煤制甲醇实训报告.docx

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煤制甲醇实训报告

2014年国家高职院校骨干教师化工类顶岗实训报告

〔煤制甲醇装置〕

班级：

子班

姓名：

连锦花

班主任：

钟飞

实训日期：

2014.8.11—2014.8.23

实训容

1、甲醇介绍

2、煤制甲醇生产工艺、装置介绍及现场参观

3、气化工段仿真模拟训练

4、变换工段仿真模拟训练

5、合成工段仿真模拟训练

6、精馏工段仿真模拟训练

实训方案

一、性质和任务

〔一〕实训的性质

煤制甲醇工艺仿真实训操作是为了加强培训教师实践性教学环节，培养教师理论联系实际，提高分析问题、解决问题的能力及实践技能。

在学习根底知识、专业根底理论课的根底上，进展为期一周的实训。

通过实训，使教师直接参与生产第一线的实践活动，将所学的理论知识和生产实践相结合，进一步稳固和丰富专业根底知识和专业知识；通过参与生产第一线的实践活动，进一步了解生产组织管理的有关知识，为毕业后从事教育工作打下良好的根底；同时通过实训，为教师提供了一次社会实践的时机，为将来走上工作岗位积累一定的社会实践经历。

二、实训目标

〔一〕知识目标

1.甲醇生产原料、产品的性能以及用途；

2.掌握煤制甲醇的工艺生产原理、工艺条件、工艺流程；

3.熟悉有关装置的化工操作规和装置的平安运行规那么；

4.了解主要设备的构造、管道、阀门的类型、作用、性能等情况；

5.了解各种操作参数的测量、控制方法以及相应仪表、仪器的类型、性能和使用方法；

三、实训容

A、甲醇介绍

甲醇，分子式CH3OH，又名木醇或木精，英文名：

Methanol;Methylalcohol;Carbinol;Woodalcohol;Woodspirit;Methylhydroxide;理化性质：

无色、透明、高度挥发、易燃液体。

略有酒精气味。

分子量32.04。

相对密度0.792（20/4℃）。

熔点-97.8℃。

沸点64.5℃。

闪点12.22℃。

自燃点463.89℃。

蒸气密度1.11。

蒸气压13.33KPa（100mmHg21.2℃）。

蒸气与空气混合物爆炸下限6～36.5%。

能与水、乙醇、乙醚、苯、酮、卤代烃和许多其他有机溶剂相混溶。

遇热、明火或氧化剂易着火。

用途：

根本有机原料之一。

主要广泛应用于精细化工，塑料，医药，林产品加工等领域的根本有机化工原料，可开发出100多种高附加值化工产品，尤其深加工后作为一种新型清洁燃料和参加汽油掺烧，其开展前景越来越广阔。

主要是合成法，尚有少量从木材干馏作为副产回收。

合成甲醇可以固体〔如煤、焦炭〕液体〔如原油、重油、轻油〕或气体〔如天然气及其他可燃性气体〕为原料，经造气净化〔脱硫〕变换，除去二氧化碳，配制成一定的合成气〔一氧化碳和氢〕。

