3000t/d，全世界现有40多套。
二、德国林德Lurgi管壳式反应器水冷型。
图２Lurgi甲醇合成反应器是管壳式的结构。
管内装催化剂，管外充满中压沸腾水进行换热。
合成反应几乎是在等温条件下进行，反应器能除去有效的热量，可允许较高CO含量气体，采用低循环气流并限制最高反应温度，使反应等温进行，单程转化率高，杂质生成少，循环压缩功消耗低，而且合成反应热副产中压蒸汽，便于废热综合利用。
甲醇合成塔压差增大的原因分析及技术改造应用
甲醇合成塔压差增大的原因分析及技术改造应用摘要：甲醇合成装置投产以后，由于甲醇市场持续低迷，大型新建装置不断建成投产挤压市场，加之进口催化剂供货周期长、价格较高而国产催化剂在性能上越来越接近进口产品，且价格、供货周期和合同条件上也有一定优势，故决定采用国产的ＲK-05型催化剂代替MK-121型催化剂。
ＲK-05型催化剂投用后，出现了合成塔压差大、负荷难以提高的问题，经原因分析并采取相应的对策措施后，问题得以解决。
关键词：甲醇合成塔；压差；支撑瓷球；催化剂引言甲醇合成塔作为甲醇装置的核心关键设备，要保证其安全、稳定运行，首先，甲醇装置要选择合理的工艺路线，甲醇合成塔要选用先进的设备制造工艺及结构型式；其次，生产过程中要做好甲醇合成塔的工艺指标控制与优化，确保其处于良好、稳定的工作状态；再者，生产部门在设备管理上要对关键设备实施特保特护，并针对甲醇合成塔发生泄漏的可能原因，通过各种手段予以控制和预防，就能实现甲醇合成塔的安全、稳定、长周期运行。
1、甲醇合成工艺流程低温甲醇洗产生的新鲜合成树脂(5.2 MPa，30 °C)与回收装置中富含氢的气体混合，从合成压缩机的新鲜部分压缩到10.0 ~ 11.0 MPa，然后注入少量高压脱盐水，然后进入第一个进排气换热器(E01)，与合成树脂(R-02)的排气气体交换热量，通过调节阀(TV-01)将温度提高到208 ~ 208。
高压分离器(D-01)中的循环气体经合成压缩机循环段压缩至10.0 ~ 11.0 MPa，然后经过第三个进排气换热器(E-03)和第二个进排气换热器(E-02)，再与合成空气中的废气交换热量，然后加热至208 ~ 230℃并与脱硫装置中的新鲜合成材料混合后再进入合成过程；合成气经过甲醇合成催化剂作用下的甲醇合成反应，离开合成气的气体(230 ~ 260℃)进入第一和第二热交换器，通过新鲜合成气和循环气体冷却至150 ~ 159℃，然后进入第三热交换器，通过循环气体冷却至128 ~ 131℃，再进入合成气冷却器(E-05)进一步冷却至40℃。
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。
合成塔)
合成塔介绍LurgiLurgi公司设计的低压甲醇合成塔为管壳式结构，管内装填催化剂，在中低压条件下进行甲醇合成反应，由管间沸水移出热量，并产生中压蒸汽，以控制床层温度，延长催化剂寿命，控制副反应的发生。
其主要性能特点是：采用管内装催化剂，管间走循环沸水，用很大的换热面积来移去反应热，理论上反应时催化剂层温差较小，达到接近等温反应的目的，使合成反应几乎是在等温条件下进行，采用低循环比。
为了适合装置大型化的发展，Lurgi公司对管壳式甲醇合成塔进行了改进，发明了两段等温甲醇合成工艺（气冷-水冷双塔），该工艺有两台管壳式甲醇合成塔组成，第一合成塔采用副产中压蒸气的方式移出反应热，第二台反应器产生的反应热则通过与新鲜合成气逆流换热方式脱除，在第二台反应器中，新鲜合成气在管内通过，反应气走壳层。
目前采用该技术建设的165万吨/年甲醇装置已经投产。
与单个管壳式合成塔工艺相比，两段等温甲醇合成工艺有以下特点：与单台反应塔相比，第一反应器尺寸减少了约50%。
减少了约50%的合成气循环比。
热量回收效率高，减少了冷却成本。
单系列能力可以达到5000吨/天以上。
整个合成回路（包括循环压缩机、热交换器等）的投资减少近40%。
）瑞士卡萨利（Casale）公司最早开发是立式绝热轴径向反应器，其特点是：环形的催化剂床顶端不封闭,侧壁不开孔，造成催化剂床层上部气流的轴向流动，床层主要部分气流为径向流动。
开发的大型轴径向甲醇合成塔的主要结构特点：环形的催化剂床顶端不封闭，侧壁不开孔，造成催化剂床层上部气流的轴向流动;床层主要部分气流为径向流动；催化剂筐的外壁开有不同分布的孔,以保证气流分布；各段床层底部封闭，反应后气体经中心管流入合成塔外的换热器,回收热由于不采用直接冷激，而采用塔外热交换，各床层段出口甲醇浓度较高，所需的床层段数较少。
