甲醇合成的生產(chǎn)工藝流程及主要設(shè)備課件

教學(xué)項(xiàng)目４甲醇合成的生產(chǎn)工藝流程及主要設(shè)備1233任務(wù)1甲醇合成的工藝條件任務(wù)2甲醇合成的工藝流程任務(wù)3甲醇合成的主要設(shè)備返回教學(xué)項(xiàng)目４甲醇合成的生產(chǎn)工藝流程及主要設(shè)備1233任務(wù)1任務(wù)１甲醇合成的工藝條件一、反應(yīng)溫度在甲醇合成反應(yīng)過(guò)程中，溫度對(duì)反應(yīng)混合物的平衡和反應(yīng)速率都有很大影響。甲醇合成存在一個(gè)最適宜溫度，催化劑床層的溫度分布要盡可能接近最適宜溫度曲線。另一方面，反應(yīng)溫度與所選用的催化劑有關(guān)，不同的催化劑有不同的活性溫度。一般Ｚｎ－Ｃｒ催化劑的活性溫度為３２０℃～４００℃，銅基催化劑的活性溫度為２００℃～２９０℃。對(duì)每種催化劑在活性溫度范圍內(nèi)都有較適宜的操作溫度區(qū)間，如Ｚｎ－Ｃｒ催化劑為３７０℃～３８０℃，銅基催化劑為２５０℃～２７０℃。下一頁(yè)返回任務(wù)１甲醇合成的工藝條件一、反應(yīng)溫度下一頁(yè)返回任務(wù)１甲醇合成的工藝條件二、壓力壓力也是甲醇合成反應(yīng)過(guò)程的重要工藝條件之一。從熱力學(xué)分析，甲醇合成是體積縮小的反應(yīng)，因此增加壓力對(duì)平衡有利，可提高甲醇平衡產(chǎn)率。在高壓下，因氣體體積縮小了，則分子之間互相碰撞的機(jī)會(huì)和次數(shù)就會(huì)增多，甲醇合成反應(yīng)速率也就會(huì)因此加快。因而，無(wú)論對(duì)于反應(yīng)的平衡或速率，提高壓力總是對(duì)甲醇合成有利。但是，合成壓力不是單純由一個(gè)因素來(lái)決定的，它與選用的催化劑、溫度、空間速度、碳?xì)浔鹊纫蛩囟加嘘P(guān)系。而且，甲醇平衡濃度也不是隨壓力的增加而成比例的增加，當(dāng)壓力提高到一定程度也就不再往上增加。上一頁(yè)下一頁(yè)返回任務(wù)１甲醇合成的工藝條件二、壓力上一頁(yè)下一頁(yè)返回任務(wù)１甲醇合成的工藝條件三、氣體組成甲醇由一氧化碳、二氧化碳與氫氣反應(yīng)生成，反應(yīng)式如下：從反應(yīng)式可以看出，氫氣與一氧化碳合成甲醇的物質(zhì)的量比為２，與二氧化碳合成甲醇的物質(zhì)的量比為３，當(dāng)一氧化碳與二氧化碳都有時(shí)，對(duì)原料氣中氫碳比（ｆ或Ｍ值）有以下兩種表達(dá)方式：上一頁(yè)下一頁(yè)返回任務(wù)１甲醇合成的工藝條件三、氣體組成上一頁(yè)下一頁(yè)返回任務(wù)１甲醇合成的工藝條件生產(chǎn)中合理的氫碳比應(yīng)比化學(xué)計(jì)量比略高些，按化學(xué)計(jì)量比值，ｆ值或Ｍ值約為２，實(shí)際上控制得略高于２，即通常保持略高的氫含量。過(guò)量的氫對(duì)減少羰基鐵的生成與高級(jí)醇的生成，及延長(zhǎng)催化劑壽命起著有益的作用。此外，原料氣中含有一定量的ＣＯ２，可以減少反應(yīng)熱量的放出，利于床層溫度控制，同時(shí)還抑制二甲醚的生成?？刂蒲h(huán)氣中惰性氣體含量的主要方法是排放粗甲醇分離器后的氣體。排放氣量的計(jì)算公式如下：上一頁(yè)下一頁(yè)返回任務(wù)１甲醇合成的工藝條件生產(chǎn)中合理的氫碳比應(yīng)比化學(xué)計(jì)量比略任務(wù)１甲醇合成的工藝條件四、空速氣體與催化劑接觸時(shí)間的長(zhǎng)短，通常以空速來(lái)表示，即單位時(shí)間內(nèi)，每單位體積催化劑所通過(guò)的氣體量，其單位是ｍ３／（ｍ３催化劑·h-1），簡(jiǎn)寫(xiě)為ｈ－１。在甲醇生產(chǎn)中，氣體一次通過(guò)合成塔僅能得到３％～６％的甲醇，新鮮氣的甲醇合成率不高，因此，新鮮氣必須循環(huán)使用。此時(shí)，合成塔空速常由循環(huán)機(jī)動(dòng)力、合成系統(tǒng)阻力等因素來(lái)決定。如果采用較低的空速，反應(yīng)過(guò)程中氣體混合物的組成與平衡組成較接近，催化劑的生產(chǎn)強(qiáng)度較低，但是單位甲醇產(chǎn)品所需循環(huán)氣量較小，氣體循環(huán)的動(dòng)力消耗較少，預(yù)熱未反應(yīng)氣體到催化劑進(jìn)口溫度所需換熱面積較小，并且離開(kāi)反應(yīng)器氣體的溫度較高，其熱能利用價(jià)值較高。上一頁(yè)下一頁(yè)返回任務(wù)１甲醇合成的工藝條件四、空速上一頁(yè)下一頁(yè)返回任務(wù)１甲醇合成的工藝條件另外，空速增大到一定程度后，催化床溫度將不能維持。在甲醇合成生產(chǎn)中，空速一般控制在１００００～３００００ｈ－１之間。綜上所述，影響甲醇合成反應(yīng)過(guò)程的工藝條件有溫度、壓力、氣體組成、空速等因素，在具體情況下，針對(duì)一定的目標(biāo)，都可以找到該因素的最佳或較佳條件，然而這些因素間又是互相有聯(lián)系的。上一頁(yè)返回任務(wù)１甲醇合成的工藝條件另外，空速增大到一定程度后，催化床任務(wù)２甲醇合成的工藝流程一、甲醇合成流程概述甲醇合成工序的目的是將造氣至凈化工序制得的，主要含ＣＯ、ＣＯ２和Ｈ２的新鮮氣，在一定壓力、溫度下合成反應(yīng)生成粗甲醇。其化學(xué)反應(yīng)方程式如下：經(jīng)過(guò)一系列流程制得的新鮮氣在合成工序中如不能充分利用制取甲醇，則不論物料還是能量都是很大的損失，所以，甲醇合成是甲醇生產(chǎn)的關(guān)鍵工序，甲醇合成塔又是合成工序的關(guān)鍵設(shè)備。下一頁(yè)返回任務(wù)２甲醇合成的工藝流程一、甲醇合成流程概述下一頁(yè)返回任務(wù)２甲醇合成的工藝流程甲醇合成工藝流程有多種，其發(fā)展的過(guò)程與新催化劑的應(yīng)用，以及凈化技術(shù)的發(fā)展密不可分。最早的甲醇合成是應(yīng)用鋅鉻催化劑的高壓工藝流程。高壓法是在壓力為３０ＭＰａ、溫度為３６０℃～４００℃下操作的，此法的特點(diǎn)是技術(shù)成熟，但投資及生產(chǎn)成本較高。自從銅基催化劑的發(fā)現(xiàn)以及脫硫凈化技術(shù)解決后，出現(xiàn)了低壓工藝流程。低壓法的操作壓力為４～５ＭＰａ，溫度２００℃～３００℃，其代表性流程有ＩＣＩ低壓法和Ｌｕｒｇｉ低壓法。甲醇合成流程雖有多種，但是許多基本步驟是共同具備的。圖２.４.１是一個(gè)最基本的流程示意圖。新鮮氣由壓縮機(jī)壓縮到所需要的合成壓力與從循環(huán)機(jī)機(jī)來(lái)的循環(huán)氣混合后分為兩股，一股為主線進(jìn)入熱交換器，將混合氣預(yù)熱到催化劑活性溫度，進(jìn)入合成塔；另一股為副線不經(jīng)過(guò)熱交換器而是直接進(jìn)入合成塔以調(diào)節(jié)進(jìn)入催化層的溫度。上一頁(yè)下一頁(yè)返回任務(wù)２甲醇合成的工藝流程甲醇合成工藝流程有多種，其發(fā)展的過(guò)任務(wù)２甲醇合成的工藝流程由此可知，合成工序主要由兩部分組成，包括甲醇的合成與甲醇的分離，前者在合成塔中進(jìn)行，后者由一系列傳熱設(shè)備和氣液分離設(shè)備來(lái)完成。由于平衡和速率的限制，ＣＯ、ＣＯ２和Ｈ２的單程轉(zhuǎn)化率低，為了充分利用未反應(yīng)原料氣，較好的措施是分離出甲醇后把未反應(yīng)的氣體返回合成塔重新反應(yīng)，這就構(gòu)成了循環(huán)流程。新鮮氣補(bǔ)入的位置，不宜在合成塔的出口或甲醇分離之前，以免甲醇分壓降低，減少甲醇的收率，最有利的位置是在合成塔的進(jìn)口處。由以分析可知，圖２.４.１所示的設(shè)備和管線的安排是適當(dāng)?shù)?，它是甲醇合成流程的共性，下面介紹具有代表性的甲醇合成流程。上一頁(yè)下一頁(yè)返回任務(wù)２甲醇合成的工藝流程由此可知，合成工序主要由兩部分組成甲醇合成的生產(chǎn)工藝流程及主要設(shè)備課件甲醇合成的生產(chǎn)工藝流程及主要設(shè)備課件甲醇合成的生產(chǎn)工藝流程及主要設(shè)備課件任務(wù)２甲醇合成的工藝流程二、高壓法甲醇合成工藝流程高壓工藝流程指的是使用鋅鉻催化劑，在３００℃～４００℃、３０ＭＰａ高溫高壓下合成甲醇的工藝流程。自從１９２３年第一次用這種方法合成甲醇成功后，差不多有５０年的時(shí)間，世界上甲醇生產(chǎn)都沿用這種方法，只是在設(shè)計(jì)上，有某些細(xì)節(jié)不同。例如，甲醇合成塔內(nèi)移熱方法有冷管型連續(xù)換熱式和冷激型多段換熱式兩大類(lèi)；反應(yīng)氣體在催化層中流動(dòng)的方式有軸向和徑向或者軸徑向的；有副產(chǎn)蒸汽的合成塔，也有不副產(chǎn)蒸汽的合成塔。圖２.４.２表示某一高壓法甲醇合成工藝流程。由壓縮工段送來(lái)的具有３１.３６ＭＰａ壓力的新鮮原料氣，先進(jìn)入鐵油分離器，并在此與循環(huán)壓縮機(jī)送來(lái)的循環(huán)氣匯合。上一頁(yè)下一頁(yè)返回任務(wù)２甲醇合成的工藝流程二、高壓法甲醇合成工藝流程上一頁(yè)下任務(wù)２甲醇合成的工藝流程這兩股氣體中的油污、水霧及羰基化合物等雜質(zhì)同時(shí)在鐵油分離器中除去，然后進(jìn)入合成塔。ＣＯ與Ｈ２在塔內(nèi)于壓力２９.４～３１.３６ＭＰａ、溫度３６０℃～４２０℃下，在鋅鉻催化劑上反應(yīng)生成甲醇。反應(yīng)后的氣體經(jīng)塔內(nèi)熱交換器預(yù)熱剛進(jìn)入塔內(nèi)的原料氣，溫度降至１６０℃以下，甲醇含量約３％左右。經(jīng)塔三、低壓法甲醇合成工藝流程近年來(lái)，甲醇的合成，大多采用銅系低溫高活性催化劑，可在５ＭＰａ低壓下將（ＣＯ＋Ｈ２）合成氣體或含有ＣＯ２的（ＣＯ＋Ｈ２）合成氣進(jìn)行合成，并得到較高的轉(zhuǎn)化率。上一頁(yè)下一頁(yè)返回任務(wù)２甲醇合成的工藝流程這兩股氣體中的油污、水霧及羰基化合任務(wù)２甲醇合成的工藝流程１.ＩＣＩ低壓法甲醇合成工藝流程１９６６年，英國(guó)ＩＣＩ公司在成功地開(kāi)發(fā)了銅基低壓甲醇合成催化劑之后，建立了世界上第一個(gè)低壓法甲醇合成工廠，即英國(guó)Ｔｅｅｓｓｉｄｅ地區(qū)Ｂｉｌｌｉｎｇｈａｍ工廠。