在不同的催化剂存在下，选用不同的工艺条件。

单产甲醇〔分高压法低压和中压法〕，或与合成氨联产甲醇〔联醇法〕。

将合成后的粗甲醇，经预精馏脱除甲醚，精馏而得成品甲醇。

高压法为BASF最先实现工业合成的方法，但因其能耗大，加工复杂，材质要求苛刻，产品中副产物多，今后将由ICI低压和中压法及Lurgi低压和中压法取代。

它能与水、乙醇、乙醚、苯、酮、卤代烃和许多其他有机溶剂相混溶，遇热、明火或氧化剂易燃烧。

燃烧反响式为：

CH3OH+3O2→2CO2+4H2O

还能与水、乙醇、乙醚、苯、丙酮和大多数有机溶剂相混溶。

它是重要有机化工原料和优质燃料。

主要用于制造甲醛、醋酸、氯甲烷、甲氨、硫酸二甲脂等多种有机产品，也是农药、医药的重要原料之一。

甲醇亦可代替汽油作燃料使用。

B、煤制甲醇工艺介绍

一、气化

1、煤浆制备

由煤运系统送来的原料煤干基〔<25mm〕或焦送至煤贮斗，经称重给料机控制输送量送入棒磨机，参加一定量的水，物料在棒磨机中进展湿法磨煤。

为了控制煤浆粘度及保持煤浆的稳定性参加添加剂，为了调整煤浆的PH值，参加碱液。

出棒磨机的煤浆浓度约65%，排入磨煤机出口槽，经出口槽泵加压后送至气化工段煤浆槽。

煤浆制备首先要将煤焦磨细，再制备成约65%的煤浆。

磨煤采用湿法，可防止粉尘飞扬，环境好。

用于煤浆气化的磨机现在有两种，棒磨机与球磨机；棒磨机与球磨机相比，棒磨机磨出的煤浆粒度均匀，筛下物少。

煤浆制备能力需和气化炉相匹配，本工程拟选用三台棒磨机，单台磨机处理干煤量43～53t/h，可满足60万t/a甲醇的需要。

为了降低煤浆粘度，使煤浆具有良好的流动性，需参加添加剂，初步选择木质磺酸类添加剂。

煤浆气化需调整浆的PH值在6～8，可用稀氨水或碱液，稀氨水易挥发出氨，氨气对人体有害，污染空气，故本工程拟采用碱液调整煤浆的PH值，碱液初步采用42％的浓度。

为了节约水源，净化排出的含少量甲醇的废水及甲醇精馏废水均可作为磨浆水

2、气化

在本工段，煤浆与氧进展局部氧化反响制得粗合成气。

煤浆由煤浆槽经煤浆加压泵加压后连同空分送来的高压氧通过烧咀进入气化炉，在气化炉中煤浆与氧发生如下主要反响：

CmHnSr+m/2O2—→mCO+〔n/2-r〕H2+rH2S

CO+H2O—→H2+CO2

反响在6.5MPa〔G〕、1350～1400℃下进展。

气化反响在气化炉反响段瞬间完成，生成CO、H2、CO2、H2O和少量CH4、H2S等气体。

离开气化炉反响段的热气体和熔渣进入激冷室水浴，被水淬冷后温度降低并被水蒸汽饱和后出气化炉；气体经文丘里洗涤器、碳洗塔洗涤除尘冷却后送至变换工段。

气化炉反响中生成的熔渣进入激冷室水浴后被别离出来，排入锁斗，定时排入渣池，由扒渣机捞出后装车外运。

气化炉及碳洗塔等排出的洗涤水〔称为黑水〕送往灰水处理。

3、灰水处理

本工段将气化来的黑水进展渣水别离，处理后的水循环使用。

从气化炉和碳洗塔排出的高温黑水分别进入各自的高压闪蒸器，经高压闪蒸浓缩后的黑水混合，经低压、两级真空闪蒸被浓缩后进入澄清槽，水中参加絮凝剂使其加速沉淀。

澄清槽底部的细渣浆经泵抽出送往过滤机给料槽，经由过滤机给料泵加压后送至真空过滤机脱水，渣饼由汽车拉出厂外。

闪蒸出的高压气体经过灰水加热器回收热量之后，通过气液别离器别离掉冷凝液，然后进入变换工段汽提塔。

闪蒸出的低压气体直接送至洗涤塔给料槽，澄清槽上部清水溢流至灰水槽，由灰水泵分别送至洗涤塔给料槽、气化锁斗、磨煤水槽，少量灰水作为废水排往废水处理。

洗涤塔给料槽的水经给料泵加压后与高压闪蒸器排出的高温气体换热后送碳洗塔循环使用。

4、变换

在本工段将气体中的CO局部变换成H2。

　本工段的化学反响为变换反响，以以下方程式表示：

CO+H2O—→H2+CO2

由气化碳洗塔来的粗水煤气经气液别离器别离掉气体夹带的水分后，进入气体过滤器除去杂质，然后分成两股，一局部〔约为54%〕进入原料气预热器与变换气换热至305℃左右进入变换炉，与自身携带的水蒸汽在耐硫变换催化剂作用下进展变换反响，出变换炉的高温气体经蒸汽过热器与甲醇合成及变换副产的中压蒸汽换热、过热中压蒸汽，自身温度降低后在原料气预热器与进变换的粗水煤气换热，温度约335℃进入中压蒸汽发生器，副产4.0MPa蒸汽，温度降至270℃之后，进入低压蒸汽发生器温度降至180℃，然后进入脱盐水加热器、水冷却器最终冷却到40℃进入低温甲醇洗1#吸收系统。