由于床层阻力降的明显减少（比ICI轴向型塔减），所以可增加合成塔高度和减少壁厚，可选用高径比的塔，以降低造价。
甲醇合成的工艺流程
甲醇合成的工艺流程：水煤浆经新型气化炉加压气化制取的水煤气，经净化处理制得总硫含量小于0.1 ppm，氢碳比(H2-CO2)/(CO+CO2) =2.05~2.15的合格合成气。
经透平压缩机压缩段5级叶轮加压后，在缸内与甲醇分离器来的循环气（40℃，4.6Mpa）按一定比例混合，经过循环段1级叶轮加压至5.20Mpa后，送入缓冲槽中，获得压力为5.15MPa，温度约为60℃的入塔气。
入塔气以每小时528903Nm3的流量进入入塔预热器的壳程，被来自合成塔反应后的出塔热气体加热到225℃后，进入合成塔顶部。
合成塔为立式绝热管壳型反应器。
管内装有NC306型低压合成甲醇催化剂。
当合成气进入催化剂床层后，在5.10MPa，220~260℃下CO、CO2与H2反应生成甲醇和水，同时还有微量的其它有机杂质生成。
合成甲醇的两个反应都是强放热反应，反应释放出的热大部分由合成塔壳侧的沸腾水带走。
通过控制汽包压力来控制催化剂层温度及合成塔出口温度。
从合成塔出来的热反应气体进入入塔预热器的管程与入塔合成气逆流换热，被冷却到90℃左右，此时有一部分甲醇被冷凝成液体。
该气液混合物再经水冷器进一步冷凝，冷却到≤40℃，再进入甲醇分离器分离出粗甲醇。
分离出粗甲醇后的气体，压力约为4.60MPa，温度约为40℃，返回循环段，经加压后循环使用系统。
为了防止合成系统中惰性的积累，要连续从系统中排放少量的循环气体：一部分直接排放至精馏工段，另一部分经水洗塔洗涤甲醇后作为弛放气体送往燃气发电管网，整个合成系统的压力由弛放气排放调节阀来控制。
分离出的粗甲醇和水洗塔塔底排出粗甲醇液体，减压至0.4MPa后，进入甲醇膨胀槽，以除去溶解在粗甲醇中大部分气体，然后直接送往甲醇工段或粗甲醇贮槽。
汽包与甲醇合成塔壳侧由二根下水管和六根汽液上升管连接形成一自然循环锅炉，付产4.0MPa中压蒸汽减压至1.3MPa后送入蒸汽管网。
汽包用的锅炉给水来自锅炉给水总管，温度为104℃，压力为5.0MPa。
国内外甲醇合成生产技术
甲醇合成一、甲醇合成生产技术十分成熟，工艺技术主要分三种：高压甲醇合成（30MPa 以上）、中压甲醇合成（10～15MPa）和低压甲醇合成（5～10MPa）。
目前，单独以产醇为的高压法工艺因其动力消耗高、催化剂活性低以及产品质量差等原因除老合成氨系统转产外,新上装置已逐年减少甚至已被淘汰，而中压法也决大多数出现联醇工艺中，当今世界上最主要的、先进的、能耗低投资省的生产工艺归属于低压合成，由于低压法工艺较之前的高压法工艺在能耗、装置建设和单系列反应器生产能力大型化等方面具有明显的优越性，所以，目前国内外新建装置大多采用低压法，根据单套装置生产能力大小不同，其设计压力主要集中在5～8MPa范围内。
甲醇合成系统包括合成气压缩（等压合成除外）、甲醇合成、热量回收、甲醇分离等。
甲醇合成塔是核心设备，目前先进的低压合成塔主要有以下几种：（1）管壳式甲醇合成塔（2）多段冷激式甲醇合成塔（3）多段径向甲醇合成塔（4）绝热式甲醇合成塔（5）Casale轴径向混合流合成塔二、国内外技术现状甲醇生产的核心技术是甲醇合成反应器（合成塔）的结构与形式、催化床温度控制和热量的转移与利用。
反应器性能的好坏直接影响原料气和动力消耗以及设备能力的发挥，而甲醇合成反应器性能主要取决于其工艺结构，特别是在合成装置向大型化发展以后，其重要性更为突出。
1、国外目前世界上具有低压甲醇先进生产工艺的主要公司和专利商主要有丹麦托普索公司(Topsoe) 、德国鲁奇公司(Lurgi)、林德公司（Linde）、英国帝国化学公司（ICI）、日本三菱公司（MGC）、瑞士卡萨利公司(Casale)等，这些国际知名企业凭借自身的技术特点，相继开发出众多塔型，根据所采用的工艺结构基本上可以分为多段绝热型、冷管型二大类。
而冷管式又可分为气冷式和水冷式二种。
2、国内目前，国内自主开发的塔型主要有林达公司的均温塔，在国内均占有较高的市场份额，已经形成竞争发展的态势。
甲醇合成塔介绍
