1、甲醇制氫工藝簡介1前言氫氣在工業(yè)上有著廣泛的用途。近年來，由于精細(xì)化工、蔥醍法制雙氧水、粉末冶金、油脂加氫、林業(yè)品和農(nóng)業(yè)品加氫、生物工程、石油煉制加氫及氫燃料清潔汽車等的迅速發(fā)展，對純氫需求量急速增加。對沒有方便氫源的地區(qū)，如果采用傳統(tǒng)的以石油類、天然氣或煤為原料造氣來分離制氫需龐大投資，“相當(dāng)于半個合成氨”，只適用于大規(guī)模用戶。對中小用戶電解水可方便制得氫氣，但能耗很大，每立方米氫氣耗電達(dá)6度，且氫純度不理想，雜質(zhì)多，同時規(guī)模也受到限制，因此近年來許多原用電解水制氫的廠家紛紛進(jìn)行技術(shù)改造，改用甲醇蒸汽轉(zhuǎn)化制氫新的工藝路線。西南化工研究設(shè)計院研究開發(fā)的甲醇蒸汽轉(zhuǎn)化配變壓吸附分離制氫技術(shù)為中小用

2、戶提供了一條經(jīng)濟(jì)實(shí)用的新工藝路線。第一套600Nn3/h制氫裝置于1993年7月在廣州金珠江化學(xué)有限公司首先投產(chǎn)開車，在得到純度99.99%氫氣同時還得到食品級二氧化碳，該技術(shù)屬國內(nèi)首創(chuàng)，取得良好的經(jīng)濟(jì)效益。此項(xiàng)目于93年獲得化工部優(yōu)秀設(shè)計二等獎、94年獲廣東省科技進(jìn)步二等獎。2工藝原理及其特點(diǎn)本工藝以來源方便的甲醇和脫鹽水為原料，在220280c下，專用催化劑上催化轉(zhuǎn)化為組成為主要含氫和二氧化碳轉(zhuǎn)化氣，其原理如下：主反應(yīng)：CH3OH=ca2H+90.7KJ/molCO+HO=CO+H2-41.2KJ/mol總反應(yīng)：CH3O由HO=CO+3H2+49.5KJ/mol副反應(yīng)：2CH3OH=CHO

3、CH+KO-24.9KJ/molCO+3H2=CH+HO-+206.3KJ/mol上述反應(yīng)生成的轉(zhuǎn)化氣經(jīng)冷卻、冷凝后其組成為H27374%CO22324.5%CO1.0%CH30H300ppmH2O飽和該轉(zhuǎn)化氣很容易用變壓吸附等技術(shù)分離提取純氫。廣州金珠江化學(xué)有限公司600Nn3/h制氫裝置自93年7月投產(chǎn)后，因后續(xù)用戶雙氧水的擴(kuò)產(chǎn)，于97年4月擴(kuò)產(chǎn)1000Nn3/h制氫裝置投產(chǎn)，后又?jǐn)U產(chǎn)至1800Nn3/h,于2000年3月投產(chǎn)。本工藝制氫技術(shù)給金珠江化學(xué)有限公司帶來良好的經(jīng)濟(jì)效益。目前國內(nèi)應(yīng)用此技術(shù)的企業(yè)已近百家，通過幾年來的運(yùn)轉(zhuǎn)證明，本工藝技術(shù)成熟、操作方便，運(yùn)轉(zhuǎn)穩(wěn)定、無污染。本工藝技術(shù)