另一局部未变换的粗水煤气，进入低压蒸汽发生器使温度降至180℃，副产0.7MPa的低压蒸汽，然后进入脱盐水加热器回收热量，最后在水冷却器用水冷却至40℃，送入低温甲醇洗2#吸收系统。

气液别离器别离出来的高温工艺冷凝液送气化工段碳洗塔气液别离器别离出来的低温冷凝液经汽提塔用高压闪蒸气和中压蒸汽汽提出溶解在水中的CO2、H2S、NH3后送洗涤塔给料罐回收利用；汽提产生的酸性气体送往火炬。

5、低温甲醇洗

本工段采用低温甲醇洗工艺脱除变换气中CO2、全部硫化物、其它杂质和H2O。

（1）吸收系统

本装置拟采用两套吸收系统，分别处理变换气和未变换气，经过甲醇吸收净化后的变换气和未变换气混合，作为甲醇合成的新鲜气。

由变换来的变换气进入原料气一级冷却器、氨冷器、进入别离器，出别离器的变换气与循环高压闪蒸气混合后，喷入少量甲醇，以防止变换气中水蒸气冷却后结冰，然后进入原料气二级冷却器冷却至－20℃，进入变换气甲醇吸收塔，依次脱除H2S+COS、CO2后在－49℃出吸收塔，然后经二级原料气冷却器，一级原料气冷却器复热后去甲醇合成单元。

净化气中CO2含量约3.4%，H2S+COS<0.1PPm。

来自甲醇再生塔经冷却的甲醇－49℃从甲醇吸收塔顶进入，吸收塔上段为CO2吸收段，甲醇液自上而下与气体逆流接触，脱除气体中CO2，CO2的指标由甲醇循环量来控制。

中间二次引出甲醇液用氨冷器冷却以降低由于溶解热造成的温升。

在吸收塔下段，引出的甲醇液大局部进入高压闪蒸器；另一局部溶液经氨冷器冷却后回流进入H2S吸收段以吸收变换气中的H2S和COS，自塔底出来的含硫富液进入H2S浓缩塔。

为减少H2和CO损失，从高压闪蒸槽闪蒸出的气体加压后送至变换气二级冷却器前与变换气混合，以回收H2和CO。

未变换气的吸收流程同变换气的吸收流程。

（2）溶液再生系统

未变换气和变换气溶液再生系统共用一套装置。

从高压闪蒸器上部和底局部别产生的无硫甲醇富液和含硫甲醇富液进入H2S浓缩塔，进展闪蒸汽提。

甲醇富液采用低压氮气汽提。

高压闪蒸器上部的无硫甲醇富液不含H2S从塔上部进入，在塔顶部降压膨胀。

高压闪蒸器下部的含硫甲醇富液从塔中部进入，塔底参加的氮气将CO2汽提出塔顶，然后经气提氮气冷却器回收冷量后，作为尾气高点放空。

富H2S甲醇液自H2S浓缩塔底出来后进热再生塔给料泵加压，甲醇贫液冷却器换热升温进甲醇再生塔顶部。

甲醇中残存的CO2以及溶解的H2S由再沸器提供的热量进展热再生，混和气出塔顶经多级冷却别离，甲醇一级冷凝液回流，二级冷凝液经换热进入H2S浓缩塔底部。

别离出的酸性气体去硫回收装置。

从原料气别离器和甲醇再生塔底出来的甲醇水溶液经泵加压后甲醇水别离器，通过蒸馏别离甲醇和水。

甲醇水别离器由再沸器提供。

塔顶出来的气体送到甲醇再生塔中部。

塔底出来的甲醇含量小于100PPm的废水送水煤浆制备工序或去全厂污水处理系统。

（3）氨压缩制冷

从净化各制冷点蒸发后的-33℃气氨气体进入氨液别离器，将气体中的液粒别离出来后进入离心式制冷压缩机一段进口压缩至冷凝温度对应的冷凝压力，然后进入氨冷凝器。

气氨通过对冷却水放热冷凝成液体后，靠重力排入液氨贮槽。

液氨通过分配器送往各制冷设备。

6、甲醇合成及精馏

（1）甲醇合成

经甲醇洗脱硫脱碳净化后的产生合成气压力约为5.6MPa，与甲醇合成循环气混合，经甲醇合成循环气压缩机增压至6.5MPa，然后进入冷管式反响器〔气冷反响器〕冷管预热到235℃，进入管壳式反响器〔水冷反响器〕进展甲醇合成，CO、CO2和H2在Cu-Zn催化剂作用下，合成粗甲醇，出管壳式反响器的反响气温度约为240℃，然后进入气冷反响器壳侧继续进展甲醇合成反响，同时预热冷管的工艺气体，气冷反响器壳侧气体出口温度为250℃，再经低压蒸汽发生器，锅炉给水加热器、空气冷却器、水冷器冷却后到40℃，进入甲醇别离器，从别离器上部出来的未反响气体进入循环气压缩机压缩，返回到甲醇合成回路。

