甲醇合成装置工艺流程及关键控制点分析简介.doc

甲醇合成装置工艺流程及关键控制点分析简介 一、装置简介： 甲醇合成装置是以煤基合成气为原料，生产满足要求的MTO级甲醇产品和氢气产品。能力： a)MTO级甲醇日产量：5500t，小时产量：229.167t（以100%CH3OH计）。 b)日氢气量：15456 Nm3，小时量644Nm3，(以99.5% H2计)。 （2）年操作小时：8000小时。 （）专利技术来源装置引进英国DPT（Davy Process Technology）公司的工艺包和JMC（Johnson Matthey Catalyst）催化剂。 装置由以下几个组成 压缩工序合成工序精馏工序氢回收工序工艺流程简述 2.1压缩工序 压缩工序合成气压缩机和循环气压缩机。来自界区（低温甲醇洗）的煤基合成气～30、～5.2MPaG，与膜分离来的富氢气混合后，依次进入合成气分离器、合成气压缩机，并在合成气压缩机中增压到～7.8MPaG。增压后的合成气进入合成气净化预热器，用蒸汽加热并喷入锅炉给水，进入合成气净化槽，脱除残留的对合成催化剂有毒害的微量组份。合成气净化槽中装填有净化催化剂。 2.2 合成工序 甲醇合成回路由两个串联在一起的蒸汽上升式反应塔组成。这种串联方式比传统流程在催化剂与设备投资上要更为经济。甲醇合成塔为径向流反应器，气体通过装填在壳侧的催化剂，发生甲醇合成反应。反应器内温度由管内上升的蒸汽控制。副产蒸汽过热后送出界区。 来自合成气压缩机的净化后的合成气分为两股，其中大部分合成气和循环气混合，经过合成回路1号中间换热器加热后，进入1号甲醇合成塔进行甲醇合成反应。 甲醇合成反应在～280℃、～7.46MPaG下，在催化剂的作用下进行，该反应为放热反应。主要的两个反应如下： CO + 2H2 → CH3OH + Q CO2 + 3H2 → CH3OH + H2O + Q 反应热副产～2.1MPaG的中压饱和蒸汽，经1号甲醇合成汽包分离后，进入装置内蒸汽总管。 1号甲醇合成塔出口气体～280℃、7.46MPaG，经过合成回路1号中间换热器预热反应器入口气体后，依次进入1号粗甲醇冷凝器和1号粗甲醇调节冷凝器，冷却至～45℃后，进入1号粗甲醇分离器进行气液分离。1号粗甲醇分离器液相出口～45℃，经1#粗甲醇过滤器过滤杂质后送至粗甲醇闪蒸罐；气相出口压力～7.15MPaG，与另一股净化后的合成气混合，进入循环气压缩机，加压至8.04MPaG。 经过循环气压缩机加压的气体，经过合成回路2号中间换热器加热后，进入2号甲醇合成塔进行甲醇合成反应。反应在～279、7.9MPaG、催化剂的作用下进行。 反应热副产～2.1MPaG的中压饱和蒸汽，经2号甲醇合成汽包分离后，进入装置内蒸汽总管，在与1号甲醇合成汽包产生的蒸汽混合后，经蒸汽加热炉加热后，送出界区。 2号甲醇合成塔出口气体～279、7.9MPaG，经过合成回路2号中间换热器预热反应器入口气体后，依次进入2号粗甲醇冷凝器和2号粗甲醇调节冷凝器冷却至～45后，进入2号粗甲醇分离器进行气液分离。2号粗甲醇分离器液相出口～45，经2#粗甲醇过滤器过滤杂质后送至粗甲醇闪蒸罐；气相出口压力～7.59MPaG，一部分返回到1号甲醇合成塔系统，另一部分气体作为弛放气送往氢回收单元回收氢气，以调节合成循环回路内的惰性气体含量。 2.3精馏工序 自1号、2号粗甲醇分离器的粗甲醇进入粗甲醇闪蒸罐，减压至0.6MPaG后，闪蒸气体送至蒸汽加热炉作燃料气，闪蒸后的粗甲醇经过液位、流量调节后，送入稳定塔，除去粗甲醇中残留的溶解气体及少量低沸物。稳定塔顶设置稳定塔预冷凝器及稳定塔冷凝器，～88的出塔气进入稳定塔预冷凝器，在其中冷却至～76，这时可将出塔气中大部分甲醇冷凝下来，冷凝下来的甲醇液体进入稳定塔回流罐；未冷凝下来的气相再经稳定塔冷凝器冷凝，冷凝下来的甲醇液体进入稳定塔回流罐，仍未冷凝下来的含低沸物及少量甲醇的不凝气减压至0.12MPaG后送PSA系统尾气压缩机提压后送蒸汽加热炉作燃料。稳定塔回流罐中甲醇液由稳定塔回流泵加压至～0.15MPaG后，送回稳定塔作为回流。 稳定塔塔底甲醇经过MTO级甲醇泵加压和MTO级甲醇冷却器冷却至40后，作为MTO级甲醇送到界外甲醇罐区。 2.4氢回收 氢回收由膜回收系统及变压吸咐系统两个单元组成。 甲醇合成放出的弛放气经过膜回收系统回收弛放气中的氢气，富氢气返回甲醇合成单元，与新鲜合成气混合后进入合成回路。非渗透气进入变压吸附制取高纯度氢气，通过氢气压缩机加压送出界区，供下游装置使用，解析气和稳定塔不凝气一起经过尾气压缩机压缩后，送入蒸汽加热炉作燃料气。由于下游装置所需的高纯度氢气流量波动范围较大，在氢气压缩机出口管线设置了流量调节系统，在满足下游装置使用氢气条件下，多余的氢返回到甲醇合成系统。 2