4、有下列特點(diǎn)：1 .甲醇蒸汽在專用催化劑上裂解和轉(zhuǎn)化一步完成。2 .采用加壓操作，產(chǎn)生的轉(zhuǎn)化氣不需要進(jìn)一步加壓，即可直接送入變壓吸附分離裝置，降低了能耗。3 .與電解法相比，電耗下降90%以上，生產(chǎn)成本可下降4050%且氫氣純度高。與煤造氣相比則顯本工藝裝置簡單，操作方便穩(wěn)定。煤造氣雖然原料費(fèi)用稍低，但流程長投資大，且污染大，雜質(zhì)多，需脫硫凈化等，對中小規(guī)模裝置不適用。4 .專用催化劑具有活性高、選擇性好、使用溫度低，壽命長等特點(diǎn)。5 .采用導(dǎo)熱油作為循環(huán)供熱載體，滿足了工藝要求，且投資少，能耗低，降低了操作費(fèi)用。3工藝過程工藝流程如圖所示。甲醇和脫鹽水按一定比例混合后經(jīng)換熱器預(yù)熱后送入汽化塔，

5、汽化后的水甲醇蒸汽經(jīng)鍋熱器過熱后進(jìn)入轉(zhuǎn)化器在催化劑床層進(jìn)行催化裂解和變換反應(yīng)，產(chǎn)出轉(zhuǎn)化氣含約74用氣和24%C氧化碳，經(jīng)換熱、冷卻冷凝后進(jìn)入水洗吸收塔，塔釜收集未轉(zhuǎn)化完的甲醇和水供循環(huán)使用，塔項(xiàng)氣送變壓吸附裝置提純。根據(jù)對產(chǎn)品氣純度和微量雜質(zhì)組分的不同要求，采用四塔或四塔以上流程，純度可達(dá)到99.999.999%。設(shè)計處理能力為1500Nm3/h轉(zhuǎn)化氣、純度為99.9%的變壓吸附裝置，其氫氣回收率可達(dá)90砌上。轉(zhuǎn)化氣中二氧化碳可用變壓吸附裝置提純到食品級，用于飲料及酒類行業(yè)。這樣可大大降低生產(chǎn)成本。流程設(shè)置先經(jīng)變壓吸附裝置分離二氧化碳后，富含氫氣的轉(zhuǎn)化氣經(jīng)加壓送入變壓吸附裝置提純。-皆一m甲邯

6、牙第牌及兩四附工儲謂冏園JO4原料及動力消耗（以1000NR3純氫計）本工藝原料簡單，配套的公用工程要求較低，極易滿足。集多年的的工業(yè)化裝置運(yùn)轉(zhuǎn)數(shù)據(jù)，得出其原料及動力消耗如下：甲醇0.57噸脫鹽水0.32噸電220V/380V150度儀表空氣80Nm3/h生產(chǎn)成本：每Nm純氫車間成本為2.03.0元，若二氧化碳能回收銷售，則產(chǎn)品成本可下降至1.52.0元。（車間成本根據(jù)裝置規(guī)模和甲醇市場價格波動稍有不同。）5環(huán)保5.1 廢氣：本技術(shù)采用物料內(nèi)部自循環(huán)工藝流程，故正常開車時基本上無三廢排放，僅在原料液貯罐有33少量含CO和CHOCH釋放氣排出，以1000Nm/h制氫裝置為例，其量為1.01.7N

7、m/h,氣體組成如下：組份COCHOCHhbCHOHH2O組成%34.032.661.003.2411.38因氣量小，基本上無毒，可直接排入大氣。變壓吸附工藝馳放氣經(jīng)阻火器后排入大氣，其中含大量的二氧化碳?xì)夂蜕倭康臍錃饧拔⒘康难趸己退?，對環(huán)境不造成污染。5.2 廢液：本工藝僅汽化塔塔底不定期排出少量廢水，其中含甲醇0.5%以下，經(jīng)稀釋后可達(dá)到GB8978-88中第二類污染物排放標(biāo)準(zhǔn)，直接排入下水。5.3 廢渣：導(dǎo)熱油鍋爐房有一定量的燃燒煤渣，可集中處理。（只有以煤為燃料的導(dǎo)熱油系統(tǒng)有廢渣。）6推廣應(yīng)用情況現(xiàn)已技術(shù)轉(zhuǎn)讓或提供成套裝置的單位列表如下：西南化工研究院目前可提供205000Nn3/