一局部循环气作为弛放气排出系统以调节合成循环圈的惰性气体含量，合成弛放气送至膜回收装置，回收氢气，产生的富氢气经压缩机压缩后作为甲醇合成原料气；膜回收尾气送至甲醇蒸汽加热炉过热甲醇合成反响器副产的中压饱和蒸汽〔2.5MPa〕，将中压蒸汽过热到400℃。

粗甲醇从甲醇别离器底部排出，经甲醇膨胀槽减压释放出溶解气后送往甲醇精馏工段。

系统弛放气及甲醇膨胀槽产生的膨胀气混合送往工厂锅炉燃料系统。

甲醇合成水冷反响器副产中压蒸汽经变换过热后送工厂中压蒸汽管网。

〔2〕甲醇精馏

　　从甲醇合成膨胀槽来的粗甲醇进入精馏系统。

精馏系统由预精馏塔、加压塔、常压塔组成。

预精馏塔塔底出来的富甲醇液经加压至0.8MPa、80℃，进入加压塔下部，加压塔塔顶气体经冷凝后，一局部作为回流，一局部作为产品甲醇送入贮存系统。

由加压塔底出来的甲醇溶液自流入常压塔下塔进一步蒸馏，常压塔顶出来的回流液一局部回流，一局部作为精甲醇经泵送入贮存系统。

常压塔底的含甲醇的废水送入磨煤工段作为磨煤用水。

在常压塔下部设有侧线采出，采出甲醇、乙醇和水的混合物，由汽提塔进料泵送入汽提塔，汽提塔塔顶液体产品局部回流，其余局部作为产品送至精甲醇中间槽或送至粗甲醇贮槽。

汽提塔下部设有侧线采出，采出局部异丁基油和少量乙醇,混合进入异丁基油贮槽。

汽提塔塔底排出的废水，含少量甲醇，进入沉淀池，别离出杂醇和水，废水由废水泵送至废水处理装置。

〔3〕中间罐区

甲醇精馏工序临时停车时，甲醇合成工序生产的粗甲醇，进入粗甲醇贮罐中贮存。

甲醇精馏工序恢复生产时，粗甲醇经粗甲醇泵升压后送往甲醇精馏工序。

甲醇精馏工序生产的精甲醇，进入甲醇计量罐中。

经检验合格的精甲醇用精甲醇泵升压送往成品罐区甲醇贮罐中贮存待售。

7、空分装置

本装置工艺为分子筛净化空气、空气增压、氧气和氮气压缩流程，带中压空气增压透平膨胀机，采用规整填料分馏塔，全精馏制氩工艺。

原料空气自吸入口吸入，经自洁式空气过滤器除去灰尘及其它机械杂质。

过滤后的空气进入离心式空压机经压缩机压缩到约0.57MPa（A），然后进入空气冷却塔冷却。

冷却水为经水冷塔冷却后的水。

空气自下而上穿过空气冷却塔，在冷却的同时，又得到清洗。

经空冷塔冷却后的空气进入切换使用的分子筛纯化器空气中的二氧化碳、碳氢化合物和水分被吸附。

分子筛纯化器为两只切换使用，其中一只工作时，另一只再生。

纯化器的切换周期约为4小时，定时自动切换。

净化后的空气抽出一小局部，作为仪表空气和工厂空气。

其余空气分成两股，一股直接进入低压板式换热器，从换热器底部抽出后进入下塔。

另外一股进入空气增压机。

经过空气增压机的中压空气分成两局部，一局部进入高压板式换热器，冷却后进入低温膨胀机，膨胀后空气进入下塔精馏。

另一局部中压空气经过空气增压机二段压缩为高压空气，进入高压板式换热器，冷却后经节流阀节流后进入下塔。

空气经下塔初步精馏后，获得富氧液空、低纯液氮、低压氮气，其中富氧液空和低纯液氮经过冷器过冷后节流进入上塔。

经上塔进一步精馏后，在上塔底部获得液氧，并经液氧泵压缩后进入高压板式换热器，复热后出冷箱，进入氧气管网。

在下塔顶部抽取的低压氮气，进入高压板式换热器，复热后送至全厂低压氮气管网。

从上塔上部引出污氮气经过冷器、低压板式换热器和高压板式换热器复热出冷箱后分成两局部：

一局部进入分子筛系统的蒸汽加热器，作为分子筛再生气体，其余污氮气去水冷塔。