該廠以石腦油為原料，日產(chǎn)甲醇３００ｔ。到ＩＣＩ低壓法甲醇生產(chǎn)是甲醇生產(chǎn)工藝上的一次重大變革，世界上采用ＩＣＩ低壓法建廠的國(guó)家很多，其中以天然氣（或石腦油）為原料的ＩＣＩ低壓法甲醇工廠列于表２.４.１中。ＩＣＩ低壓甲醇合成工藝流程如圖２.４.３所示。上一頁(yè)下一頁(yè)返回任務(wù)２甲醇合成的工藝流程１.ＩＣＩ低壓法甲醇合成工藝流程上任務(wù)２甲醇合成的工藝流程該工藝使用多段冷激式合成塔。合成氣在５１－１型銅基催化劑上進(jìn)行ＣＯ、ＣＯ２加氫合成甲醇的化學(xué)反應(yīng)，反應(yīng)在壓力５ＭＰａ，溫度２３０℃～２７０℃下進(jìn)行。新鮮原料氣與分離甲醇后的循環(huán)氣混合后進(jìn)入循環(huán)壓縮機(jī)，升壓至５ＭＰａ。ＩＣＩ低壓甲醇合成工藝有如下特點(diǎn)：①合成塔結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單；②粗甲醇中雜質(zhì)含量低；③合成壓力低；④能耗低。表２.４.２列出了ＩＣＩ低壓法與高壓法動(dòng)力消耗的比較。上一頁(yè)下一頁(yè)返回任務(wù)２甲醇合成的工藝流程該工藝使用多段冷激式合成塔。合成氣任務(wù)２甲醇合成的工藝流程２.Ｌｕｒｇｉ低壓法甲醇合成工藝流程該工藝采用管殼型合成塔。催化劑裝填在管內(nèi)，反應(yīng)熱由管間的沸騰水移走，并副產(chǎn)中壓蒸汽。Ｌｕｒｇｉ低壓甲醇合成工業(yè)化后，很快得到了廣泛的應(yīng)用，其中一些以天然氣（或石腦油）為原料的工廠列于表２.４.３中。２０世紀(jì)８０年代，齊魯石油化工公司第二化肥廠引進(jìn)了聯(lián)邦德國(guó)Ｌｕｒｇｉ公司的低壓甲醇合成裝置。下面介紹以減壓渣油為原料的Ｌｕｒｇｉ低壓甲醇合成流程。該工藝是在６ＭＰａ壓力下用部分氧化法造氣，采用石腦油萃取法回收炭黑。脫硫后的氣體一部分直接進(jìn)入合成系統(tǒng)，另一部分則經(jīng)過(guò)ＣＯ高溫變換再脫除部分ＣＯ２后進(jìn)入合成塔。合成的粗甲醇通過(guò)三塔精餾制得產(chǎn)品精甲醇。上一頁(yè)下一頁(yè)返回任務(wù)２甲醇合成的工藝流程２.Ｌｕｒｇｉ低壓法甲醇合成工藝流任務(wù)２甲醇合成的工藝流程圖２.４.４為Ｌｕｒｇｉ低壓法甲醇合成工段流程。由脫碳工段來(lái)的高氫氣體與循環(huán)氣混合，進(jìn)入循環(huán)機(jī)加壓，再與脫硫后的氣體混合，經(jīng)換熱器換預(yù)熱至２２５℃，進(jìn)入管殼型甲醇合成塔的列管內(nèi)，在銅基催化劑的作用下，于５ＭＰａ、２４０℃～２６０℃溫度下進(jìn)行甲醇合成反應(yīng)。甲醇合成反應(yīng)放出的熱量很快被沸騰水移走。合成塔殼程的鍋爐給水是自然循環(huán)的，這樣通過(guò)控制沸騰水上的蒸氣壓力，可以保持恒定的反應(yīng)溫度。反應(yīng)后出塔氣體與進(jìn)塔氣體換熱后溫度降至９１.５℃，經(jīng)鍋爐給水換熱器冷卻到６０℃，再經(jīng)水冷器冷卻到６０℃，進(jìn)入甲醇分離器，分離出來(lái)的氣體大部分回到循環(huán)機(jī)入口，少部分排放。液體粗甲醇則送精餾工段。上一頁(yè)下一頁(yè)返回任務(wù)２甲醇合成的工藝流程圖２.４.４為Ｌｕｒｇｉ低壓法甲醇任務(wù)２甲醇合成的工藝流程Ｌｕｒｇｉ低壓法合成甲醇的主要特點(diǎn)如下：①采用管殼式合成塔；②無(wú)需專(zhuān)設(shè)開(kāi)工加熱爐，開(kāi)車(chē)方便；③合成塔可以副產(chǎn)中壓蒸汽，非常合理地利用了反應(yīng)熱。日前，低壓法甲醇技術(shù)主要是英國(guó)ＩＣＩ法和德國(guó)Ｌｕｒｇｉ法。這兩種方法的工藝技術(shù)指標(biāo)見(jiàn)表２.４.４。四、中壓法甲醇合成工藝流程中壓法甲醇合成工藝是在低壓法基礎(chǔ)上進(jìn)一步發(fā)展起來(lái)的。由于低壓法操作壓力低，導(dǎo)致設(shè)備體積龐大，不利于甲醇生產(chǎn)的大型化，所以發(fā)展了壓力為１０ＭＰａ左右的甲醇合成中壓法。它能更有效地降低建廠費(fèi)用和甲醇生產(chǎn)成本。上一頁(yè)下一頁(yè)返回任務(wù)２甲醇合成的工藝流程Ｌｕｒｇｉ低壓法合成甲醇的主要特點(diǎn)任務(wù)２甲醇合成的工藝流程ＩＣＩ公司在５１－１型催化劑的基礎(chǔ)上，通過(guò)改變催化劑的晶體結(jié)構(gòu)，制成了成本較高的５１－２型催化劑。由于這種催化劑在較高壓力下能維持較長(zhǎng)的壽命，１９７２年ＩＣＩ公司建立了一套合成壓力為１０ＭＰａ的中壓甲醇合成裝置，所用合成塔與低壓法相同，也是四段冷激式，工藝流程與低壓法也相似。Ｌｕｒｇｉ公司也發(fā)展了８ＭＰａ的中壓法甲醇合成，其工藝流程和設(shè)備與低壓法類(lèi)似。日本三菱瓦斯化學(xué)公司開(kāi)發(fā)了合成壓力為１５ＭＰａ左右的中壓法甲醇合成工藝。該公司新工廠的甲醇工藝生產(chǎn)流程如圖２.４.５所示。上一頁(yè)下一頁(yè)返回任務(wù)２甲醇合成的工藝流程ＩＣＩ公司在５１－１型催化劑的基礎(chǔ)任務(wù)２甲醇合成的工藝流程五、聯(lián)醇工藝流程１.聯(lián)醇生產(chǎn)的特點(diǎn)聯(lián)醇生產(chǎn)主要特點(diǎn)是：①充分利用現(xiàn)有合成氨生產(chǎn)裝置，只需增添甲醇合成與精餾兩套設(shè)備就可以生產(chǎn)甲醇，所以投資省、上馬快；②在合成氨廠設(shè)置聯(lián)醇生產(chǎn)，不僅可以使變換工段ＣＯ指標(biāo)放寬，變換的蒸汽消耗降低，而且可以使銅洗工段進(jìn)口ＣＯ含量降低，銅洗負(fù)荷減輕，從而使合成氨廠的變換、壓縮和銅洗工段能耗降低。２.聯(lián)醇生產(chǎn)的工藝特點(diǎn)聯(lián)醇生產(chǎn)是甲醇在合成氨工藝中，與傳統(tǒng)的甲醇生產(chǎn)工藝相比具有如下特點(diǎn)：上一頁(yè)下一頁(yè)返回任務(wù)２甲醇合成的工藝流程五、聯(lián)醇工藝流程上一頁(yè)下一頁(yè)返回甲醇合成的生產(chǎn)工藝流程及主要設(shè)備課件甲醇合成的生產(chǎn)工藝流程及主要設(shè)備課件任務(wù)２甲醇合成的工藝流程①聯(lián)醇生產(chǎn)串聯(lián)在合成氨工藝中，所以既要滿足合成氨的工藝條件，又要滿足合成甲醇的要求；②由于聯(lián)醇生產(chǎn)串聯(lián)在合成氨工藝中，合成甲醇后的氣體還需精制，才能進(jìn)行合成氨反應(yīng)；３.聯(lián)醇生產(chǎn)的工藝要求聯(lián)醇生產(chǎn)與傳統(tǒng)的甲醇生產(chǎn)有上述區(qū)別，所以，聯(lián)醇生產(chǎn)工藝除有一般甲醇生產(chǎn)的工藝要求外，還有聯(lián)醇工藝的特殊要求。（１）甲醇生產(chǎn)的一般要求。①原料氣進(jìn)入甲醇反應(yīng)器前必須把主要組分配成一定比例，并清除對(duì)催化劑有害的物質(zhì)；上一頁(yè)下一頁(yè)返回任務(wù)２甲醇合成的工藝流程①聯(lián)醇生產(chǎn)串聯(lián)在合成氨工藝中，所任務(wù)２甲醇合成的工藝流程②合成催化劑在２００℃以上開(kāi)始反應(yīng)，為使整個(gè)催化劑床層均勻達(dá)到活化溫度，入塔氣體必須經(jīng)過(guò)預(yù)熱。同時(shí)為了防止碳鋼設(shè)備在高溫下產(chǎn)生氫腐蝕，出塔氣體必須經(jīng)過(guò)冷卻；③經(jīng)合成反應(yīng)生成的甲醇與未反應(yīng)的Ｈ２、Ｎ２、ＣＯ、ＣＯ２等氣體必須得到及時(shí)的分離，降低反應(yīng)生成物的溫度，這樣有利于提高合成反應(yīng)的速度。（２）聯(lián)醇生產(chǎn)的特殊要求。①聯(lián)醇工藝與合成氨生產(chǎn)串聯(lián)，但為了提高催化劑的利用效率，經(jīng)合成分離后的一部分氣體可去銅洗進(jìn)行精制，除去殘存的ＣＯ、ＣＯ２后作為合成氨的原料氣體使用，而另一部分氣體則用循環(huán)機(jī)進(jìn)行循環(huán)，繼續(xù)合成甲醇。上一頁(yè)下一頁(yè)返回任務(wù)２甲醇合成的工藝流程②合成催化劑在２００℃以上開(kāi)始反任務(wù)２甲醇合成的工藝流程②由于聯(lián)醇工藝與合成氨生產(chǎn)串聯(lián)，因此生產(chǎn)能力是以合成氨產(chǎn)量與甲醇產(chǎn)量之和，即所謂“總氨”產(chǎn)量來(lái)表示。在“總氨”生產(chǎn)能力不變的情況下，甲醇生產(chǎn)能力用醇氨比（甲醇產(chǎn)量／總氨產(chǎn)量）來(lái)表示，醇氨比可以在一定范圍內(nèi)調(diào)整。調(diào)整的方法一般是改變?cè)蠚庵校龋玻茫系谋壤?，精確地說(shuō)是調(diào)整ｆ＝（Ｈ２－ＣＯ２）／（ＣＯ＋ＣＯ２）。③聯(lián)醇生產(chǎn)作為合成氨流程中一個(gè)環(huán)節(jié)，甲醇生產(chǎn)會(huì)影響合成氨及整個(gè)系統(tǒng)的生產(chǎn)，如催化劑活性的衰退，甲醇反應(yīng)器的開(kāi)停及操作條件變化等原因，都會(huì)造成銅洗氣中ＣＯ、ＣＯ２的含量變化，使銅性負(fù)荷產(chǎn)生波動(dòng)，甚至影響氨合成塔的正常生產(chǎn)；甲醇反應(yīng)器后的氣液分離情況，會(huì)影響銅液組成；在甲醇生產(chǎn)不正?；蚴鹿薁顟B(tài)下，要維持合成氨的生產(chǎn)等。上一頁(yè)下一頁(yè)返回任務(wù)２甲醇合成的工藝流程②由于聯(lián)醇工藝與合成氨生產(chǎn)串聯(lián)，任務(wù)２甲醇合成的工藝流程（３）聯(lián)醇生產(chǎn)的工藝流程。聯(lián)醇生產(chǎn)形式較多，一般采用圖２.４.６所示的工藝流程。由變換送來(lái)經(jīng)過(guò)凈化的變換氣，其中含有體積分?jǐn)?shù)約為２８％的ＣＯ２，為了減少氫氣的消耗與提高粗甲醇的質(zhì)量，變換氣經(jīng)壓縮機(jī)加壓到２ＭＰａ進(jìn)入水洗塔，用水吸收ＣＯ２，使ＣＯ２降低到１.５％～３.０％。