每块换热板由两块SS 304金属板（气体换热板）或者DUPLEX金属板（蒸汽换热板）焊接而成，机械上非常坚固，刚性好。这种换热板结构是已经经过多套装置实践的成熟技术。这种结构是自动化制成的，同一合成塔内的所有换热板完全相同。许多标准规范可以检验这些换热板，并盖有“U”质量标记。每块换热板制造后经过压力测试。气体可以并流或者逆流，轴向或者径向。等温床上部可以装填一绝热层 (副产蒸汽内件不安装绝热层)。这种结构允许使用其它的流体作为换热介质，进入和流出换热器而不与反应气混合。换热板可以非常方便地沿着扇形依次装配。
六、杭州林达公司JW均温合成塔
杭州林达公司JW均温甲醇合成塔，其主要特点是在全部触媒床层中采用可自由伸缩活动装配。催化剂装填系数为70～75％。 用管内冷气或冷水连续吸收管外反应热，管内冷气或冷水与触媒层中反应气有并流换热和逆流间接换热，可以在催化剂层内及塔内任何部位设置温度监测点。用塔外设置废锅副产低压蒸汽或锅炉给水加热器回收热量。林达均温型塔催化剂装填系数和冷激塔一样，均在70％以上，但因接近等温反应，反应中间不用冷激气降温避免降低反应器中甲醇生成浓度。据哈气化均温型和冷激型比较，在同样原料气量、进塔气量、合成压力和催化剂装量下，提高产量50％。若在同样入塔气有效压力下将增产更多。故达到同样能力其反应器尺寸可比冷激塔减少1/3以上。
浆态床甲醇合成工艺是指：气相以氢、一氧化碳和二氧化碳为甲醇原料气，液相以惰性液相为介质，固相以细颗粒固体为催化剂，在一定的温度和压力下，合成塔中气-液-固三相之间进行传质，并在固相催化剂活性内表面上反应而制取甲醇。该工艺传热性和热稳定性较好，反应温度接近等温，易于控制，一氧化碳与二氧化碳的单程转化率和气相产物中的甲醇百分含量高于传统的气-固相催化法。
甲醇合成塔的制造工艺
制 造 安 装 甲醇合成塔的制造工艺Study on the Fabricating Procedure for Methanol Synthetic Column大连冰山集团金州重型机器厂徐庆坤 戈丰来 张英俊 In this paper,characteristics at structure design and material selection for methanol Tower are in2 troduced briefly.It is focused to discuss fabricating procedure and quality control point. 关键词:甲醇合成塔 管板 镶嵌 制造工艺 质量控制 随着石化工业的迅速发展,钢制管壳式换热设备愈来愈趋于大型化发展,虽然G B151—89《钢制管壳式换热器》只规定了钢制管壳式换热设备直径在 2000以下的设计、制造和验收,但现在钢制管壳式换热设备直径已远远大于 2000,甚至超过 4000。
1999年8月我厂首次试制成功一台直径为 2600的大型管壳式换热设备———甲醇合成塔。
甲醇合成塔是甲醇项目中的关键设备,此次我厂生产的甲醇合成塔其直径为 2600,结构虽不太复杂,但很有特色,制造难度较大,材料的选取也较为特殊。
该类设备在国内属首次试制,无成熟制造工艺可借鉴,具有一定的试验研究性质。
1 甲醇合成塔的技术特性表1项 目壳 程管 程设计压力 MPa511517设计温度 ℃265280操作压力 MPa319～5115115～517操作温度 ℃250～265255～280工作介质气水合成气水压试验压力 MPa61383腐蚀裕度 mm33换热面积 m21917设备总重 kg104600图1 甲醇合成塔总体结构示意图 甲醇合成塔的主要技术特性见表1。
・73・ 2 结构特点分析甲醇合成塔的结构特点见图1,由图1可见该设备结构较为特殊:(1)设备的上、下管板是镶嵌在筒体内部,且均为双面全焊透结构,焊肉较厚,因而易使管板产生焊接变形。
煤制甲醇合成塔的工艺流程
煤制甲醇合成塔的工艺流程下载温馨提示:该文档是我店铺精心编制而成，希望大家下载以后，能够帮助大家解决实际的问题。
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甲醇三塔工艺流程
甲醇三塔工艺流程甲醇是一种重要的有机化工产品，广泛应用于工业生产中。
甲醇三塔工艺是甲醇生产的常用工艺流程之一。
下面将详细介绍甲醇三塔工艺流程。
甲醇三塔工艺流程主要包括气化装置、合成装置和精馏装置三个部分。