从上塔中部抽取一定量的氩馏份送入粗氩塔，粗氩塔在构造上分为两段，第二段氩塔底部的回流液经液体泵送入第一段顶部作为回流液，经粗氩塔精馏得到99.6%Ar，2ppmO2的粗氩，送入精氩塔中部，经精氩塔精馏在精氩塔底部得到纯度为99.999%Ar的氩作为产品抽出送入进贮槽。

C、煤制甲醇仿真的简介

煤制甲醇仿真容

仿真教学系统由两大部份组成:

硬件部份、软件部份。

硬件部份：

商用计算机、网络系统专业教学过程的一个技术平台。

软件部份：

总体监控软件、通讯软件、工艺仿真软件（动态数学模型）、仿DCS软件智能操作指导系统、智能诊断系统这局部是仿真系统的核心，它完成了所有的教学功能。

仿真系统的教学容如下：

氧化反响器单元、熔盐冷却单位、液位控制单元、离心泵单元、列管式换热器单元、压缩机单元固定床反响器、间歇式反响单元、流化床反响器加热炉单元、精馏、吸收解吸、锅炉含盖了生产所需要的化工根本操作单元；

仿真系统的特点：

1、贴近真实生产操作系统的界面很强的交互性、重复性。

在仿真系统上可反复进展开车、停车训练、事故训练。

教师成为了学习的主体,教师可以根据自己的能力有选择性地学习，灵活地掌握学习进度。

使得个性化教学成为可能。

  2、仿真系统的智能教学功能，对教师的学习过程可进展实时跟踪测评，并指出其操作过程的对、错。

提高了教师自主学习的能力。

  3、教师站的组态功能使得教师的教学过程能满足教学大纲和方案的要求，也更加贴近了培养目标。

  4、教师在仿真系统上实训不会发生人身危险、设备损坏、环境污染等经济损失和平安事故。

  5、贴近真实生产操作系统的界面,为教师后毕业后尽快适用工作环境提供了良好的技术根底。

仿真教学容：

1.气化工段：

气化工段的教学容在于冷态开车工态，按照要求对气化反响器单元、熔盐冷却单位、液位控制单元、离心泵单元、列管式换热器单元等进展一些阀门开闭，升降温，加料等操作。

2.变换工段：

变换工段的教学容在于冷态开车工态，按照要求对变换工段的一些单元进展阀门闭启等。

3、合成工段

4、精馏工段

 仿真教学培训的效果：

1、教师理解、掌握了化工过程的根本操作技能。

提高了教师对典型化工过程的开车、停车、事故处理的能力，加深了教师对化工过程根本原理的理解。

  2、掌握了调节器的根本操作技能。

为以后掌握P、I、D参数的在线整定及复杂控制系统的投运和调整能力打下良好根底。

  3、通过仿真实训，教师掌握了最优的开车方案.系统科学、严格的考核，客观和真实地评价了教师实训后到达的操作水平和理论联系实际的能力。

同时，提高了教师对复杂化工过程动态运行的分析和决策能力。

实训小结

在5天的实训中，我收获了很多书本上无法获得的东西。

这些仿真实践性的东西对于我们来说是至关重要的，它让我们增加了对社会的感性认识、对知识更深入的了解。

煤制甲醇实训基地的教师都是通过长久的实际工作拥有丰富的经历和熟练程度。

这是我们教师在课本上得不到的，通过练习仿真操作，是我明白只有在操作中积累自己的经历，丰富自己的知识，才会去得心应手的去革新！

〞这句话是那样深刻地印在我的脑海里。

通过仿真与实操相结合的学习，让我亲身感触到了各种设备。

不再是书本上模糊的图画。

而且这次实训，让我们知道了设备的运行是要考虑各种因素的。

而很小的一个疏忽都可能是潜在的危险。

仿真实训让我更加深刻理解了煤制甲醇的生产工艺。