然后回壓縮機(jī)進(jìn)一步加壓到１３ＭＰａ左右，經(jīng)水冷器和油分離器除去其中的水和油后，與甲醇循環(huán)機(jī)出口的循環(huán)氣混合，進(jìn)循環(huán)機(jī)濾油器進(jìn)一步分離油水后，進(jìn)入活性炭過(guò)濾器，除去氣體中夾帶的少量潤(rùn)滑油、鐵銹及其他雜質(zhì)，出來(lái)的是比較純凈的甲醇合成原料氣，經(jīng)甲醇合成塔之主、副線進(jìn)入甲醇合成塔。上一頁(yè)返回任務(wù)２甲醇合成的工藝流程（３）聯(lián)醇生產(chǎn)的工藝流程。上一頁(yè)返甲醇合成的生產(chǎn)工藝流程及主要設(shè)備課件甲醇合成的生產(chǎn)工藝流程及主要設(shè)備課件任務(wù)３甲醇合成的主要設(shè)備一、甲醇合成塔１.工藝對(duì)合成塔的要求①?gòu)暮铣杉状挤磻?yīng)原理可知：甲醇合成是放熱反應(yīng)，在合成塔結(jié)構(gòu)上必須考慮到，要將反應(yīng)過(guò)程中放出的熱量不斷移出。否則，隨著反應(yīng)進(jìn)行催化劑溫度逐漸升高，偏離理想的反應(yīng)溫度，嚴(yán)重時(shí)將燒毀催化劑。因此，合成塔應(yīng)該能有效地移去反應(yīng)熱，合理地控制催化劑層的溫度分布，使其接近最適宜的溫度分布曲線，提高甲醇合成率和催化劑的使用壽命。②甲醇合成是在有催化劑的情況下進(jìn)行的，合成塔的生產(chǎn)能力與催化劑的充填量有關(guān)。因此，要充分利用合成塔的容積，盡可能多裝催化劑，以提高生產(chǎn)能力。下一頁(yè)返回任務(wù)３甲醇合成的主要設(shè)備一、甲醇合成塔下一頁(yè)返回任務(wù)３甲醇合成的主要設(shè)備③反應(yīng)器內(nèi)件結(jié)構(gòu)合理，能保證氣體均勻地通過(guò)催化劑層，減少流體阻力，增加氣體的處理量，從而提高甲醇的產(chǎn)量。２.甲醇合成塔的分類(lèi)甲醇合成塔的類(lèi)型很多，可按不同的分類(lèi)方法進(jìn)行分類(lèi)。（１）按冷卻介質(zhì)種類(lèi)分類(lèi)。按此方式可分為自熱式甲醇合成塔和外冷式甲醇合成塔。（２）按操作方式分類(lèi)。按此方式可分為連續(xù)換熱式和多段換熱式兩大類(lèi)。①連續(xù)換熱式合成塔。上一頁(yè)下一頁(yè)返回任務(wù)３甲醇合成的主要設(shè)備③反應(yīng)器內(nèi)件結(jié)構(gòu)合理，能保證氣體任務(wù)３甲醇合成的主要設(shè)備②多段換熱式合成塔。（３）按反應(yīng)氣流動(dòng)方式分類(lèi)。按此方式可分為軸向式、徑向式和軸徑向式。３.甲醇合成塔的基本結(jié)構(gòu)甲醇合成塔主要由外筒和內(nèi)件構(gòu)成。１）催化劑筐甲醇合成塔內(nèi)件的核心是催化劑筐，它的設(shè)計(jì)情況直接影響合成塔的產(chǎn)量和消耗定額，它的型式與結(jié)構(gòu)首先是盡可能實(shí)現(xiàn)催化劑床層以最佳溫度分布。（１）連續(xù)換熱式催化劑筐。上一頁(yè)下一頁(yè)返回任務(wù)３甲醇合成的主要設(shè)備②多段換熱式合成塔。上一頁(yè)下一頁(yè)任務(wù)３甲醇合成的主要設(shè)備①自熱式。在自熱式甲醇合成催化劑管中，根據(jù)不同的冷管結(jié)構(gòu)，主要可分為單管逆流式、雙套管并流式、三套管并流式、單管并流式以及Ｕ形管式。其結(jié)構(gòu)及軸向溫度分布示意圖分別見(jiàn)圖２.４.７、圖２.４.８、圖２.４.９、圖２.４.１０。在冷卻段中，催化劑床層的實(shí)際溫度分布由單位體積催化劑床層中反應(yīng)放熱量和單位體積催化劑床層中冷管排熱量之間的相對(duì)大小決定。冷管排熱量的大小與冷管的傳熱面積和傳熱系數(shù)有關(guān)，也與催化劑床層和冷管中冷氣體之間的溫度有關(guān)，而溫差既隨著床層高度變化，也與冷管的結(jié)構(gòu)有關(guān)。因此，不同的冷管結(jié)構(gòu)會(huì)有不同的溫度分布而影響到催化劑床層的生產(chǎn)強(qiáng)度。上一頁(yè)下一頁(yè)返回任務(wù)３甲醇合成的主要設(shè)備①自熱式。在自熱式甲醇合成催化劑任務(wù)３甲醇合成的主要設(shè)備②單管外冷式。單管外冷式結(jié)構(gòu)及催化劑床層溫度分布見(jiàn)圖２.４.１２所示。由圖可知，單管外冷式催化劑床層中也只有冷卻段，而且是催化劑裝填在管內(nèi)，冷卻介質(zhì)走管外，所以冷卻介質(zhì)通過(guò)管壁與管內(nèi)的催化劑床層換熱。這種合成塔結(jié)構(gòu)即為Ｌｕｒｇｉ式甲醇合成塔結(jié)構(gòu)，廣泛應(yīng)用于中低壓法甲醇生產(chǎn)中。（２）多段換熱式催化劑筐。①多段間接換熱式。圖２.４.１３表示三段間接換熱式甲醇合成催化劑筐及其操作狀況。圖２.４.１３中ＡＢ是第一段絕熱操作過(guò)程中甲醇轉(zhuǎn)化率與溫度的關(guān)系，叫做絕熱操作線，ＣＤ及ＥＦ分別是第二段及第三段的絕熱操作線。上一頁(yè)下一頁(yè)返回任務(wù)３甲醇合成的主要設(shè)備②單管外冷式。單管外冷式結(jié)構(gòu)及催任務(wù)３甲醇合成的主要設(shè)備在間接換熱過(guò)程中只有溫度變化，而無(wú)混合氣體的組成變化，因此冷卻線ＢＣ及ＤＥ與溫度軸平行。ＦＧ是離開(kāi)第三段催化劑床層的熱氣體在床外換熱器中加熱進(jìn)入系統(tǒng)原料氣的過(guò)程。冷原料氣依次經(jīng)過(guò)三段換熱后，達(dá)到催化劑的活性反應(yīng)溫度，進(jìn)入催化劑床層開(kāi)始甲醇合成反應(yīng)。②多段冷激式。圖２.４.１４表示三段原料氣冷激式催化劑筐及其操作狀況。圖２.４.１４中ＡＢ、ＣＤ、ＥＦ分別是第一段、第二段及第三段的絕熱操作線。由于冷激過(guò)程中反應(yīng)后的氣體與新鮮氣混合，則氣體組成發(fā)生了變化，因此段間冷卻線ＢＣ及ＤＥ與溫度軸不平行。上一頁(yè)下一頁(yè)返回任務(wù)３甲醇合成的主要設(shè)備在間接換熱過(guò)程中只有溫度變化，而無(wú)任務(wù)３甲醇合成的主要設(shè)備（３）徑向催化劑筐。徑向催化劑筐如圖２.４.１５所示。流體沿中心管向下流動(dòng)，同時(shí)經(jīng)中心管壁上的小孔流入催化劑床層，在催化劑床層中由內(nèi)向外流動(dòng)，再經(jīng)催化劑床層外側(cè)器壁上的小孔流入外圍的環(huán)隙集合后流出反應(yīng)器。圖中起分流作用的中心管稱(chēng)為分流流道或分氣管，起合流作用的環(huán)隙稱(chēng)為合流流道。在徑向催化劑筐中，由于氣體通過(guò)多孔的分氣管作徑向流動(dòng)，氣體的流通截面積大，流速小，流程短，使催化劑床層壓力降顯著減小，從而節(jié)約動(dòng)力消耗，降低對(duì)循環(huán)壓縮機(jī)的要求。上一頁(yè)下一頁(yè)返回任務(wù)３甲醇合成的主要設(shè)備（３）徑向催化劑筐。上一頁(yè)下一頁(yè)返任務(wù)３甲醇合成的主要設(shè)備２）熱交換器在甲醇合成塔內(nèi)，ＣＯ、ＣＯ２及Ｈ２在催化劑的作用下進(jìn)行反應(yīng)生成甲醇。對(duì)于高壓法使用鋅鉻催化劑生產(chǎn)甲醇時(shí)，出催化劑床層的反應(yīng)氣體溫度約３８０℃，而進(jìn)合成塔的原料氣的溫度約３０℃，為了達(dá)到塔內(nèi)甲醇合成反應(yīng)的自身熱量平衡，合理安排冷熱交換，回收反應(yīng)熱，維持催化劑床層適宜溫度，需要設(shè)置熱交換器。一般熱交換器放在塔的下部。但對(duì)于大直徑的甲醇合成塔，為了裝卸催化劑方便和充分利用高壓空間，有把熱交熱器放在塔的上部或塔外的。下面簡(jiǎn)要介紹塔內(nèi)熱交換器的結(jié)構(gòu)形式。上一頁(yè)下一頁(yè)返回任務(wù)３甲醇合成的主要設(shè)備２）熱交換器上一頁(yè)下一頁(yè)返回任務(wù)３甲醇合成的主要設(shè)備在設(shè)計(jì)換熱器時(shí)，不僅要求傳熱效率高，熱損失少，流體阻力小，所占空間小，制造簡(jiǎn)單，清洗檢修方便，操作穩(wěn)定，結(jié)構(gòu)可靠、緊湊，而且換熱器的傳熱面積既要適應(yīng)正常生產(chǎn)的要求，還要滿足催化劑升溫還原和催化劑活性衰退至一定限度的需要。因此，換熱器的傳熱面積要有一定的富余量，以適應(yīng)因催化劑使用后期活性下降；必須提高原料氣進(jìn)催化劑床層溫度的要求，富余的換熱器傳熱面積應(yīng)使催化劑使用后期不開(kāi)電加熱器為宜。催化劑使用過(guò)程中，活性由高到低變化，另外，當(dāng)氣體流量、組成、壓力等變動(dòng)時(shí)，換熱器傳遞的熱量發(fā)生改變，而原料氣進(jìn)催化劑床層的溫度必須維持在一定的范圍內(nèi)。為控制催化劑床層的溫度，在換熱器的中心設(shè)置冷氣副線，該股氣體不經(jīng)過(guò)換熱器而直接進(jìn)入催化劑床層中的冷管，來(lái)控制和調(diào)節(jié)催化劑床層的溫度。上一頁(yè)下一頁(yè)返回任務(wù)３甲醇合成的主要設(shè)備在設(shè)計(jì)換熱器時(shí)，不僅要求傳熱效率高甲醇合成的生產(chǎn)工藝流程及主要設(shè)備課件甲醇合成的生產(chǎn)工藝流程及主要設(shè)備課件任務(wù)３甲醇合成的主要設(shè)備３）電加熱器甲醇合成塔內(nèi)安裝電加熱器的主要目的是用于催化劑的升溫還原，電加熱器所在的中心管是塔內(nèi)氣體必經(jīng)的通道。塔內(nèi)電加熱器設(shè)計(jì)的一般要求為：①電加熱器的功率應(yīng)滿足催化劑升溫還原過(guò)程中所需要的熱量，使催化劑得到充分的還原，從而充分發(fā)揮催化劑的活性；②氣流通過(guò)電加熱器時(shí)阻力應(yīng)??；③材料消耗少，節(jié)省貴重金屬；④使用壽命長(zhǎng)，電熱元件的局部溫度不得超過(guò)其允許值；⑤密封、絕緣性能可靠；上一頁(yè)下一頁(yè)返回任務(wù)３甲醇合成的主要設(shè)備３）電加熱器上一頁(yè)下一頁(yè)返回任務(wù)３甲醇合成的主要設(shè)備⑥結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，制造、安裝、使用、檢修方便。４.