甲醇合成规程最终Word下载.docx
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出甲醇分离器气体大部分作为循环气去合成气压缩增压并补充新鲜气，一小部分作为弛放气，进入洗醇塔（E40001）底部，与塔顶喷淋下来的水逆流接触，气体中的甲醇溶解在水中，形成稀醇水从塔底排除。
从洗醇塔顶部出来的气体，压力约为5.47Mpa（g），经减压调节至0.2Mpa（g）后，一部分送往净化装置做燃料气，其余部分送往焦炉燃烧。
洗醇塔底出来的稀醇水送往甲醇精馏工段。
甲醇分离器（F40003）底部分离出的粗甲醇，进入一级过滤器（L40001A/B）和二级过滤器（L40002A/B）除去其中的固体杂质后。
通过分离器液位调节阀减压至0.7MPa（g），送往甲醇精馏。
甲醇合成塔壳侧出来的汽液混合物经上升管进入汽包（F40004）进行汽液分离，分离下的水经下降管循环返回合成塔，产生的蒸汽经减温减压后进入低压蒸汽管网。
为了保证锅炉水质量，从汽包定期排放锅炉污水，同时向汽包内加入少量磷酸盐溶液以改善锅炉水的水质。
排污水送至除氧站统一处理。
（二）流程设计说明
1、汽包副产中压蒸汽，温度215～250℃，压力2.0～3.9Mpa（g），经减温减压装置，压力降为0.7Mpa（g），温度约180℃，送入低压蒸汽管网。
2、汽包连排污水、间排污水送除氧站统一处理。
3、水冷器采用蒸发式冷却器（C40002AB），不用循环水，蒸发损失水量由脱盐水补充，也可使用转化冷凝液作为补充水。
本系统设置了两条管线，尽量使用转化冷凝液。
4、甲醇分离器（F40003）采用集成膜醇分技术，内件包括离心单元、微滤单元、再生除蜡单元，过滤精度1～5um。
再生除蜡时，工艺气体走旁路。
5、在甲醇分离器（F40003）出口粗甲醇管道上设置两套（一开一备）二级过滤器，以除去粗甲醇中的固体杂质，如石蜡、催化剂粉尘等，以保证精馏工段不发生堵塔现象，同时保证精甲醇有较好的质量。
而实际生产过程中粗甲醇中的杂质含量不是确定的值，与催化剂性能及操作状况密切相关，设计中考虑了一开一备两套设备及副线三条管线，现场可根据生产情况选择使用。
6、驰放气在进入燃料气管网前，设置了洗醇系统，用于回收驰放气中的甲醇。
当洗醇系统不能正常运行时，驰放气可走旁路直接进入燃料气管网。
7、甲醇合成触媒升温还原介质最好用氢气，本设计已接入系统置换用氮气管线，并留有加氢口，氢气管线由现场临时接入。
如没有纯氢气源，可与催化剂厂协商采用精脱硫后的焦炉气，由于该气体温度高达400℃，该管线接至水冷器前。
升温还原过程必须严格按照催化剂使用说明，以免影响催化剂寿命，甚至损坏催化剂。
具体的升温还原及氧化方案应与催化剂厂协商，由催化剂厂根据本工程情况给出。
8、本工段设计地下槽（F40007）一台，目的是为了收集甲醇。
系统在正常操作时甲醇无排放，但在设备检修时需要排净设备及管线内残存的甲醇，不得就地排放。
9、安全阀根部的截止阀在正常操作时应为常开状态，应对这类阀门严格管理，以免造成操作失误。
（三）生产操作方法
1.正常生产时的操作控制
合成甲醇生产的好坏主要是以粗甲醇产量的高低来平衡，而产量高低除客观原因外，与合成塔操作的好坏关系很大，操作的好坏又是以触媒和内件使用寿命长短及是否能维持在最适宜下进行操作来衡量的。
因此合成塔的操作应以稳定操作、维护触媒、保护内件、夺取高产为原则，根据这些原则在正常操作条件下，进行以高产低耗为主的操作控制，在不正常情况或开停车过程中以维护触媒和设备，尽量缩小温度、压力、波动幅度为主的操作控制。