8、h范圍內(nèi)各種規(guī)模的甲醇蒸汽轉(zhuǎn)化制氫裝置?？韶?fù)責(zé)設(shè)計、安裝指導(dǎo)、人員培訓(xùn)、開車等技術(shù)工作，也可提供成套工程裝置如設(shè)備、電氣、儀表等的硬件裝備。裝置投產(chǎn)后，長期實(shí)行技術(shù)回訪等跟蹤運(yùn)行服務(wù)，保證裝置穩(wěn)定運(yùn)行。7結(jié)論工業(yè)化實(shí)踐證明本技術(shù)工藝先進(jìn)，技術(shù)成熟；裝置簡單，操作容易，運(yùn)轉(zhuǎn)穩(wěn)定。此工藝特別對中小規(guī)模需氫用戶，有較好的市場前景。該工藝專用催化劑不斷進(jìn)行改進(jìn)，不僅保持了高活性、高選擇性的優(yōu)點(diǎn)，在催化劑壽命上亦有較大突破，廣州金珠江化學(xué)有限公司使用的催化劑壽命已超過4年。操作程序1開車前的準(zhǔn)備工作1.1 一般準(zhǔn)備和檢查1、檢查水、電、汽、軟水、儀表空氣、氮?dú)?、氫氣、燃料等的供?yīng)情況，并與有關(guān)部門聯(lián)系，

9、落實(shí)供應(yīng)數(shù)量和質(zhì)量要求。2、關(guān)閉所有排液閥、排污閥、放空閥、進(jìn)料閥、取樣閥。開啟冷卻水、儀表空氣等進(jìn)工段總閥。3、通知導(dǎo)熱油鍋爐房準(zhǔn)備開車，并聯(lián)系確定開車的具體時間和質(zhì)量數(shù)量要求（壓力、溫度、流量等）。4、通知分析室準(zhǔn)備生產(chǎn)控制分析工作。5、檢查動力設(shè)備的完好情況，檢查所有儀表電源、氣源、信號是否正常。6、落實(shí)產(chǎn)品用戶。因轉(zhuǎn)化催化劑不希望中途頻繁停車，如用戶沒落實(shí)不要急于開車。7、檢查消防和安全設(shè)施是否齊備完好。8、操作人員、分析人員、管理和維修人員經(jīng)技術(shù)培訓(xùn)，并考核合格方能上崗。2開車操作程序投料開車程序應(yīng)在催化劑還原結(jié)束后進(jìn)行，無時間間隔。開車時序一般為：水冼塔開車、汽化塔開車、轉(zhuǎn)化爐開車

10、、系統(tǒng)升壓。還原結(jié)束后，關(guān)閉還原系統(tǒng)閥，開啟轉(zhuǎn)化爐后直到放空管線間所有閥門，關(guān)閉有關(guān)閥門，準(zhǔn)備系統(tǒng)開車。注意：開車負(fù)荷一般采用30%60%滿負(fù)荷量，待系統(tǒng)穩(wěn)定后逐漸加大到滿負(fù)荷量。2.1 準(zhǔn)備1、檢查工具和防護(hù)用品是否齊備完好。2、檢查動力設(shè)備是否正常，對潤滑點(diǎn)按規(guī)定加油，并盤車數(shù)圈。3、檢查各測量、控制儀表是否失靈，準(zhǔn)確完好，并打開儀表電源、氣源開關(guān)。4、通知甲醇庫和脫鹽水站向本裝置送原料。使甲醇中間罐和脫鹽水中間罐的液位達(dá)90%,停止送料。5、催化劑還原系統(tǒng)所有閥門、儀表維持原開車狀態(tài)不變。6、通知導(dǎo)熱油爐工序，做好開車準(zhǔn)備。7、確定開車投料量，明確投料量與各參數(shù)間關(guān)系。2.2 水冼塔開車