典型的甲醇合成塔甲醇合成塔的類(lèi)型很多，每一種合成塔都有其自身的特點(diǎn)和適用場(chǎng)合。傳統(tǒng)的高壓法甲醇合成或中壓聯(lián)醇生產(chǎn)中多用連續(xù)的三套管并流和單管并流式，中低壓法甲醇生產(chǎn)中，多用多層冷激式合成塔和管束式合成塔及二者的改進(jìn)型合成塔。無(wú)論在多大壓力下操作，為減少阻力而應(yīng)采用徑向合成塔或軸徑向復(fù)合式合成塔。下面對(duì)幾種代表性的甲醇合成塔及主要操作特性加以介紹。１）三套管并流式合成塔圖２.４.１６為三套管并流式甲醇合成塔的結(jié)構(gòu)。它主要由高壓外筒和合成塔內(nèi)件兩部分組成，而內(nèi)件由催化劑筐、熱交換器和電加熱器等組成。上一頁(yè)下一頁(yè)返回任務(wù)３甲醇合成的主要設(shè)備⑥結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，制造、安裝、使用、檢任務(wù)３甲醇合成的主要設(shè)備（１）高壓外筒。高壓外筒是一個(gè)鍛造的或由多層鋼板卷焊而成的圓筒容器，容器上部的頂蓋用高壓螺栓與筒體連接，在頂蓋上設(shè)有電加熱器和溫度計(jì)套管插入孔，筒體下部設(shè)有反應(yīng)氣體出口及副線氣體進(jìn)口。（２）內(nèi)件。合成塔的內(nèi)件由不銹鋼制成。內(nèi)件的上部為催化劑筐，中間為分氣盒，下部為熱交換器。催化劑筐的外面包有玻璃纖維（或石棉）保溫層，以防止催化劑筐大量散熱。由于大量散熱，不僅靠近外壁的催化劑溫度容易下降，給操作帶來(lái)困難，更主要的是使外筒內(nèi)壁受熱的輻射而溫度升高，加劇了氫氣對(duì)外筒內(nèi)壁的腐蝕，進(jìn)而使外筒承受了巨大的熱應(yīng)力，這是很不安全的。上一頁(yè)下一頁(yè)返回任務(wù)３甲醇合成的主要設(shè)備（１）高壓外筒。上一頁(yè)下一頁(yè)返回任務(wù)３甲醇合成的主要設(shè)備熱交換器與催化劑筐下部相連接。熱交換器的外壁也需要保溫。熱交換器的中央有一根冷氣管，從副線來(lái)的氣體經(jīng)過(guò)此管，不經(jīng)熱交換器而直接進(jìn)入分氣盒，進(jìn)而被分配到各冷管中，用來(lái)調(diào)節(jié)催化劑床層的溫度。催化劑筐中心管中的電加熱器由鎳鉻合金制成的電熱絲和瓷絕緣子等組成。電加熱器的電源可以是單相的，也可以是三相的。當(dāng)開(kāi)車(chē)升溫、催化劑還原和操作不正常時(shí)，可以用電加熱器來(lái)調(diào)節(jié)進(jìn)催化劑床層氣體的溫度。此外，在塔外設(shè)有電壓調(diào)節(jié)器，可根據(jù)操作情況來(lái)調(diào)節(jié)電加熱器的電壓，從而改變電加熱器的加熱能力。合成塔內(nèi)氣體流程如下：主線氣體從塔頂進(jìn)塔，沿外筒與內(nèi)件的環(huán)隙順流而下，這樣流動(dòng)可以避免外筒內(nèi)壁溫度升高，從而減弱了對(duì)外筒內(nèi)壁的脫碳作用，也防止塔壁承受巨大的熱應(yīng)力。然后氣體由塔下部進(jìn)入熱交換器管間，與管內(nèi)反應(yīng)后的高溫氣體進(jìn)行換熱。上一頁(yè)下一頁(yè)返回任務(wù)３甲醇合成的主要設(shè)備熱交換器與催化劑筐下部相連接。熱交任務(wù)３甲醇合成的主要設(shè)備進(jìn)塔氣體流程可示意如下：（３）三套管并流式合成塔的優(yōu)缺點(diǎn)。優(yōu)點(diǎn)如下：①三套管并流式合成塔的催化劑床層溫度較接近理想溫度曲線，能充分發(fā)揮催化劑的作用，提高催化劑的生產(chǎn)強(qiáng)度；②適應(yīng)性強(qiáng)，操作穩(wěn)定可靠；③催化劑裝卸容易，較適應(yīng)甲醇生產(chǎn)中催化劑更換頻繁的特點(diǎn)。上一頁(yè)下一頁(yè)返回任務(wù)３甲醇合成的主要設(shè)備進(jìn)塔氣體流程可示意如下：上一頁(yè)下一任務(wù)３甲醇合成的主要設(shè)備２）單管并流合成塔單管并流合成塔如圖２.４.１７所示。該塔的冷管換熱原理與三套管并流式合成塔相同，內(nèi)件結(jié)構(gòu)也基本相似，唯一不同的是冷管的結(jié)構(gòu)。即將三套管之內(nèi)冷管輸送氣體的任務(wù)，由幾根輸氣總管代替，這樣，冷氣管的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)化，既節(jié)省了材料，又可以多裝填一些催化劑。單管并流冷管的結(jié)構(gòu)有兩種型式，一種是取消了分氣盒，從熱交換器出來(lái)的氣體，直接由輸氣總管引到催化劑床層的上部，然后氣體被分配到各冷管內(nèi)，由上而下通過(guò)催化劑床層，再進(jìn)入中心管。另一種是仍然采用分氣盒，如圖２.４.１７所示的冷管結(jié)構(gòu)，從熱交換器出來(lái)的氣體，進(jìn)入分氣盒的下室，經(jīng)輸氣總管送到催化劑床層上部的環(huán)形分布管內(nèi)，由于輸氣總管根數(shù)少，傳熱面積不大，因此氣體升溫并不顯著。上一頁(yè)下一頁(yè)返回任務(wù)３甲醇合成的主要設(shè)備２）單管并流合成塔上一頁(yè)下一頁(yè)返回任務(wù)３甲醇合成的主要設(shè)備然后，氣體由環(huán)形分布管分配到許多根冷管內(nèi)，由上而下經(jīng)過(guò)催化劑床層，吸收了催化劑床層內(nèi)的反應(yīng)熱，而后進(jìn)入分氣盒上室，再進(jìn)入中心管。采用單管并流冷管，在結(jié)構(gòu)上必須注意以下兩個(gè)問(wèn)題：①單管并流冷管的輸氣管和冷管的端部都連接在環(huán)管上，而輸氣管與冷管通過(guò)的氣量和傳熱情況都不相同，前者的溫度低，后者的溫度要高得多，必須考慮熱膨脹的問(wèn)題，否則，當(dāng)受熱后，冷管與環(huán)管的連接部位會(huì)因熱應(yīng)力而斷裂，使合成塔操作惡化甚至無(wú)法生產(chǎn)。如圖２.４.１７中，冷管上部的彎曲部分就是為考慮熱膨脹而設(shè)置的。②隨著催化劑床層溫度的變化，環(huán)形分布管的位置會(huì)發(fā)生上下位移，特別是停車(chē)降溫時(shí)，位移最大。上一頁(yè)下一頁(yè)返回任務(wù)３甲醇合成的主要設(shè)備然后，氣體由環(huán)形分布管分配到許多根任務(wù)３甲醇合成的主要設(shè)備３）均溫型甲醇合成塔均溫型甲醇合成塔如圖２.４.１８所示。該塔內(nèi)氣體流向是：氣體由塔頂進(jìn)入，沿塔壁與內(nèi)件之間的環(huán)隙向下進(jìn)入熱交換器管間與反應(yīng)氣體換熱后進(jìn)入中心管，從中心管出來(lái)的氣體經(jīng)上部集氣室后，通過(guò)引氣管到上環(huán)管，再分配到各下行冷管，然后再經(jīng)上行冷管進(jìn)入催化劑床層，反應(yīng)后的氣體從催化劑床層底部進(jìn)入熱交換器管內(nèi)經(jīng)換熱后從底部出塔。均溫型甲醇合成塔有如下特點(diǎn)：①軸向、徑向溫差小。在實(shí)際操作中，同平面溫差保持２℃～３℃，軸向溫差也只有１０℃左右。②當(dāng)催化劑還原時(shí)，冷氣先經(jīng)過(guò)中心管電加熱器后再到冷管，結(jié)果冷管內(nèi)氣體對(duì)催化劑床層起到加熱作用，所以還原時(shí)容易提高催化劑床層底部溫度，縮小還原時(shí)軸向溫差，實(shí)施等溫還原，從而提高催化劑的活性。上一頁(yè)下一頁(yè)返回任務(wù)３甲醇合成的主要設(shè)備３）均溫型甲醇合成塔上一頁(yè)下一頁(yè)返任務(wù)３甲醇合成的主要設(shè)備③在均溫型合成塔中不采用中心管和冷管直接焊接，而是采用兩者均能自由伸縮的填料盒與催化劑筐蓋板配合，中心管的氣體從上部集氣室通過(guò)引氣管到上環(huán)管，再分配到各下行冷管，填料盒中采用耐高溫、潤(rùn)滑性能好的新型密封材料膨脹石墨，使中心管、冷管受熱后自由伸縮，不致拉裂焊縫。４）Ｌｕｒｇｉ管殼型甲醇合成塔Ｌｕｒｇｉ管殼型甲醇合成塔是聯(lián)邦德國(guó)Ｌｕｒｇｉ公司研制設(shè)計(jì)的一種管束型副產(chǎn)蒸汽合成塔，操作壓力為５ＭＰａ，溫度為２５０℃，合成塔如圖２.４.１９所示。上一頁(yè)下一頁(yè)返回任務(wù)３甲醇合成的主要設(shè)備③在均溫型合成塔中不采用中心管和任務(wù)３甲醇合成的主要設(shè)備該類(lèi)反應(yīng)器的優(yōu)點(diǎn)如下：①合成塔溫度幾乎是恒定的。②能靈活有效地控制反應(yīng)溫度。③出口甲醇含量高。④熱能利用好。⑤設(shè)備緊湊，開(kāi)工方便，開(kāi)車(chē)時(shí)可用殼程蒸汽加熱，而不需另將電加熱器開(kāi)工。⑥阻力小，催化劑床層中的壓差為０.３～０.４ＭＰａ上一頁(yè)下一頁(yè)返回任務(wù)３甲醇合成的主要設(shè)備該類(lèi)反應(yīng)器的優(yōu)點(diǎn)如下：上一頁(yè)下一頁(yè)任務(wù)３甲醇合成的主要設(shè)備５）Ｕ形管合成塔Ｕ形管合成塔如圖２.４.２０所示，氣體由熱交換器出口經(jīng)中心管，然后流入Ｕ形冷管。出冷管的氣體由上向下經(jīng)過(guò)催化劑床層，再經(jīng)換熱器，然后離開(kāi)甲醇合成塔。Ｕ形管合成塔是冷管換熱軸向合成塔中一種新穎的塔型。該塔具有以下幾個(gè)優(yōu)點(diǎn)：①Ｕ形冷管分為下行并流與上行逆流兩部分。冷氣在Ｕ形管內(nèi)自上而下流動(dòng)，與催化劑床層內(nèi)氣體并流換熱，滿足了上部取出大量反應(yīng)熱的需要；然后氣體又在Ｕ形管內(nèi)由下向上與催化劑床層內(nèi)的氣體逆流換熱，同時(shí)更有效地提高氣體進(jìn)催化劑床層的溫度。上一頁(yè)下一頁(yè)返回任務(wù)３甲醇合成的主要設(shè)備５）Ｕ形管合成塔上一頁(yè)下一頁(yè)返回任務(wù)３甲醇合成的主要設(shè)備②由于氣體進(jìn)催化劑床層的溫度較高，可以迅速加快反應(yīng)速度，所以，取消了一般塔長(zhǎng)期習(xí)慣用的絕熱層。③Ｕ形冷管固定在中心管上，取消了上、下分氣盒，簡(jiǎn)化了結(jié)構(gòu)，且較好地解決了各構(gòu)件的熱脹冷縮問(wèn)題，從而，既增加了內(nèi)件的可靠性，又改善了操作條件。