2.气体成分的控制
1）新鲜合成气
组成：
成分组份
CO
CO2
H2
CH4
N2
Ar
H2O
含量mol%
18.61
7.43
70.97
0.73
1.92
新鲜气的组成，往往受上游流程的制约，但在可能情况下，尽量提供满足要求的组成。
根据化学计量要求新鲜气中氢碳比为：
理论要求：
（H2-CO2）/（CO+CO2）=2.05-2.15
实习生产为：
（H2-CO2）/（CO+CO2）=2.87
在新鲜气组成中要严格控制总硫含量≤0.1PPM，因为S、Cl与铜基催化剂中的铜单质生成无活性物质，Cu+S=CuS2Cl+Cu=CuCl2，使催化剂中毒。
当生产中发现系统压力逐渐上升，而其它工况比较正常时，要首先考虑到新鲜气中硫的含量，应及时对照分析，如果硫含量超标要采取相应减量、停车或紧急停车。
新鲜气中的甲烷含量升高，也会影响系统正常运行，使系统压力升高、甲醇反应恶化。
2）入塔合成气
成分组份
CH3OH
8.35
4.53
76.70
2.65
7.18
0.48
0.11
一般而言，氢碳比控制太低，副反应增加，催化剂活性衰退加快,还引起积炭反应；
氢碳比控制太高，影响产量并引起能耗等消耗定额增加。
3）惰性气体
合成系统中惰性气体有：
CH4、N2、Ar。
其组分在合成塔中不参加反应，且影响反应速度。
惰性气体含量太高，降低反应速度，生产单位产量的动力消耗增加；
维持低惰性气体含量太低，合成反应剧烈反应热增多，必然通过增加空速来移出热量，这样能耗也增加了。
一般来说，适宜的惰性气体含量，要根据具体情况而定，而且也是调节工况手段之一。
触媒使用初期，活性较高，可允许较高的惰性气含量，使用后期一般应维持较低的惰性气含量。
目标若是高产则可维持惰性气体含量低些。
目标若是低耗，则可维持惰性气体含量高些。
3.压力的控制
合成系统在生产负荷一定的情况下合成塔触媒层温度、气体成分、空速、冷凝温度等变化均能引起合成系统压力的变化，操作应准确判断、及时调整，确保工艺指标在范围内。
合成系统的压力首先决定于每小时处理气量的大小，其次就是各种操作因素，在补充气量一定的情况下，凡是促进甲醇合成的因素如催化剂活性高、空速大、操作温度适宜、气体成份好、惰性气体含量和合成塔进口甲醇含量低等都能使系统压力降低，反之压力就升高，因此控制压力的办法有：
改变操作条件、改变系统的气体成份和改变新鲜混合气的供应量。
当合成条件恶化、系统压力升高时，可适当降低生产负荷，稍提高汽包压力；
必要时打开放空阀控制系统压力在指标范围内，不得超压，以维持正常生产。
系统减量要及时提高汽包压力，调整循环量，控制温度在指标范围之内。
调节压力时，必须缓慢进行，确保合成塔温度正常。
一般压力升降速度可控制在≤0.4MPa/min。
4.催化剂温度的控制
合成塔壳侧的锅炉水，吸收管程内甲醇合成的反应热后变成沸腾水，沸腾水上升进入汽包后在汽包上部形成与沸腾水温度相对应的饱和蒸汽压，即为汽包所控制的蒸汽压力，合成塔触媒的温度就是靠调节汽包蒸汽压力得以实现。
因此通过调节汽包压力就可相应地调节催化剂床层温度。
一般是汽包压力每改变0.1MPa。
床层温度就相应改变1.5℃。
因此调节汽包压力一定要勤调细调，根据生产情况决定调节幅度。
另外生产负荷、循环量、气体成分、冷凝温度等的改变都能引起催化剂床层温度的改变，必要时应及时调节汽包压力，维持其正常操作温度，避免大幅度波动。
