化工安全生产技术PPT

这是一个关于化工安全生产技术PPT，包括了甲醇工业概貌，合成气的生产，甲醇的合成过程，甲醇的精制等内容，第五章 典型化工生产技术 第二节 甲醇的化工生产技术 (Chemical Technologies of Methanol) 一、合成气的生产 二、甲醇的合成过程 三、甲醇的精制甲醇工业概貌 选择生产方法时的注意事项1、解决好流程中关键技术难点，确定生产方法具备工业化生产条件 2、满足产品性能规格要求的生产方法 3、在技术可靠前提下，尽可能采用先进技术和先进装置4、从投资、产品成本、消耗定额和劳动生产率等方面进行经济比较 5、三废治理是否能解决 6、自动化控制是否实现，欢迎点击下载化工安全生产技术PPT。

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第五章 典型化工生产技术 第二节 甲醇的化工生产技术 (Chemical Technologies of Methanol) 一、合成气的生产 二、甲醇的合成过程 三、甲醇的精制甲醇工业概貌 选择生产方法时的注意事项1、解决好流程中关键技术难点，确定生产方法具备工业化生产条件 2、满足产品性能规格要求的生产方法 3、在技术可靠前提下，尽可能采用先进技术和先进装置4、从投资、产品成本、消耗定额和劳动生产率等方面进行经济比较 5、三废治理是否能解决 6、自动化控制是否实现 一、合成气的生产 Synthesis Gas Production 一、合成气的生产1.合成气的生产方法 生产合成气的原料有很多种，按照原料的形态分为：固体原料：煤和焦炭；液体原料：石脑油、重油、渣油等；气体原料：天然气、焦炉气、炼厂气等。(1)以煤或焦炭为原料生产合成气 在高温下以水蒸气和氧气为气化剂，与煤反应生成一氧化碳和氢气等气体。通过变换与脱除二氧化碳调节气体组成，生成符合要求的水煤气用于甲醇的生产，半水煤气供合成氨之用。制气方法包括间歇制气法和连续制气法。 （2）以重油或渣油为原料生产合成气 主要采用部分氧化法，即在反应器中通人适量的氧和水蒸气，使氧与原料油中的部分烃类燃烧，放出热量并产生高温，另一部分烃类则与水蒸气发生吸热反应而生成一氧化碳和氢气等气体，调节原料中油、水与氧的比例，达到自热平衡而不需要外供热。 (3)以天然气为原料生产合成气 主要有转化法和部分氧化法。目前工业上多采用水蒸气转化法，即在镍催化剂存在及高温（1073K）条件下，使甲烷等烃类与水蒸气反应，生成一氧化碳和氢气等混合气。 采用天然气两段转化制合成气的基本步骤，如图4-34所示。虚框中的变换过程可根据具体使用目的来决定。 2.天然气蒸汽转化法制合成气 (1)天然气蒸汽转化反应的基本原理甲烷水蒸汽转化过程的主反应有： CH4 + H2O ⇄ CO + 3H2 △H298θ=206 kJ/mol CH4 + 2H2O ⇄ CO2 + 4H2 △H298θ=165 kJ/mol CO + H2O ⇄ CO2 + 3H2 △H298θ=-41.2kJ/mol 在一定条件下可能发生的副反应主要是析炭反应，如下式所示 2CO ⇄ CO2 +C △H298θ =74.9kJ/mol CO + H2 ⇄ C + H2O △H298θ=-172.5kJ/mol CH4 ⇄ C +2H2 △H298θ =-131.4kJ/mol 在转化过程中要防止析炭，因为炭黑覆盖在催化剂表面，会堵塞微孔，降低催化剂活性，还会影响传热，缩短转化炉的使用寿命。 (3)天然气蒸汽转化的工艺条件 (4)天然气蒸汽转化法的转化工艺及主要设备 转化炉是天然气蒸汽转化法生产的核心设备。