④催化劑升溫還原時(shí)，氣體首先經(jīng)過(guò)中心管內(nèi)電加熱器預(yù)熱，再進(jìn)入冷管，這樣有利于提高下段催化劑床層溫度，使催化劑活性提高。但Ｕ形管合成塔也存在一些不足之處：上一頁(yè)下一頁(yè)返回任務(wù)３甲醇合成的主要設(shè)備②由于氣體進(jìn)催化劑床層的溫度較高任務(wù)３甲醇合成的主要設(shè)備①Ｕ形管內(nèi)件催化劑床層高溫區(qū)域較寬，雖可以提高催化劑的生產(chǎn)強(qiáng)度，但催化劑容易衰老，使用壽命較短；②Ｕ形管內(nèi)氣體溫度是逐漸上升的，其兩側(cè)的上升管和下降管在同一平面上與催化劑床層的溫差是不同的，使同平面催化劑床層的溫差較大；③Ｕ形冷管的自由截面較小，管內(nèi)氣速較大，所以管內(nèi)流體阻力較大；④Ｕ形冷管結(jié)構(gòu)需采用較大的冷管面積，減少了催化劑的裝填量。６）管殼－冷管復(fù)合型反應(yīng)器日本的三菱重工ＭＨＩ（ＭｉｔｓｕｂｉｓｈｉＨｅａｒｙＩｎｄｕｓｔｒｉｅｓ）和三菱瓦斯ＭＧＣ（ＭｉｔｓｕｂｉｓｈｉＧａｓｃｈｅｍｉｃａｌｃｏｍｐａｎｙ）兩公司聯(lián)合開(kāi)發(fā)了超大型反應(yīng)器，該反應(yīng)器是Ｌｕｒｇｉ反應(yīng)器的改進(jìn)型，其結(jié)構(gòu)如圖２.４.２１所示。上一頁(yè)下一頁(yè)返回任務(wù)３甲醇合成的主要設(shè)備①Ｕ形管內(nèi)件催化劑床層高溫區(qū)域較任務(wù)３甲醇合成的主要設(shè)備該反應(yīng)器的特點(diǎn)如下：①單程轉(zhuǎn)化率高，循環(huán)氣量小，反應(yīng)管內(nèi)溫度分布操作線接近最佳溫度線。②流程簡(jiǎn)捷。在反應(yīng)器中預(yù)熱入塔原料氣，在流程中可省去原料氣預(yù)熱器。③熱能回收好。每噸甲醇可副產(chǎn)１ｔ不小于４ＭＰａ壓力的蒸汽。該反應(yīng)器不足之處是流體阻力較大。管殼－冷管復(fù)合型反應(yīng)器和管殼型反應(yīng)器的主要技術(shù)指標(biāo)比較結(jié)果見(jiàn)表２.４.５。上一頁(yè)下一頁(yè)返回任務(wù)３甲醇合成的主要設(shè)備該反應(yīng)器的特點(diǎn)如下：上一頁(yè)下一頁(yè)返任務(wù)３甲醇合成的主要設(shè)備７）ＩＣＩ冷激型合成塔ＩＣＩ冷激型合成塔是英國(guó)ＩＣＩ公司在１９６６年研制成功的甲醇合成塔。它首次采用了低壓法甲醇合成，合成壓力為５ＭＰａ，這是甲醇合成工藝上的一次重大變革。ＩＣＩ冷激型合成塔分為四層，且層間無(wú)空隙，該塔由塔體、催化劑床層、氣體噴頭、菱形分布器等組成。其結(jié)構(gòu)如圖２.４.２２所示，其床層溫度分布如圖.４.２３所示。該塔具有如下特點(diǎn)：①結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，制造容易，安裝方便；②塔內(nèi)不設(shè)置電加熱器和換熱器，可充分利用高壓空間；上一頁(yè)下一頁(yè)返回任務(wù)３甲醇合成的主要設(shè)備７）ＩＣＩ冷激型合成塔上一頁(yè)下一頁(yè)任務(wù)３甲醇合成的主要設(shè)備③塔內(nèi)阻力??；④催化劑裝卸方便。８）三菱瓦斯四段冷激式合成塔日本三菱瓦斯株式會(huì)社（英文簡(jiǎn)寫(xiě)ＭＧＣ）的四段冷激型甲醇合成塔是層間有空隙的合成塔，如圖２.４.２４所示，塔外設(shè)開(kāi)工加熱爐和熱交換器。９）ＭＲＦ多段徑向甲醇合成塔多段徑向流動(dòng)反應(yīng)器的結(jié)構(gòu)及操作線如圖２.４.２５所示。ＭＲＦ反應(yīng)器的特點(diǎn)如下：①氣體徑向流動(dòng)，流道短，空速小，所以催化劑床層壓降小，僅為軸向合成塔的１／１０；上一頁(yè)下一頁(yè)返回任務(wù)３甲醇合成的主要設(shè)備③塔內(nèi)阻力?。簧弦豁?yè)下一頁(yè)返回任務(wù)３甲醇合成的主要設(shè)備②氣體垂直流過(guò)管束，床層與冷管之間的傳熱速率很高，及時(shí)有效地移出了反應(yīng)熱，確保催化劑床層溫度穩(wěn)定，延長(zhǎng)了催化劑的使用壽命；③反應(yīng)溫度幾乎接近最佳溫度曲線，甲醇空時(shí)產(chǎn)率高，合成塔出口的粗甲醇濃度高于８.５％；④由于低壓降和低氣體循環(huán)速度，所以合成系統(tǒng)的能耗較低；⑤從結(jié)構(gòu)方面考慮，可以設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力較大的反應(yīng)器，ＭＲＦ反應(yīng)器的生產(chǎn)規(guī)模可達(dá)５０００ｔ／ｄ。１０）Ｃａｓａｌｅ軸徑向流動(dòng)甲醇合成塔ＤａｖｇＭｃｈｅｅ公司開(kāi)發(fā)了日產(chǎn)２５００ｔ以上的軸徑向復(fù)合型甲醇合成塔。該塔床層氣流軸徑向混合流動(dòng)情況如圖２.４.２６所示。相應(yīng)的甲醇合成流程如圖２.４.２７所示。上一頁(yè)下一頁(yè)返回任務(wù)３甲醇合成的主要設(shè)備②氣體垂直流過(guò)管束，床層與冷管之任務(wù)３甲醇合成的主要設(shè)備二、水冷凝器水冷凝器的作用是用水迅速冷卻合成塔出口的高溫氣體，使氣體中甲醇和水蒸氣冷凝成液體，同時(shí)未反應(yīng)的不凝性氣體溫度也得到了降低。冷凝量的多少，與氣體冷卻后的壓力和溫度有關(guān)。在低壓法合成甲醇中，冷卻后氣體中的甲醇含量為０.６％左右，高壓法時(shí)可小于０.１％。１.噴淋式水冷凝器如圖２.４.２８所示，這種水冷凝器是將蛇管成排地固定在支架上，蛇管的排數(shù)根據(jù)所需傳熱面積的多少而定。氣體在管內(nèi)流動(dòng)，自最下管進(jìn)入，由最上管流出。冷卻水由蛇管上方的噴淋裝置均勻地噴灑在各排蛇管上，并沿著管外表面淋下。冷卻水在各管表面上流過(guò)時(shí)，使管內(nèi)氣體得到冷卻。上一頁(yè)下一頁(yè)返回任務(wù)３甲醇合成的主要設(shè)備二、水冷凝器上一頁(yè)下一頁(yè)返回任務(wù)３甲醇合成的主要設(shè)備這種水冷凝器的特點(diǎn)是：①結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，特別是檢修和清洗比較方便，對(duì)水質(zhì)的要求也不高；②這種水冷凝器通常置于室外通風(fēng)處，冷卻水在空氣中汽化時(shí)，可以帶走部分熱量，提高了冷卻效果，減少了冷卻水用量。但是，這種水冷凝器也有不足之處：①?lài)娏懿灰拙鶆颍虎诶鋮s效果受環(huán)境條件如氣溫、氣壓影響較大；③因有水分蒸發(fā)，導(dǎo)致廠房附近長(zhǎng)年蒸汽迷漫，惡化操作環(huán)境，對(duì)設(shè)備和管道有腐蝕作用；④廢熱無(wú)法利用。上一頁(yè)下一頁(yè)返回任務(wù)３甲醇合成的主要設(shè)備這種水冷凝器的特點(diǎn)是：上一頁(yè)下一頁(yè)任務(wù)３甲醇合成的主要設(shè)備２.套管式水冷凝器如圖２.４.２９所示，套管換熱器是由兩種直徑不同的直管套在一起組成同心套管，然后將若干段這樣的套管連接而成。每一段套管稱(chēng)為一程，程數(shù)可根據(jù)所需傳熱面積的多少而增減。內(nèi)管為高壓管，外管為低壓管。該水冷凝器的優(yōu)點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，能耐高壓，傳熱面積可根據(jù)需要增減。但該水冷凝器也存在一些不足之處：①管子接頭多，易發(fā)生泄漏；②占地面積大，單位傳熱面積的金屬耗用量大；③檢修清洗不方便，給生產(chǎn)帶來(lái)麻煩；上一頁(yè)下一頁(yè)返回任務(wù)３甲醇合成的主要設(shè)備２.套管式水冷凝器上一頁(yè)下一頁(yè)返回任務(wù)３甲醇合成的主要設(shè)備④高壓管長(zhǎng)期浸在水中，且有一定的溫度，易被水中的氧氣腐蝕，因此在高壓管的外壁應(yīng)采取防腐措施。如圖２.４.３０所示，列管式水冷凝器主要由殼體、管束、管板（對(duì)稱(chēng)花板）和頂蓋（對(duì)稱(chēng)封頭）等部件組成。管束安裝在殼體內(nèi)，兩端固定在管板上，管板分別焊在外殼的兩端，并在其上連接有兩蓋。頂蓋和殼體上裝有流體進(jìn)、出口接管。為了提高殼程流體的速度，往往在殼體內(nèi)安裝有一定數(shù)目與管束相垂直的折流擋板（簡(jiǎn)稱(chēng)擋板）。三、甲醇分離器甲醇分離器的作用是將經(jīng)過(guò)水冷凝器冷凝下來(lái)的液體甲醇進(jìn)行氣液分離，被分離的液體甲醇，從分離器底部減壓后送粗甲醇貯槽。常用的甲醇分離器結(jié)構(gòu)如圖２.４.３１所示。上一頁(yè)下一頁(yè)返回任務(wù)３甲醇合成的主要設(shè)備④高壓管長(zhǎng)期浸在水中，且有一定的任務(wù)３甲醇合成的主要設(shè)備四、濾油器濾油器的作用就是除去新鮮合成氣體和循環(huán)氣中所夾帶的油分、水分及其他雜質(zhì)，以免帶入合成塔使催化劑中毒。如果甲醇生產(chǎn)中所使用的往復(fù)式循環(huán)機(jī)采用無(wú)油潤(rùn)滑的技術(shù)，或使用透平循環(huán)機(jī)等，則可以取消濾油器。濾油設(shè)備很多，下面介紹一種活性炭過(guò)濾器，其結(jié)構(gòu)如圖２.４.３２所示。氣體由上部進(jìn)入活性炭過(guò)濾器后，沿外筒與內(nèi)筒間的環(huán)隙螺旋板旋轉(zhuǎn)而下，穿過(guò)內(nèi)筒下部的圓孔進(jìn)入內(nèi)筒，折流而上，此時(shí)由于氣體螺旋運(yùn)動(dòng)的離心作用以及氣體流速的降低，油水等雜質(zhì)得到了分離。當(dāng)向上的氣體經(jīng)過(guò)鋼環(huán)、不銹鋼絲網(wǎng)時(shí)，氣體中的油水進(jìn)一步得到清除。上一頁(yè)下一頁(yè)返回任務(wù)３甲醇合成的主要設(shè)備四、濾油器上一頁(yè)下一頁(yè)返回任務(wù)３甲醇合成的主要設(shè)備活性炭過(guò)濾器的結(jié)構(gòu)選擇與設(shè)計(jì)應(yīng)符合如下要求：①殼體必須能承受一定的工作壓力；②應(yīng)有較高的機(jī)械分離能力；③活性炭吸附量是有限的，當(dāng)達(dá)到飽和時(shí)應(yīng)進(jìn)行再生和更換，因此要求易于拆裝；④流動(dòng)阻力應(yīng)小。