气化装置是甲醇生产工艺的第一步。
首先，将煤等碳源经过破碎、干燥和除尘等预处理工序后送入气化炉。
在气化炉中，碳源在高温下与氧气反应产生一氧化碳和氢气，也称为合成气。
然后，通过除尘设备将合成气中的灰尘去除，以保证合成气的纯度。
最后，合成气通过换热设备进行冷却，准备进入合成装置。
合成装置是甲醇三塔工艺的核心环节。
在合成装置中，合成气进入合成反应器，其中装有催化剂。
在催化剂的作用下，合成气中的一氧化碳和二氧化碳与氢气发生反应，生成甲醇。
反应产物经过翻浆器和冷凝器的冷却，变为液相。
然后，通过分离装置将甲醇与未反应的气体、液体和杂质分离开。
分离后的甲醇进入精馏装置进行进一步的分离和纯化。
精馏装置是甲醇三塔工艺的最后一步。
在精馏装置中，通过加热和冷却将甲醇与其他混合物进行分离。
精馏塔根据不同组分的沸点差异，将混合物分解为多个馏出液。
最终，从不同的塔顶获取纯度不同的甲醇。
甲醇三塔工艺流程具有以下优点：首先，能够充分利用煤等碳源资源，实现资源的有效利用，符合可持续发展的要求。
其次，采用催化剂进行合成反应，提高了甲醇的产率和选择性，并减少了副产物的生成。
再次，通过精馏装置对甲醇进行深度分离和纯化，得到高纯度的甲醇产品。
总之，甲醇三塔工艺流程是一种常用的甲醇生产工艺。
通过气化装置将碳源转化为合成气，再经过合成装置和精馏装置的处理，最终得到纯度较高的甲醇产品。
这一工艺流程具有资源高效利用和产物高纯度的优点，是甲醇生产领域的重要工艺之一。
甲醇合成塔设计说明书
甲醇合成塔设计说明书目录第一章：设计方案的确定与说明- 3一、设计方案的确定 (3)二、方案说明 (3)第二章：设计计算与校核 (4)一、工艺计算 (4)二、主要接管尺寸计算 (6)三、合成塔的总体结构 (7)第三章：设计计算结果 (9)第一章：设计方案的确定与说明-一、设计方案的确定传统的甲醇合成塔主要有一下几种：①三管并流合成塔②单管并流合成塔③I.C.I四段冷激式合成塔④三菱瓦斯的四段冷激式合成塔⑤多段径向甲醇合成塔⑥Lurgi式甲醇合成⑦轴径向甲醇合成塔三管并流合成塔,内件结构简单、操作稳定，但从气体并流换热的特点出发，能起到冷管作用的仅是外管，而内管只是担负了输送气体的任务。
单管并流合成塔，冷管的输气管和冷管的端部都连接在环管上，而冷管与输气管的气量和传热情况都不相同，前者的温度要高得多，如不考虑膨胀，当受热后，冷管与环管的连接部位会因热应力而断裂，使合成塔操作恶化甚至无法生产。
Lurgi式合成塔，合成塔既是反应器也是废热锅炉，合成甲醇所产生的反应热由管外的沸腾水带走，管外沸腾水与汽包维持自然循环，汽包是那个装有压力的控制器，以维持恒定的压力，因此管外沸腾水的温度是恒定的，于是管内催化剂的温度也几乎是恒定的，因此当操作条件发生变化时（如循环机故障等），催化剂也没有超温的危险，仍然可以安全运转。
综合以上各甲醇合成塔的优缺点，选择Lurgi式合成塔作为甲醇合成的设备。
二、方案说明Lurgi式合成塔，合成塔既是反应器也是废热锅炉，列管中装填C306型催化剂，合成气在列管中反应，合成甲醇所产生的反应热由管外的215℃，25 bar 的沸腾水带走。
冷却水的流量通过流量调节阀进行调整，以精确控制反应器的温度，使其符合工艺要求。
第二章：设计计算与校核一、工艺计算甲醇合成塔各物流流量和摩尔分率由前期采用Aspen Plus 软件进行的流程模拟计算得到。
1、合成塔主要工艺参数根据Aspen模拟，进出甲醇合成塔的反应物和所生成物的物流表如下：上述反应所释放的反应热5167773kJ/h。
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制 造 安 装
甲醇合成塔的制造工艺
Study on the Fabricating Procedure for Methanol Synthetic Column
大连冰山集团金州重型机器厂
徐庆坤 戈丰来 张英俊
In this paper,characteristics at structure design and material selection for methanol Tower are in2 troduced briefly.It is focused to discuss fabricating procedure and quality control point.
