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第三篇 化工设备维修技术 第十一章 甲醇工业设备 第一节 概述 一、甲醇生产工艺 自从!#$ 年工业上实现了人工合成甲醇的方法以后，甲醇生产迅速发展。目前，生产甲 醇的方法主要是由氧化物与氢合成。不论采用怎样的原料和技术路线，大致可分为以下几个 工序：原料气的制备、净化、压缩、合成、精馏。 ! % 原料路线 甲醇生产的原料大致有煤、石油、天然气和含 、 （或 ）的工业废气等。早期以煤 # ’( ’(# 为制造的主要原料，生产水煤气制造甲醇。从 世纪 年代开始，天然气逐步成为制造甲醇 #) *) 的主要原料，它简化了流程，便于输送，降低了成本。另外，利用工业废气（如乙炔尾气或乙烯 裂解废气）更为经济，但数量有限。 # % 合成方法 合成甲醇方法有高压法（! % + , # % -./0）、中压法（ % 1 , ! % +./0 ）和低压法（- % , % 1./0）三种。 （）高压法。 ! 高压法是最初生产甲醇的方法，采用锌铬催化剂。反应温度为$+) , -))2 。由于脱硫技 术的进展，高压法也有采用活性强的铜催化剂以改善合成条件，达到提高效率和增产甲醇的效 果。高压法已经有约 年的历史。 *) （）中压法。 # 甲醇工业规模大型化后，如采用低压法，势必将工艺管线和设备制造的十分庞大，且不紧 凑，因此出现了中压法。中压法仍采用高性能的铜系催化剂，反应温度与低压法相同。 （）低压法。 $ 低压法是 世纪 年代后期发展起来的，采用铜系催化剂，反应温度为 — 。由 #) +) #-) $))’ 于压力低，工艺设备的制造比高压法容易，投资少，能耗低。 二、甲醇生产的主要设备 ! % 甲醇原料制造的主要设备 （）转化炉。 ! 用天然气蒸气转化法及石脑油蒸气转化法制备甲醇原料气有多种工艺流程，但都包括转 化炉。转化炉根据不同工艺流程可分为顶烧炉型、侧烧炉型、底烧型、二段转化炉、自型排烟立 式双转射段转化炉型等。 转化炉的总体结构随炉型而异，但无论何种炉型的结构，都有实现转化反应的辐射段（加 热段）和回收余热的对流段。其主要组成均包括钢结构骨架，耐火绝热衬里，炉管系统及以烧 嘴为主体的燃烧系统部分。 · · #$$! 第二编 化工机械的装配与维修 钢结构由框架和墙体组成。其作用除承受炉体、管道及其他附件的重力载荷外，还应承受 风载、震载等自然载荷。炉内各构件通过各种形式的连接与钢结构组成一体。并在除去必要 的开孔外，要求炉体壁组成一密闭空间，以保持炉膛负压和避免热散失。 砌体包括耐火层与绝热层，承受高温和隔热作用。砌体砌筑在炉体内壁，将高温气与钢结 构隔开，保护炉壳不受高温侵袭，同时阻止炉内热量传向外壁，以提高炉子的热效率。 炉管系统包括炉管及其支承结构，是转化炉的核心部分。炉管包括上集气管、上猪尾管、 转化管、下集气管，下猪尾管或上升管。 转化炉炉管一般是用耐高温的含镍高铬的合金钢材料，如 ， 等合金材 !#$!%’ () * +% 料，猪尾管与集气管管材为,-./.0 。 烧嘴是提供燃烧的部分，也是转化炉重要部分之一，烧嘴的结构型式排列方式、燃烧性能 以及