五、循環(huán)壓縮機(jī)循環(huán)壓縮機(jī)的作用就是把未反應(yīng)的氫氣與一氧化碳等混合氣壓力提高，并送回甲醇合成塔。上一頁(yè)下一頁(yè)返回任務(wù)３甲醇合成的主要設(shè)備活性炭過(guò)濾器的結(jié)構(gòu)選擇與設(shè)計(jì)應(yīng)符合任務(wù)３甲醇合成的主要設(shè)備透平壓縮機(jī)與往復(fù)式壓縮機(jī)相比有許多優(yōu)點(diǎn)：①透平壓縮機(jī)體積小，占地也??；②透平壓縮機(jī)流量大，供氣均勻，調(diào)節(jié)方便；③透平壓縮機(jī)內(nèi)易損部件少，可連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)且安全可靠；④透平壓縮機(jī)因無(wú)潤(rùn)滑油污染氣體，有利于保護(hù)催化劑，并可以取消往復(fù)壓縮機(jī)所需要的油過(guò)濾器，簡(jiǎn)化了工藝流程。上一頁(yè)返回任務(wù)３甲醇合成的主要設(shè)備透平壓縮機(jī)與往復(fù)式壓縮機(jī)相比有許多圖２.４.１甲醇合成工藝流程圖返回圖２.４.１甲醇合成工藝流程圖返回圖２.４.２高壓法甲醇合成系統(tǒng)流程圖返回圖２.４.２高壓法甲醇合成系統(tǒng)流程圖返回表２.４.１ＩＣＩ低壓法甲醇工廠返回表２.４.１ＩＣＩ低壓法甲醇工廠返回表２.４.１ＩＣＩ低壓法甲醇工廠返回表２.４.１ＩＣＩ低壓法甲醇工廠返回圖２.４.３低壓法冷激式甲醇合成流程圖返回圖２.４.３低壓法冷激式甲醇合成流程圖返回表２.４.２ＩＣＩ低壓法與高壓法合成工段動(dòng)力消耗比較／（ｋＷ·ｈ·ｔ－１甲醇）返回表２.４.２ＩＣＩ低壓法與高壓法合成工段動(dòng)力消耗比較／（ｋ表２.４.３Ｌｕｒｇｉ低壓法甲醇工廠返回表２.４.３Ｌｕｒｇｉ低壓法甲醇工廠返回圖２.４.４Ｌｕｒｇｉ低壓法甲醇合成流程返回圖２.４.４Ｌｕｒｇｉ低壓法甲醇合成流程返回表２.４.４Ｉ.Ｃ.Ｉ法和Ｌｕｒｇｉ法制甲醇工藝技術(shù)指標(biāo)返回表２.４.４Ｉ.Ｃ.Ｉ法和Ｌｕｒｇｉ法制甲醇工藝技術(shù)指標(biāo)返甲醇合成的生產(chǎn)工藝流程及主要設(shè)備課件甲醇合成的生產(chǎn)工藝流程及主要設(shè)備課件圖２.４.５日本新工廠中壓法甲醇生產(chǎn)工藝流程圖返回圖２.４.５日本新工廠中壓法甲醇生產(chǎn)工藝流程圖返回圖２.４.６聯(lián)醇生產(chǎn)工藝流程圖返回圖２.４.６聯(lián)醇生產(chǎn)工藝流程圖返回圖２.４.７單管逆流式催化床及溫度分布示意圖返回圖２.４.７單管逆流式催化床及溫度分布示意圖返回圖２.４.８雙套管并流式催化床及溫度分布示意圖返回圖２.４.８雙套管并流式催化床及溫度分布示意圖返回圖２.４.９三套管并流式催化床及溫度分布示意圖返回圖２.４.９三套管并流式催化床及溫度分布示意圖返回圖２.４.１０單管并流式催化床及溫度分布示意圖返回圖２.４.１０單管并流式催化床及溫度分布示意圖返回圖２.４.１２單管外冷式催化床及溫度分布示意圖返回圖２.４.１２單管外冷式催化床及溫度分布示意圖返回圖２.４.１３三段間接換熱式甲醇合成催化劑筐及其操作狀況返回圖２.４.１３三段間接換熱式甲醇合成催化劑筐及其操作狀況返圖２.４.１４三段原料氣冷激式催化劑筐及其操作狀況返回圖２.４.１４三段原料氣冷激式催化劑筐及其操作狀況返回圖２.４.１５徑向流動(dòng)催化劑

筐示意圖返回圖２.４.１５徑向流動(dòng)催化劑

筐示意圖返回圖２.４.１６三套管并流式甲醇合成塔返回圖２.４.１６三套管并流式甲醇合成塔返回圖２.４.１７單管并流合成塔返回圖２.４.１７單管并流合成塔返回圖２.４.１８均溫型甲醇合成塔返回圖２.４.１８均溫型甲醇合成塔返回圖２.４.１９Ｌｕｒｇｉ式甲醇合成塔返回圖２.４.１９Ｌｕｒｇｉ式甲醇合成塔返回圖２.４.２０Ｕ形管合成塔返回圖２.４.２０Ｕ形管合成塔返回圖２.４.２１改進(jìn)的Ｌｕｒｇｉ式甲醇合成塔及其操作特性返回圖２.４.２１改進(jìn)的Ｌｕｒｇｉ式甲醇合成塔及其操作特性返回表２.４.５管殼－冷管復(fù)合型和管殼型反應(yīng)器的主要技術(shù)指標(biāo)返回表２.４.５管殼－冷管復(fù)合型和管殼型反應(yīng)器的主要技術(shù)指標(biāo)返圖２.４.２２Ｉ.Ｃ.Ｉ公司四段冷激式反應(yīng)器結(jié)構(gòu)返回圖２.４.２２Ｉ.Ｃ.Ｉ公司四段冷激式反應(yīng)器結(jié)構(gòu)返回圖２.４.２３四段冷激式反應(yīng)器床層溫度分布返回圖２.４.２３四段冷激式反應(yīng)器床層溫度分布返回圖２.４.２４ＭＧＣ合成塔示意圖返回圖２.４.２４ＭＧＣ合成塔示意圖返回圖２.４.２５ＭＲＦ反應(yīng)器及其操作線返回圖２.４.２５ＭＲＦ反應(yīng)器及其操作線返回圖２.４.２６Ｃａｓａｌｅ甲醇合成反應(yīng)器床層氣流軸向混合流動(dòng)情況示意圖返回圖２.４.２６Ｃａｓａｌｅ甲醇合成反應(yīng)器床層氣流軸向混合流圖２.４.２７Ｃａｓａｌｅ甲醇合成流程圖返回圖２.４.２７Ｃａｓａｌｅ甲醇合成流程圖返回圖２.４.２８噴淋式水冷凝器返回圖２.４.２８噴淋式水冷凝器返回圖２.４.２９套管式水冷凝器返回圖２.４.２９套管式水冷凝器返回圖２.４.３０列管式水冷凝器返回圖２.４.３０列管式水冷凝器返回圖２.４.３１甲醇分離器結(jié)構(gòu)返回圖２.４.３１甲醇分離器結(jié)構(gòu)返回圖２.４.３２活性炭過(guò)濾器結(jié)構(gòu)返回圖２.４.３２活性炭過(guò)濾器結(jié)構(gòu)返回謝謝觀賞謝謝觀賞教學(xué)項(xiàng)目４甲醇合成的生產(chǎn)工藝流程及主要設(shè)備1233任務(wù)1甲醇合成的工藝條件任務(wù)2甲醇合成的工藝流程任務(wù)3甲醇合成的主要設(shè)備返回教學(xué)項(xiàng)目４甲醇合成的生產(chǎn)工藝流程及主要設(shè)備1233任務(wù)1任務(wù)１甲醇合成的工藝條件一、反應(yīng)溫度在甲醇合成反應(yīng)過(guò)程中，溫度對(duì)反應(yīng)混合物的平衡和反應(yīng)速率都有很大影響。甲醇合成存在一個(gè)最適宜溫度，催化劑床層的溫度分布要盡可能接近最適宜溫度曲線。另一方面，反應(yīng)溫度與所選用的催化劑有關(guān)，不同的催化劑有不同的活性溫度。一般Ｚｎ－Ｃｒ催化劑的活性溫度為３２０℃～４００℃，銅基催化劑的活性溫度為２００℃～２９０℃。對(duì)每種催化劑在活性溫度范圍內(nèi)都有較適宜的操作溫度區(qū)間，如Ｚｎ－Ｃｒ催化劑為３７０℃～３８０℃，銅基催化劑為２５０℃～２７０℃。下一頁(yè)返回任務(wù)１甲醇合成的工藝條件一、反應(yīng)溫度下一頁(yè)返回任務(wù)１甲醇合成的工藝條件二、壓力壓力也是甲醇合成反應(yīng)過(guò)程的重要工藝條件之一。從熱力學(xué)分析，甲醇合成是體積縮小的反應(yīng)，因此增加壓力對(duì)平衡有利，可提高甲醇平衡產(chǎn)率。在高壓下，因氣體體積縮小了，則分子之間互相碰撞的機(jī)會(huì)和次數(shù)就會(huì)增多，甲醇合成反應(yīng)速率也就會(huì)因此加快。因而，無(wú)論對(duì)于反應(yīng)的平衡或速率，提高壓力總是對(duì)甲醇合成有利。但是，合成壓力不是單純由一個(gè)因素來(lái)決定的，它與選用的催化劑、溫度、空間速度、碳?xì)浔鹊纫蛩囟加嘘P(guān)系。而且，甲醇平衡濃度也不是隨壓力的增加而成比例的增加，當(dāng)壓力提高到一定程度也就不再往上增加。上一頁(yè)下一頁(yè)返回任務(wù)１甲醇合成的工藝條件二、壓力上一頁(yè)下一頁(yè)返回任務(wù)１甲醇合成的工藝條件三、氣體組成甲醇由一氧化碳、二氧化碳與氫氣反應(yīng)生成，反應(yīng)式如下：從反應(yīng)式可以看出，氫氣與一氧化碳合成甲醇的物質(zhì)的量比為２，與二氧化碳合成甲醇的物質(zhì)的量比為３，當(dāng)一氧化碳與二氧化碳都有時(shí)，對(duì)原料氣中氫碳比（ｆ或Ｍ值）有以下兩種表達(dá)方式：上一頁(yè)下一頁(yè)返回任務(wù)１甲醇合成的工藝條件三、氣體組成上一頁(yè)下一頁(yè)返回任務(wù)１甲醇合成的工藝條件生產(chǎn)中合理的氫碳比應(yīng)比化學(xué)計(jì)量比略高些，按化學(xué)計(jì)量比值，ｆ值或Ｍ值約為２，實(shí)際上控制得略高于２，即通常保持略高的氫含量。過(guò)量的氫對(duì)減少羰基鐵的生成與高級(jí)醇的生成，及延長(zhǎng)催化劑壽命起著有益的作用。此外，原料氣中含有一定量的ＣＯ２，可以減少反應(yīng)熱量的放出，利于床層溫度控制，同時(shí)還抑制二甲醚的生成?？刂蒲h(huán)氣中惰性氣體含量的主要方法是排放粗甲醇分離器后的氣體。排放氣量的計(jì)算公式如下：上一頁(yè)下一頁(yè)返回任務(wù)１甲醇合成的工藝條件生產(chǎn)中合理的氫碳比應(yīng)比化學(xué)計(jì)量比略任務(wù)１甲醇合成的工藝條件四、空速氣體與催化劑接觸時(shí)間的長(zhǎng)短，通常以空速來(lái)表示，即單位時(shí)間內(nèi)，每單位體積催化劑所通過(guò)的氣體量，其單位是ｍ３／（ｍ３催化劑·h-1），簡(jiǎn)寫(xiě)為ｈ－１。在甲醇生產(chǎn)中，氣體一次通過(guò)合成塔僅能得到３％～６％的甲醇，新鮮氣的甲醇合成率不高，因此，新鮮氣必須循環(huán)使用。此時(shí)，合成塔空速常由循環(huán)機(jī)動(dòng)力、合成系統(tǒng)阻力等因素來(lái)決定。如果采用較低的空速，反應(yīng)過(guò)程中氣體混合物的組成與平衡組成較接近，催化劑的生產(chǎn)強(qiáng)度較低，但是單位甲醇產(chǎn)品所需循環(huán)氣量較小，氣體循環(huán)的動(dòng)力消耗較少，預(yù)熱未反應(yīng)氣體到催化劑進(jìn)口溫度所需換熱面積較小，并且離開(kāi)反應(yīng)器氣體的溫度較高，其熱能利用價(jià)值較高。上一頁(yè)下一頁(yè)返回任務(wù)１甲醇合成的工藝條件四、空速上一頁(yè)下一頁(yè)返回任務(wù)１甲醇合成的工藝條件另外，空速增大到一定程度后，催化床溫度將不能維持。