现多采用两段转化来处理原料气。一段转化炉由若干根反应管和加热室的辐射段及回收热量的对流段两个主要部分组成。一段转化炉的炉型按烧嘴安置方式分类有顶烧式、侧烧式、梯台式和底烧式。二段转化炉为一直立式圆筒。壳体材质为碳钢，内衬耐火材料，炉底有水夹管。 干法脱硫干法脱硫的优点：既能脱除硫化氢，又能除去有机硫，净化度高，操作简便、设备简单、维修方便。干法脱硫缺点：所用脱硫剂的硫容量小，设备体积庞大，且脱硫剂再生较困难，需定期更换，劳动强度较大。常用的干法脱硫有钴钼加氢转化法、氧化锌法、活性碳法、分子筛法等。 (6)脱碳 工业生产中脱除二氧化碳的方法很多，一般采用溶液吸收法： 化学吸收法常用的方法有氨水法、改良热钾碱法等； 物理吸收法一般用水和有机溶剂为吸收剂，常用的方法有加压水洗法、碳酸丙烯酯法、低温甲醇法、聚乙二醇二甲醚法等； 物理化学吸收法兼有物理吸收和化学吸收的特点，方法有环丁砜法、甲基二乙醇胺(MDEA)法等。 二、甲醇的合成过程 Synthetic process of Methanol 二、甲醇的合成过程 1.甲醇的合成原理 合成甲醇主反应为可逆放热反应： CO+2H2 ⇄ CH3OH △H298θ=-90.8 kJ/mol 如有二氧化碳存在，还发生如下反应： CO2+3H2 ⇄ CH3OH+H2O 还伴随一些副反应的发生，如： 合成甲醇的平衡常数 2.合成甲醇催化剂 3.合成工艺条件的选择 由图可知: 增加氢与一氧化碳的比例可提高一氧化碳的转化率，但当 H2/CO大于3时转化率提高不显著。采用铜基催化剂时，通常采用的H2/CO为 2.2-3.0，采用锌铬催化剂时，通常采用的H2/CO 为4.5左右。 惰性气体主要指N2和CH4，它们不参与反应，但会在系统中逐渐积累而增多，使反应的转化率降低。 一般惰性气体含量控制在15-20%。 在催化剂使用初期或合成塔负荷较轻，操作压力较低时，可将循环气中的惰性气体控制在20%-25%左右。 4.甲醇合成反应器 (1)列管式等温甲醇合成塔优点：有效地抑制了副反应；延长了催化剂寿命；结构紧凑，反应器生产能力大，单程转化率较高，循环气量小，能量利用经济。缺点：结构相对较复杂，装卸催化剂不方便。 (2)冷激式绝热甲醇合成反应器优点：生产能力大，结构简单，催化剂装卸方便；缺点：催化剂时空产率不高，用量较大，且仅能回收低品位的热能。 1、低压法优点 ①合成气压力由30MPa降至5MPa，可节省很多能量消耗，是产品成本降低； ②反应温度低，副反应少，高沸点杂质少，精制容易，产品质量高； ③低压低温所需的设备、管道、管件材料比较容易解决； ④适合于中小型工厂生产。 2、低压法缺点 ①铜基催化剂抗硫性能差，对硫极为敏感；抗过热性能也差，几乎不能再生，对原料的净化和操作控制要求十分严格； ②当生产规模大时，流程的设备与管道显得庞大不紧凑。 5.甲醇合成工艺流程 按合成压力分为高压法、中压法和低压法三种工艺。由于低压法甲醇合成技术经济指标先进，现在世界各国甲醇合成已广泛采用了低压合成法。低压法合成甲醇主要由制气、压缩、合成、精制四大部分组成。 以天然气为原料低压法合成甲醇的工艺流程如图。 三、甲醇的精制 Refining of Methanol 三、甲醇的精制 1.粗甲醇和精甲醇的组成粗甲醇中所含以下四类杂质：还原性物质、溶解性物质、无机杂质、电解质和水。 精甲醇（工业甲醇）质量标准(GB338-2004) 2.粗甲醇精制的工艺流程（1）双塔精馏工艺流程 （2）双效三塔精馏工艺流程3v1红软基地