关键词:甲醇合成塔 管板 镶嵌 制造工艺 质量控制
随着石化工业的迅速发展,钢制管壳式换热设备愈来愈趋于大型化发展,虽然G B151—89《钢制管壳式换热器》只规定了钢制管壳式换热设备直径在 2000以下的设计、制造和验收,但现在钢制管壳式换热设备直径已远远大于 2000,甚至超过 4000。
1999年8月我厂首次试制成功一台直径为 2600的大型管壳式换热设备———甲醇合成塔。
甲醇合成塔是甲醇项目中的关键设备,此次我厂生产的甲醇合成塔其直径为 2600,结构虽不太复杂
,但很有特色,制造难度较大,材料的选取也较为特殊。
该类设备在国内属首次试制,无成熟制造工艺可借鉴,具有一定的试验研究性质。
1 甲醇合成塔的技术特性
表1
项 目壳 程管 程
设计压力 MPa511517
设计温度 ℃265280
操作压力 MPa319～5115115～517
操作温度 ℃250～265255～280
工作介质气水合成气
水压试验压力 MPa61383
腐蚀裕度 mm33换热面积 m21917
设备总重 kg104600
图1 甲醇合成塔总体结构示意图
甲醇合成塔的主要技术特性见表1。
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7
3
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2 结构特点分析
甲醇合成塔的结构特点见图1,由图1可见该设备结构较为特殊:
(1)设备的上、下管板是镶嵌在筒体内部,且均为双面全焊透结构,焊肉较厚,因而易使管板产生焊接变形。
(2)设备的支持板为整圆,决定了筒体的最终合拢焊缝必须在筒体的中间部位。
且此条焊缝只能进行局部热处理。
(3)设备的上、下封头只有在换热管与管板组焊完毕后,才能与筒体组焊,且两道环焊缝也只能做局部热处理。
(4)换热管必须在组装前逐根进行水压试验,
合格后才能用于组装。
另外,设备的设计选材也较为特殊。
(1)换热管选用上海第五钢铁厂的00Cr18Ni5Mo3Si2双相不锈钢无缝钢管。
此材料还未列入国家钢管材料标准。
(2)设备筒体选用13MnNiMoNbR ,属于技术要求高的钢材。
(3)管板选用δ70的13MnNiMoNbR 板材堆焊δ7厚的18—8不锈钢,且管板面层堆焊后不允许热处理。
对设备的筒体及换热管所选的材料,均为我厂未曾使用过,需要做各种焊接工艺评定。
根据焊接工艺评定,选用相应的焊接材料,详见表2。
表2 甲醇合成塔的焊材选用
序号
母 材
手工焊自动焊氩弧焊
SSOW MOW
100Cr18Ni5Mo3Si2
13MnNiMoNbR +304L
ER316L Si
213MnNiMoNbR J607M H J350H08MnMoA
H08MnMoA 333
313MnNiMoNbR
20MnMo J557MoV 4
13MnNiMoNbR
15CrMo
J607Ni
注:3手工堆焊(MOW ):
过渡层 E 309L 面层 E 308L
33带极堆焊(SSOW ):
过渡层 H 309L ΠSJ 304面层 H 308L ΠSJ 303
3 制造工艺和质量控制要点
311 制造工艺
对甲醇合成塔的结构特点分析可知,该设备由四大部件组成,即上封头组合件;上部筒体组合件;下部筒体组合件;下封头组合件。
在两管板之间要顺利地装入每一根换热管,不是一件容易的事。
如果各零部件的制造精度达不到相当的水平或组装质量稍有误差,就很难想象2千多根换热管能顺利的穿过两块管板和三块支持板。
解决这一问题的关键是要有一系列的特殊工艺措施,确保每一个零部件的制造质量和组装质量。
为此,我厂专门编制了“甲醇合成塔的制造工艺方案”,用于指导甲醇合成塔的制造。
312 关键零部件的制造(1)筒体制造