在甲醇合成生產(chǎn)中，空速一般控制在１００００～３００００ｈ－１之間。綜上所述，影響甲醇合成反應(yīng)過(guò)程的工藝條件有溫度、壓力、氣體組成、空速等因素，在具體情況下，針對(duì)一定的目標(biāo)，都可以找到該因素的最佳或較佳條件，然而這些因素間又是互相有聯(lián)系的。上一頁(yè)返回任務(wù)１甲醇合成的工藝條件另外，空速增大到一定程度后，催化床任務(wù)２甲醇合成的工藝流程一、甲醇合成流程概述甲醇合成工序的目的是將造氣至凈化工序制得的，主要含ＣＯ、ＣＯ２和Ｈ２的新鮮氣，在一定壓力、溫度下合成反應(yīng)生成粗甲醇。其化學(xué)反應(yīng)方程式如下：經(jīng)過(guò)一系列流程制得的新鮮氣在合成工序中如不能充分利用制取甲醇，則不論物料還是能量都是很大的損失，所以，甲醇合成是甲醇生產(chǎn)的關(guān)鍵工序，甲醇合成塔又是合成工序的關(guān)鍵設(shè)備。下一頁(yè)返回任務(wù)２甲醇合成的工藝流程一、甲醇合成流程概述下一頁(yè)返回任務(wù)２甲醇合成的工藝流程甲醇合成工藝流程有多種，其發(fā)展的過(guò)程與新催化劑的應(yīng)用，以及凈化技術(shù)的發(fā)展密不可分。最早的甲醇合成是應(yīng)用鋅鉻催化劑的高壓工藝流程。高壓法是在壓力為３０ＭＰａ、溫度為３６０℃～４００℃下操作的，此法的特點(diǎn)是技術(shù)成熟，但投資及生產(chǎn)成本較高。自從銅基催化劑的發(fā)現(xiàn)以及脫硫凈化技術(shù)解決后，出現(xiàn)了低壓工藝流程。低壓法的操作壓力為４～５ＭＰａ，溫度２００℃～３００℃，其代表性流程有ＩＣＩ低壓法和Ｌｕｒｇｉ低壓法。甲醇合成流程雖有多種，但是許多基本步驟是共同具備的。圖２.４.１是一個(gè)最基本的流程示意圖。新鮮氣由壓縮機(jī)壓縮到所需要的合成壓力與從循環(huán)機(jī)機(jī)來(lái)的循環(huán)氣混合后分為兩股，一股為主線進(jìn)入熱交換器，將混合氣預(yù)熱到催化劑活性溫度，進(jìn)入合成塔；另一股為副線不經(jīng)過(guò)熱交換器而是直接進(jìn)入合成塔以調(diào)節(jié)進(jìn)入催化層的溫度。上一頁(yè)下一頁(yè)返回任務(wù)２甲醇合成的工藝流程甲醇合成工藝流程有多種，其發(fā)展的過(guò)任務(wù)２甲醇合成的工藝流程由此可知，合成工序主要由兩部分組成，包括甲醇的合成與甲醇的分離，前者在合成塔中進(jìn)行，后者由一系列傳熱設(shè)備和氣液分離設(shè)備來(lái)完成。由于平衡和速率的限制，ＣＯ、ＣＯ２和Ｈ２的單程轉(zhuǎn)化率低，為了充分利用未反應(yīng)原料氣，較好的措施是分離出甲醇后把未反應(yīng)的氣體返回合成塔重新反應(yīng)，這就構(gòu)成了循環(huán)流程。新鮮氣補(bǔ)入的位置，不宜在合成塔的出口或甲醇分離之前，以免甲醇分壓降低，減少甲醇的收率，最有利的位置是在合成塔的進(jìn)口處。由以分析可知，圖２.４.１所示的設(shè)備和管線的安排是適當(dāng)?shù)模羌状己铣闪鞒痰墓残?，下面介紹具有代表性的甲醇合成流程。上一頁(yè)下一頁(yè)返回任務(wù)２甲醇合成的工藝流程由此可知，合成工序主要由兩部分組成甲醇合成的生產(chǎn)工藝流程及主要設(shè)備課件甲醇合成的生產(chǎn)工藝流程及主要設(shè)備課件甲醇合成的生產(chǎn)工藝流程及主要設(shè)備課件任務(wù)２甲醇合成的工藝流程二、高壓法甲醇合成工藝流程高壓工藝流程指的是使用鋅鉻催化劑，在３００℃～４００℃、３０ＭＰａ高溫高壓下合成甲醇的工藝流程。自從１９２３年第一次用這種方法合成甲醇成功后，差不多有５０年的時(shí)間，世界上甲醇生產(chǎn)都沿用這種方法，只是在設(shè)計(jì)上，有某些細(xì)節(jié)不同。例如，甲醇合成塔內(nèi)移熱方法有冷管型連續(xù)換熱式和冷激型多段換熱式兩大類(lèi)；反應(yīng)氣體在催化層中流動(dòng)的方式有軸向和徑向或者軸徑向的；有副產(chǎn)蒸汽的合成塔，也有不副產(chǎn)蒸汽的合成塔。圖２.４.２表示某一高壓法甲醇合成工藝流程。由壓縮工段送來(lái)的具有３１.３６ＭＰａ壓力的新鮮原料氣，先進(jìn)入鐵油分離器，并在此與循環(huán)壓縮機(jī)送來(lái)的循環(huán)氣匯合。上一頁(yè)下一頁(yè)返回任務(wù)２甲醇合成的工藝流程二、高壓法甲醇合成工藝流程上一頁(yè)下任務(wù)２甲醇合成的工藝流程這兩股氣體中的油污、水霧及羰基化合物等雜質(zhì)同時(shí)在鐵油分離器中除去，然后進(jìn)入合成塔。ＣＯ與Ｈ２在塔內(nèi)于壓力２９.４～３１.３６ＭＰａ、溫度３６０℃～４２０℃下，在鋅鉻催化劑上反應(yīng)生成甲醇。反應(yīng)后的氣體經(jīng)塔內(nèi)熱交換器預(yù)熱剛進(jìn)入塔內(nèi)的原料氣，溫度降至１６０℃以下，甲醇含量約３％左右。經(jīng)塔三、低壓法甲醇合成工藝流程近年來(lái)，甲醇的合成，大多采用銅系低溫高活性催化劑，可在５ＭＰａ低壓下將（ＣＯ＋Ｈ２）合成氣體或含有ＣＯ２的（ＣＯ＋Ｈ２）合成氣進(jìn)行合成，并得到較高的轉(zhuǎn)化率。上一頁(yè)下一頁(yè)返回任務(wù)２甲醇合成的工藝流程這兩股氣體中的油污、水霧及羰基化合任務(wù)２甲醇合成的工藝流程１.ＩＣＩ低壓法甲醇合成工藝流程１９６６年，英國(guó)ＩＣＩ公司在成功地開(kāi)發(fā)了銅基低壓甲醇合成催化劑之后，建立了世界上第一個(gè)低壓法甲醇合成工廠，即英國(guó)Ｔｅｅｓｓｉｄｅ地區(qū)Ｂｉｌｌｉｎｇｈａｍ工廠。該廠以石腦油為原料，日產(chǎn)甲醇３００ｔ。到ＩＣＩ低壓法甲醇生產(chǎn)是甲醇生產(chǎn)工藝上的一次重大變革，世界上采用ＩＣＩ低壓法建廠的國(guó)家很多，其中以天然氣（或石腦油）為原料的ＩＣＩ低壓法甲醇工廠列于表２.４.１中。ＩＣＩ低壓甲醇合成工藝流程如圖２.４.３所示。上一頁(yè)下一頁(yè)返回任務(wù)２甲醇合成的工藝流程１.ＩＣＩ低壓法甲醇合成工藝流程上任務(wù)２甲醇合成的工藝流程該工藝使用多段冷激式合成塔。合成氣在５１－１型銅基催化劑上進(jìn)行ＣＯ、ＣＯ２加氫合成甲醇的化學(xué)反應(yīng)，反應(yīng)在壓力５ＭＰａ，溫度２３０℃～２７０℃下進(jìn)行。新鮮原料氣與分離甲醇后的循環(huán)氣混合后進(jìn)入循環(huán)壓縮機(jī)，升壓至５ＭＰａ。ＩＣＩ低壓甲醇合成工藝有如下特點(diǎn)：①合成塔結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單；②粗甲醇中雜質(zhì)含量低；③合成壓力低；④能耗低。表２.４.２列出了ＩＣＩ低壓法與高壓法動(dòng)力消耗的比較。上一頁(yè)下一頁(yè)返回任務(wù)２甲醇合成的工藝流程該工藝使用多段冷激式合成塔。合成氣任務(wù)２甲醇合成的工藝流程２.Ｌｕｒｇｉ低壓法甲醇合成工藝流程該工藝采用管殼型合成塔。催化劑裝填在管內(nèi)，反應(yīng)熱由管間的沸騰水移走，并副產(chǎn)中壓蒸汽。Ｌｕｒｇｉ低壓甲醇合成工業(yè)化后，很快得到了廣泛的應(yīng)用，其中一些以天然氣（或石腦油）為原料的工廠列于表２.４.３中。２０世紀(jì)８０年代，齊魯石油化工公司第二化肥廠引進(jìn)了聯(lián)邦德國(guó)Ｌｕｒｇｉ公司的低壓甲醇合成裝置。下面介紹以減壓渣油為原料的Ｌｕｒｇｉ低壓甲醇合成流程。該工藝是在６ＭＰａ壓力下用部分氧化法造氣，采用石腦油萃取法回收炭黑。脫硫后的氣體一部分直接進(jìn)入合成系統(tǒng)，另一部分則經(jīng)過(guò)ＣＯ高溫變換再脫除部分ＣＯ２后進(jìn)入合成塔。合成的粗甲醇通過(guò)三塔精餾制得產(chǎn)品精甲醇。上一頁(yè)下一頁(yè)返回任務(wù)２甲醇合成的工藝流程２.Ｌｕｒｇｉ低壓法甲醇合成工藝流任務(wù)２甲醇合成的工藝流程圖２.４.４為Ｌｕｒｇｉ低壓法甲醇合成工段流程。由脫碳工段來(lái)的高氫氣體與循環(huán)氣混合，進(jìn)入循環(huán)機(jī)加壓，再與脫硫后的氣體混合，經(jīng)換熱器換預(yù)熱至２２５℃，進(jìn)入管殼型甲醇合成塔的列管內(nèi)，在銅基催化劑的作用下，于５ＭＰａ、２４０℃～２６０℃溫度下進(jìn)行甲醇合成反應(yīng)。甲醇合成反應(yīng)放出的熱量很快被沸騰水移走。合成塔殼程的鍋爐給水是自然循環(huán)的，這樣通過(guò)控制沸騰水上的蒸氣壓力，可以保持恒定的反應(yīng)溫度。反應(yīng)后出塔氣體與進(jìn)塔氣體換熱后溫度降至９１.５℃，經(jīng)鍋爐給水換熱器冷卻到６０℃，再經(jīng)水冷器冷卻到６０℃，進(jìn)入甲醇分離器，分離出來(lái)的氣體大部分回到循環(huán)機(jī)入口，少部分排放。液體粗甲醇則送精餾工段。上一頁(yè)下一頁(yè)返回任務(wù)２甲醇合成的工藝流程圖２.４.４為Ｌｕｒｇｉ低壓法甲醇任務(wù)２甲醇合成的工藝流程Ｌｕｒｇｉ低壓法合成甲醇的主要特點(diǎn)如下：①采用管殼式合成塔；②無(wú)需專(zhuān)設(shè)開(kāi)工加熱爐，開(kāi)車(chē)方便；③合成塔可以副產(chǎn)中壓蒸汽，非常合理地利用了反應(yīng)熱。日前，低壓法甲醇技術(shù)主要是英國(guó)ＩＣＩ法和德國(guó)Ｌｕｒｇｉ法。這兩種方法的工藝技術(shù)指標(biāo)見(jiàn)表２.４.４。四、中壓法甲醇合成工藝流程中壓法甲醇合成工藝是在低壓法基礎(chǔ)上進(jìn)一步發(fā)展起來(lái)的。由于低壓法操作壓力低，導(dǎo)致設(shè)備體積龐大，不利于甲醇生產(chǎn)的大型化，所以發(fā)展了壓力為１０ＭＰａ左右的甲醇合成中壓法。它能更有效地降低建廠費(fèi)用和甲醇生產(chǎn)成本。上一頁(yè)下一頁(yè)返回任務(wù)２甲醇合成的工藝流程Ｌｕｒｇｉ低壓法合成甲醇的主要特點(diǎn)任務(wù)２甲醇合成的工藝流程ＩＣＩ公司在５１－１型催化劑的基礎(chǔ)上，通過(guò)改變催化劑的晶體結(jié)構(gòu)，制成了成本較高的５１－２型催化劑。由于這種催化劑在較高壓力下能維持較長(zhǎng)的壽命，１９７２年ＩＣＩ公司建立了一套合成壓力為１０ＭＰａ的中壓甲醇合成裝置，所用合成塔與低壓法相同，也是四段冷激式，工藝流程與低壓法也相似。