5.液位的控制
1）汽包液位
为了保证合成反应热能够及时移出，汽包必须保证有一定的液位，同时为了确保汽包蒸汽的及时排放，防止蒸汽出口管中带水，汽包液位又不能超过一定的高限。
在正常生产中汽包液位一般控制在汽包容积的1/3-1/2之间。
锅炉水上水压力和上水阀门的开度都能直接影响到汽包的液位，当液位处于不正常时及时检查，及时恢复正常，防止合成压缩机因汽包液位过低而连锁停车。
同时汽包排污大小也可以对其压力和液位进行微调，必要时可加大排污量来降低汽包液位和压力，以调节合成塔触媒层温度。
操作指标
正常值：
30-60%
高限报警值：
90%
低限报警值：
15%
跳车值：
10%
2）甲醇分离器液位
分离出液态甲醇的多少，随着生产负荷的大小、蒸发冷出口温度高低、塔内反应的好坏而变化，液面控制的过高或过低都会影响合成塔的正常操作，甚至造成事故。
因此操作者要经常检查，早发现、早调节，将液位严格控制在指标之内。
如果分离器液位过高，会使液态甲醇随气体带入压缩机，带液严重时，会产生液击损坏压缩机；
而且入塔气中甲醇含量增高，恶化了合成塔内的反应，加剧了合成副反应进行，使粗甲醇质量下降。
如果分离器液位过低，会使高压气体穿入低压设备（粗甲醇缓冲器），造成物理爆炸。
30-50%
85%
6.循环量的控制
循环量是指每小时反应后的气体回到压缩机循环段的气量。
提高循环量可以提高合成塔催化剂的生产能力，但系统阻力增加，催化剂床层温度下降。
正常生产操作中，在压缩机新鲜气量一定的情况下可以通过调节循环量来控制入塔气量，既而调节催化剂床层的温度。
加减循环量应缓慢进行，不得过快,以防止系统大幅度波动。
循环量的控制主要是对合成塔的空间速度的控制。
空速是单位时间、单位体积的催化剂所通过气体的体积数量。
也就是气体与催化剂接触时间的长短。
在一定的温度和压力下，增大空间速度，会使原料气和催化剂接触的时间缩短，使出塔气体中甲醇含量降低。
随着空速的增大，在单位时间内气体的循环次数增加，催化剂的生产能力也随之提高。
在单位时间内、单位体积催化剂所生产甲醇的数量成为催化剂的生产能力。
增大空速虽然可以提高触媒的生产能力对增加产量有利，但空间速度也不能无限制的增加，因为它受一些因素的限制：
1、合成甲醇反应温度是依靠生成甲醇时放出的反应热来维持的，空速太大，带出的热量增多，合成塔内热量失去平衡，必然会使温度下降，反而会影响产量。
2、空速过大，则气体的流速加快，气体在设备中停留时间偏短，水冷器的冷却面积相应增大，高速气流中的气体甲醇就不能很好的冷凝下来。
3、空速增大，就是气体的循环量和循环速度的加快，这样动力消耗增加。
因此要提高甲醇合成率，就要控制合适的空间速度。
一般控制在8000-12000h-1。
三．设备一览表（主要设备）
1.非标设备：
设备位号
设备名称
规格
D40001
甲醇合成塔
φ3400高度15227mm（包括汽包）
管壳式管束（φ38*2*6000）
管内装填RK-05触媒触媒装填量为26.3m3
底部装φ25开孔耐火球12m3
上部装φ10开孔耐火球1m3
操作温度℃操作压力MPa介质
管程：
2555.8反应气
壳程：
2493.9沸水
F40001
稀醇水槽
φ1200H=1512平底平盖容器V=1.7M3
操作温度：
40℃
操作压力：
常压
介质：
稀醇水
F40003
甲醇分离器
φ2200H=9100V=26.3m3立式
内装集成膜分离装置内件，包括离心单元，微滤单元和再生单元。
微滤单元过滤精度达1-5um.