由于该设备的管板是镶嵌在筒体内部的,要保证管板能顺利地装入筒体内,则对上、下管箱筒体的内径偏差和椭圆度要有相当高的要求。
按G B150—1998,对 2600mm 、壁厚50mm 圆筒的
椭圆度的要求为小于等于25mm ,而我厂对该设备椭圆度的要求为小于等于6mm ;对筒体内径我厂要求为 2600+2
0,实际生产均达到了这些要求,为管板顺利装入筒体提供了可靠的保障。
(2)管板
图纸规定管板的几何尺寸为 2594mm ,δ70+7mm ,在加工管板的外圆尺寸时,我们没按图
纸的外圆尺寸 2594mm 加工,而是根据现场实测的筒体内径来确定管板的外圆加工尺寸,这样既可减少管板与筒体的焊接量,也可以减少管板的焊接变形,实际效果很好。
(3)换热管
换热管在组装前要逐根进行水压试验,合格后方可进入设备组装与管板组焊。
换热管的下料在换热管与管板组焊后进行。
(4)上、下部筒体组合件的制造
上部筒体组合件(见图2)和下部筒体组合件(见图3)结构基本相同,主要由筒体、管板、人
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83・CPV T 甲醇合成塔的制造工艺 Vol17.No32000
孔及接管等组焊而成。
图2 上部组合件
图3 下部组合件
上、下筒体组合件的制造质量对甲醇合成塔能
否成功至关重要。
上、下管板是镶嵌在筒体内部的,组对起来相当困难。
既要保证组对后管板面与筒体中心线垂直,还要保证管板的定位尺寸和标高尺寸。
另外筒体的端面要保证与筒体中心线垂直,还有上、下部筒体组合件的中心线应在一条直线上。
三块支持板应顺利地装入筒体内。
因此,上、下筒体组合件在制造过程中主要应控制以下几点:
1)管板端面要与筒体中心线垂直;
2)管板的定位尺寸和标高尺寸;
3)筒体因焊接人孔及接管而产生的径向变形;4)控制上、下筒体组合件的直线度。
(5)总组装
甲醇合成塔的总组装分以下四步进行:第一步,上部筒体组合件与拉杆、定距管、支持板的组装;第二步,下部筒体组合件与上部筒体组合件的组装与焊接,并进行局部热处理;第三步,组装换热管,换热管与管板的连接采用先焊后胀;第四步,上、下封头组合件与设备组焊,并进行局部热
处理。
甲醇合成塔的焊接工艺评定有18项,焊接工艺评定覆盖率为100%,底片质量合格率和底片评定准确率均为100%。
两块焊接试板的σb 分别为655MPa 和640MPa ,满足标准要求。
常温冲击功
A K V 分别为49J 和65J ,均高于标准规定值31J 。
4 结语
甲醇合成塔,既是一种大型的反应设备,也是一种大型的换热设备,它的试制成功为我厂在今后制造大型的高精度管壳式换热反应器积累了宝贵的经验;也标志着我国大型高精度设备制造国产化水平又上了一个新的台阶。
目前我厂正在为广石化制造一台同类规格和类似结构的Cr -Mo 钢制换热式加氢反应器,甲醇合成塔的试制成功为该反应器的制造奠定了基础。
作者简介:徐庆坤,1964年生,1989年毕业于沈阳化工学院化工设备与机械专业,学士学位,工程师,现从事压力容器的产品设计与工艺工作。
通讯地址:大连冰山集团金州重型机器厂化机所,邮编:116100
(上接第80页)
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作者简介:陈春红,女,1975年12月生,西安交通大学机械工程学院焊接研究所硕士研究生。
主要研究领域为焊接结构CAD ΠCAM ΠCAPP ,ES ,数据库软件的设计和开发,焊接过程力学行为及计算机模拟。
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93・第17卷第3期 压 力 容 器 总第99期。