Ｌｕｒｇｉ公司也發(fā)展了８ＭＰａ的中壓法甲醇合成，其工藝流程和設(shè)備與低壓法類(lèi)似。日本三菱瓦斯化學(xué)公司開(kāi)發(fā)了合成壓力為１５ＭＰａ左右的中壓法甲醇合成工藝。該公司新工廠的甲醇工藝生產(chǎn)流程如圖２.４.５所示。上一頁(yè)下一頁(yè)返回任務(wù)２甲醇合成的工藝流程ＩＣＩ公司在５１－１型催化劑的基礎(chǔ)任務(wù)２甲醇合成的工藝流程五、聯(lián)醇工藝流程１.聯(lián)醇生產(chǎn)的特點(diǎn)聯(lián)醇生產(chǎn)主要特點(diǎn)是：①充分利用現(xiàn)有合成氨生產(chǎn)裝置，只需增添甲醇合成與精餾兩套設(shè)備就可以生產(chǎn)甲醇，所以投資省、上馬快；②在合成氨廠設(shè)置聯(lián)醇生產(chǎn)，不僅可以使變換工段ＣＯ指標(biāo)放寬，變換的蒸汽消耗降低，而且可以使銅洗工段進(jìn)口ＣＯ含量降低，銅洗負(fù)荷減輕，從而使合成氨廠的變換、壓縮和銅洗工段能耗降低。２.聯(lián)醇生產(chǎn)的工藝特點(diǎn)聯(lián)醇生產(chǎn)是甲醇在合成氨工藝中，與傳統(tǒng)的甲醇生產(chǎn)工藝相比具有如下特點(diǎn)：上一頁(yè)下一頁(yè)返回任務(wù)２甲醇合成的工藝流程五、聯(lián)醇工藝流程上一頁(yè)下一頁(yè)返回甲醇合成的生產(chǎn)工藝流程及主要設(shè)備課件甲醇合成的生產(chǎn)工藝流程及主要設(shè)備課件任務(wù)２甲醇合成的工藝流程①聯(lián)醇生產(chǎn)串聯(lián)在合成氨工藝中，所以既要滿足合成氨的工藝條件，又要滿足合成甲醇的要求；②由于聯(lián)醇生產(chǎn)串聯(lián)在合成氨工藝中，合成甲醇后的氣體還需精制，才能進(jìn)行合成氨反應(yīng)；３.聯(lián)醇生產(chǎn)的工藝要求聯(lián)醇生產(chǎn)與傳統(tǒng)的甲醇生產(chǎn)有上述區(qū)別，所以，聯(lián)醇生產(chǎn)工藝除有一般甲醇生產(chǎn)的工藝要求外，還有聯(lián)醇工藝的特殊要求。（１）甲醇生產(chǎn)的一般要求。①原料氣進(jìn)入甲醇反應(yīng)器前必須把主要組分配成一定比例，并清除對(duì)催化劑有害的物質(zhì)；上一頁(yè)下一頁(yè)返回任務(wù)２甲醇合成的工藝流程①聯(lián)醇生產(chǎn)串聯(lián)在合成氨工藝中，所任務(wù)２甲醇合成的工藝流程②合成催化劑在２００℃以上開(kāi)始反應(yīng)，為使整個(gè)催化劑床層均勻達(dá)到活化溫度，入塔氣體必須經(jīng)過(guò)預(yù)熱。同時(shí)為了防止碳鋼設(shè)備在高溫下產(chǎn)生氫腐蝕，出塔氣體必須經(jīng)過(guò)冷卻；③經(jīng)合成反應(yīng)生成的甲醇與未反應(yīng)的Ｈ２、Ｎ２、ＣＯ、ＣＯ２等氣體必須得到及時(shí)的分離，降低反應(yīng)生成物的溫度，這樣有利于提高合成反應(yīng)的速度。（２）聯(lián)醇生產(chǎn)的特殊要求。①聯(lián)醇工藝與合成氨生產(chǎn)串聯(lián)，但為了提高催化劑的利用效率，經(jīng)合成分離后的一部分氣體可去銅洗進(jìn)行精制，除去殘存的ＣＯ、ＣＯ２后作為合成氨的原料氣體使用，而另一部分氣體則用循環(huán)機(jī)進(jìn)行循環(huán)，繼續(xù)合成甲醇。上一頁(yè)下一頁(yè)返回任務(wù)２甲醇合成的工藝流程②合成催化劑在２００℃以上開(kāi)始反任務(wù)２甲醇合成的工藝流程②由于聯(lián)醇工藝與合成氨生產(chǎn)串聯(lián)，因此生產(chǎn)能力是以合成氨產(chǎn)量與甲醇產(chǎn)量之和，即所謂“總氨”產(chǎn)量來(lái)表示。在“總氨”生產(chǎn)能力不變的情況下，甲醇生產(chǎn)能力用醇氨比（甲醇產(chǎn)量／總氨產(chǎn)量）來(lái)表示，醇氨比可以在一定范圍內(nèi)調(diào)整。調(diào)整的方法一般是改變?cè)蠚庵校龋玻茫系谋壤?，精確地說(shuō)是調(diào)整ｆ＝（Ｈ２－ＣＯ２）／（ＣＯ＋ＣＯ２）。③聯(lián)醇生產(chǎn)作為合成氨流程中一個(gè)環(huán)節(jié)，甲醇生產(chǎn)會(huì)影響合成氨及整個(gè)系統(tǒng)的生產(chǎn)，如催化劑活性的衰退，甲醇反應(yīng)器的開(kāi)停及操作條件變化等原因，都會(huì)造成銅洗氣中ＣＯ、ＣＯ２的含量變化，使銅性負(fù)荷產(chǎn)生波動(dòng)，甚至影響氨合成塔的正常生產(chǎn)；甲醇反應(yīng)器后的氣液分離情況，會(huì)影響銅液組成；在甲醇生產(chǎn)不正常或事故狀態(tài)下，要維持合成氨的生產(chǎn)等。上一頁(yè)下一頁(yè)返回任務(wù)２甲醇合成的工藝流程②由于聯(lián)醇工藝與合成氨生產(chǎn)串聯(lián)，任務(wù)２甲醇合成的工藝流程（３）聯(lián)醇生產(chǎn)的工藝流程。聯(lián)醇生產(chǎn)形式較多，一般采用圖２.４.６所示的工藝流程。由變換送來(lái)經(jīng)過(guò)凈化的變換氣，其中含有體積分?jǐn)?shù)約為２８％的ＣＯ２，為了減少氫氣的消耗與提高粗甲醇的質(zhì)量，變換氣經(jīng)壓縮機(jī)加壓到２ＭＰａ進(jìn)入水洗塔，用水吸收ＣＯ２，使ＣＯ２降低到１.５％～３.０％。然后回壓縮機(jī)進(jìn)一步加壓到１３ＭＰａ左右，經(jīng)水冷器和油分離器除去其中的水和油后，與甲醇循環(huán)機(jī)出口的循環(huán)氣混合，進(jìn)循環(huán)機(jī)濾油器進(jìn)一步分離油水后，進(jìn)入活性炭過(guò)濾器，除去氣體中夾帶的少量潤(rùn)滑油、鐵銹及其他雜質(zhì)，出來(lái)的是比較純凈的甲醇合成原料氣，經(jīng)甲醇合成塔之主、副線進(jìn)入甲醇合成塔。上一頁(yè)返回任務(wù)２甲醇合成的工藝流程（３）聯(lián)醇生產(chǎn)的工藝流程。上一頁(yè)返甲醇合成的生產(chǎn)工藝流程及主要設(shè)備課件甲醇合成的生產(chǎn)工藝流程及主要設(shè)備課件任務(wù)３甲醇合成的主要設(shè)備一、甲醇合成塔１.工藝對(duì)合成塔的要求①?gòu)暮铣杉状挤磻?yīng)原理可知：甲醇合成是放熱反應(yīng)，在合成塔結(jié)構(gòu)上必須考慮到，要將反應(yīng)過(guò)程中放出的熱量不斷移出。否則，隨著反應(yīng)進(jìn)行催化劑溫度逐漸升高，偏離理想的反應(yīng)溫度，嚴(yán)重時(shí)將燒毀催化劑。因此，合成塔應(yīng)該能有效地移去反應(yīng)熱，合理地控制催化劑層的溫度分布，使其接近最適宜的溫度分布曲線，提高甲醇合成率和催化劑的使用壽命。②甲醇合成是在有催化劑的情況下進(jìn)行的，合成塔的生產(chǎn)能力與催化劑的充填量有關(guān)。因此，要充分利用合成塔的容積，盡可能多裝催化劑，以提高生產(chǎn)能力。下一頁(yè)返回任務(wù)３甲醇合成的主要設(shè)備一、甲醇合成塔下一頁(yè)返回任務(wù)３甲醇合成的主要設(shè)備③反應(yīng)器內(nèi)件結(jié)構(gòu)合理，能保證氣體均勻地通過(guò)催化劑層，減少流體阻力，增加氣體的處理量，從而提高甲醇的產(chǎn)量。２.甲醇合成塔的分類(lèi)甲醇合成塔的類(lèi)型很多，可按不同的分類(lèi)方法進(jìn)行分類(lèi)。（１）按冷卻介質(zhì)種類(lèi)分類(lèi)。按此方式可分為自熱式甲醇合成塔和外冷式甲醇合成塔。（２）按操作方式分類(lèi)。按此方式可分為連續(xù)換熱式和多段換熱式兩大類(lèi)。①連續(xù)換熱式合成塔。上一頁(yè)下一頁(yè)返回任務(wù)３甲醇合成的主要設(shè)備③反應(yīng)器內(nèi)件結(jié)構(gòu)合理，能保證氣體任務(wù)３甲醇合成的主要設(shè)備②多段換熱式合成塔。（３）按反應(yīng)氣流動(dòng)方式分類(lèi)。按此方式可分為軸向式、徑向式和軸徑向式。３.甲醇合成塔的基本結(jié)構(gòu)甲醇合成塔主要由外筒和內(nèi)件構(gòu)成。１）催化劑筐甲醇合成塔內(nèi)件的核心是催化劑筐，它的設(shè)計(jì)情況直接影響合成塔的產(chǎn)量和消耗定額，它的型式與結(jié)構(gòu)首先是盡可能實(shí)現(xiàn)催化劑床層以最佳溫度分布。（１）連續(xù)換熱式催化劑筐。上一頁(yè)下一頁(yè)返回任務(wù)３甲醇合成的主要設(shè)備②多段換熱式合成塔。上一頁(yè)下一頁(yè)任務(wù)３甲醇合成的主要設(shè)備①自熱式。在自熱式甲醇合成催化劑管中，根據(jù)不同的冷管結(jié)構(gòu)，主要可分為單管逆流式、雙套管并流式、三套管并流式、單管并流式以及Ｕ形管式。其結(jié)構(gòu)及軸向溫度分布示意圖分別見(jiàn)圖２.４.７、圖２.４.８、圖２.４.９、圖２.４.１０。在冷卻段中，催化劑床層的實(shí)際溫度分布由單位體積催化劑床層中反應(yīng)放熱量和單位體積催化劑床層中冷管排熱量之間的相對(duì)大小決定。冷管排熱量的大小與冷管的傳熱面積和傳熱系數(shù)有關(guān)，也與催化劑床層和冷管中冷氣體之間的溫度有關(guān)，而溫差既隨著床層高度變化，也與冷管的結(jié)構(gòu)有關(guān)。因此，不同的冷管結(jié)構(gòu)會(huì)有不同的溫度分布而影響到催化劑床層的生產(chǎn)強(qiáng)度。上一頁(yè)下一頁(yè)返回任務(wù)３甲醇合成的主要設(shè)備①自熱式。在自熱式甲醇合成催化劑任務(wù)３甲醇合成的主要設(shè)備②單管外冷式。單管外冷式結(jié)構(gòu)及催化劑床層溫度分布見(jiàn)圖２.４.１２所示。由圖可知，單管外冷式催化劑床層中也只有冷卻段，而且是催化劑裝填在管內(nèi)，冷卻介質(zhì)走管外，所以冷卻介質(zhì)通過(guò)管壁與管內(nèi)的催化劑床層換熱。這種合成塔結(jié)構(gòu)即為Ｌｕｒｇｉ式甲醇合成塔結(jié)構(gòu)，廣泛應(yīng)用于中低壓法甲醇生產(chǎn)中。（２）多段換熱式催化劑筐。①多段間