40℃操作压力：
5.45MPa
粗甲醇循环气
F40004
汽包
汽包φ1400L=4050
卧式蒸汽出口设有除雾装置V=5.4m3
操作温度℃：
250℃操作压力：
3.9MPa
锅炉给水水蒸气
C40001A
气气换热器A
φ1200H=13717立式填料函式A=857m3
单管程单壳程换热管φ19*2*9000
管程壳程
操作压力MPa：
5.755.9
290~192160~260
介质：
反应气合成气
C40001B
气气换热器B
192~9560~160
J40003
蒸汽喷射器
L=1206mm
蒸汽室软水室
45040-250
3.93.9
过热蒸汽锅炉给水
F40007
地下槽
φ1600H=1800V=3.6m3
40操作压力MPa：
甲醇水
F40005
磷酸盐槽
φ1200H=1500立式V=1.7m3
平底平盖容器，带搅拌器
搅拌电机功率1.5KW搅拌转数110min-1
40
常压
磷酸盐溶液
E40001
洗醇塔
φ800H=7145
内装φ50*25*1不锈钢阶梯环1m。
顶部装有除雾装置。
5.45
弛放气稀醇水
2.定型设备：
序号
L40001AB
一级过滤器
φ377H=1800立式
过滤精度：
60μm压降≤0.02MPa
40℃
操作压力:
5.45MPa
粗甲醇
J40001AB
稀醇水泵
流量：
5.7m3/h吸入压力：
常压
排出压力：
8.0Mpa
电机型号：
YB2-180L-6电机功率：
15KW电压：
380V
J40004
地下槽液下泵
7m3/h扬程：
60m
YB160M1-2
电机功率：
11KW电压：
L40002AB
二级过滤器
5μm压降≤0.02MPa
C40002AB
蒸发式冷却器
φ9350*3800*4805
单台设备轴流风机功率：
8*5.5kW
单台设备水泵功率：
2*5.5kW
单台设备补水量：
6.25m3/h
温度℃压力MPa介质
管内：
100~405.6反应气
管外：
常温0.45空气
J40002AB
磷酸盐泵
20l/h吸入压力：
5.0Mpa
YB2-712-4
0.37KW电压：
四、工艺指标
1．温度指标
仪表代号
控制点
工艺指标
TI-40001
进工段合成气温度
62℃
TI-40002
气气换热B向A的反应气
160℃
TI-40003
气气换热A向B的反应气
192℃
TR-40004
入塔温度
205～250℃
TI-40005
出塔温度
220～290℃
TI-40006
入蒸发冷
97℃
TIC-40007
入分离器
TI-40008
脱盐水去蒸发冷
TI-40012
锅炉给水来自转化
200℃
TI-40010
开工用中压蒸汽段
249℃
2．压力指标
PI-40001
进工段合成气压力
6.0MPa
PI-40002
入合成塔压力
5.9MPa
PDI-40003
合成塔进出口压差
≤0.2MPa
PI-40004
出合成塔压力
5.7MPa
PI-40005
进蒸发冷反应气压力
5.6MPa
PI-40006
出蒸发冷反应气压力
5.55MPa
PI-40007
去合成气压缩循环气压力
5.5MPa
PI-40009
弛放气减压后压力
0.2MPa
PDI-40010
一级过滤器A进出口压差
≤0.035MPa
PDI-40011
一级过滤器B进出口压差
PDI-40012
二级过滤器A进出口压差
PDI-40013
二级过滤器B进出口压差
PI-40014
洗醇塔阀后稀醇水压力
0.7MPa
PI-40015
脱盐水压力
0.3MPa
PI-40016
入工段低压蒸汽压力
0.5MPa
PI-400017
锅炉给水压力
4.2MPa
PI-40018
出工段副产中压蒸汽压力
3.9MPa
PI-40019
进工段中压蒸汽压力
2.9MPa
PDI-40020
出工段低压蒸气压力
PI-40021
去煤气放散装置放空压力
0.1MPa
3．液位控制
LIA-40001
稀醇水槽液位
LICA-40003
分离器液位
LICA-40004
汽包液位
LIA-40005
LICA-40006
4．流量
FI-40001
进工段合成气流量
306644.98Nm3∕h
FI-40002
出工段循环气流量
259591.94Nm3∕h
FI-40003
弛放气流量
13811.07Nm3∕h
FIQ-40006
稀醇水去醇精馏流量
845.63Nm3∕h
FIQC-40007
进工段锅炉给水流量
12600Nm3∕h
FIQ-40008
出工段副产中压蒸汽流量
12000Nm3∕h
FIQ40009
进工段脱盐水流量
14Nm3∕h
五、正常开停车、常见事故的处理方法，紧急事故的处理方法。
（一）原始开车
1.准备工作
（1）检查设备、管道的安装完毕或检修所加的挡板拆除后回装完毕，所有连接处连接正确。
（2）检查电气、仪表、阀门、连锁信号等经调试后灵敏、准确、好用，具备投用条件。
（3）检查与外工序联接的管道是否己接通，开车的技术文件（方案、图表、操作法等）是否己齐全。
（4）微机自控系统已安装调试完毕，准确、灵活好用，处于备用状态。
（5）培训操作人员，熟记操作要领及试车方案。
（6）电源、照明线路工作正常和各种防护用品齐全备用。
（7）必须认真检查，发现问题要认真消除，方能保证开车的顺利和安全。
（8）检查所有阀门开关情况。
2.吹扫
在设备、管道进行安装和检修的过程中，内部可能有灰尘、油泥、水分、棉纱和木屑等杂物，必须吹除，以免开工后堵塞设备和管道，污染催化剂。
对新建的系统，每台设备、每根管道都要吹净，对大修后的系统，只要对检修的部分进行吹净。
吹除最好用氮气，没有氮气也可以用空气，气体压力约为0.5MPa左右。
吹除时要有吹除流程图，按图分段进行，在设备入口处、阀门前及流量计孔板处，都要将法兰拆开，挡上挡板，以防杂质吹入阀体及设备内，吹净后再连接法兰吹下一段。
要求吹除空气放空不得经过设备、仪表、阀门。
大修后，当合成塔己经装好催化剂，吹净时应将塔后与系统隔开，塔后吹净，可由系统副线将气体导入。
塔内装催化剂后可用干净的氮气吹除催化剂粉末。
吹除干净的标志是气流畅通，并用缠有白纱布的木棒在排气口试探，白纱布上没有杂物出现。
（详见合成工段管道设备吹扫方案）
3.试运转
新建系统必须通过试运转，以检验设备的性能和安装质量，消除缺陷，才能保证正常生产。
试运转包括单机试车和联动试车。
单机试车有合成气压缩机、蒸汽喷射器及各种泵类的试运转。
联动试车是以空气或氮气为介质，在一定压力下进行全系统设备的试运转。
单机试车一般是单台设备安装好一台，就进行调试，联动试车是在单机试车完毕的基础上进行的。
合成气压缩机单机试车包括电动机空转无负荷试车及有负荷试车，以检查电气和机械部分安装是否正确，油润滑系统是否正常以及设备的振动情况等。
一般电动机空转试车1～2h，压缩机无负荷试车6～8h，全负荷运转6～8h。
在运转中，应经常检查轴振值、轴位移、轴承温度、进出口压差等情况是否正常，润滑情况是否良好，机组无异常响声，若发现问题应停车处理然后再重复试车至合格为止。
在单机试车合格后，即可进行全系统的联动试车，其具体要求是：
（1）检查循环机的输入气量和在负荷下的工作情况；
（2）检查系统各设备、管道和阀门安装质量以及各处阻力降和振动情况；
（3）检查各种仪表是否正确灵敏；
（4）检查与外工段联系的水、气、电等管路是否接好畅通；
（5）检查锅炉系统水泵的输送能力等。
4.合成塔及汽包煮洗
合成塔煮塔和汽包清洗是利用NaOH和Na3PO4溶液将塔内油垢和锈溶入脱盐水中排掉，更主要是检查合成塔列管和焊口是否有漏的现象。
（详见合成塔及汽包煮洗方案）
5.催化剂的装填
装催化剂是在联动试车合格后进行，如系统大修则在合成塔内件安装完毕进行。
催化剂装填的好坏，直接影响到催化剂层的阻力和温度分布对合成塔的生产能力有直接关系，因此应该认真细致的搞好这一工作。
（详见合成催化剂装填方案）
6.试气密
气密试验是指在规定的最高操作压力下，以静压试验系统中设备、管道的连接处有无泄漏。
气密试验介质可用氮气或空气，试验压力为最高操作压力。
气源的选择可根据厂内的条件和当时的工艺情况而定。
（详见合成系统试压试漏方案）
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