11、1、開脫鹽水中間罐出料閥、脫鹽水進(jìn)料泵進(jìn)口閥、旁路閥，啟動進(jìn)料泵，使脫鹽水泵運(yùn)轉(zhuǎn)正常。2、開泵脫鹽水進(jìn)料出口閥，關(guān)脫鹽水進(jìn)料旁路閥，用調(diào)節(jié)閥調(diào)節(jié)回流量，使流量達(dá)要求值。3、當(dāng)水洗塔塔釜出現(xiàn)液位后，開塔釜排液調(diào)節(jié)閥旁路閥，向循環(huán)液貯槽送脫鹽水，然后開調(diào)節(jié)閥前后閥，控制水洗塔液位在3040%。2.3 汽化塔開車1、開甲醇中間罐出口閥、甲醇流量計前后閥、開循環(huán)液貯槽出口閥，使水甲醇混合，開泵甲醇進(jìn)料泵進(jìn)口閥，旁路閥，啟動泵，使甲醇進(jìn)料泵運(yùn)轉(zhuǎn)正常。2、開甲醇進(jìn)料泵出口閥，關(guān)甲醇進(jìn)料泵旁路閥，調(diào)節(jié)進(jìn)料泵刻度向系統(tǒng)送水甲醇。在取樣點(diǎn)取樣分析，通過調(diào)節(jié)原料甲醇的流量，使水甲醇配比達(dá)到要求值。3、當(dāng)汽化塔塔釜

12、液位達(dá)10%時，開啟汽化塔頂放空閥，緩慢開啟塔釜導(dǎo)熱油進(jìn)口閥旁路閥、前后閥，用調(diào)節(jié)閥調(diào)節(jié)進(jìn)汽化塔導(dǎo)熱油量。當(dāng)塔頂排放氣量穩(wěn)定時，開啟過熱器底部排污閥，無液珠排出時關(guān)閉排污閥，即可轉(zhuǎn)入轉(zhuǎn)化爐開車。2.4 轉(zhuǎn)化爐開車1、開轉(zhuǎn)化爐進(jìn)口閥，關(guān)閉汽化塔頂放空閥，即向轉(zhuǎn)化爐送水甲醇原料氣。2、使導(dǎo)熱油爐溫度穩(wěn)定至230C,檢查裝置設(shè)備、管線、閥門、儀表等運(yùn)轉(zhuǎn)是否正常，并觀察各工藝參數(shù)間關(guān)系，若無異常現(xiàn)象便可進(jìn)行系統(tǒng)升壓。2.5 系統(tǒng)升壓1、開流量計前后閥，關(guān)閉旁路閥，開系統(tǒng)壓力調(diào)節(jié)閥及其前后閥，關(guān)閉旁路閥。緩慢關(guān)小閥，使系統(tǒng)升壓，直至達(dá)1.1MPa。注意：必須保證原料氣體適量通過催化劑床層，所以系統(tǒng)調(diào)壓閥

13、不能處于全關(guān)狀態(tài)。2、調(diào)節(jié)系統(tǒng)壓力調(diào)節(jié)閥開度，使系統(tǒng)壓力、轉(zhuǎn)化氣量穩(wěn)定。3、檢查原料液進(jìn)料量及其水甲醇配比，使達(dá)要求值；檢查轉(zhuǎn)化氣量，通過閥調(diào)節(jié)進(jìn)下部的導(dǎo)熱油流量，控制好塔釜液位在1540%。4、調(diào)節(jié)使進(jìn)水洗塔脫鹽水量穩(wěn)定并達(dá)要求值，使液位穩(wěn)定。此時已完成系統(tǒng)投料開車工作。觀察全系統(tǒng)運(yùn)行情況，若無異?，F(xiàn)象便可進(jìn)行下述操作使系統(tǒng)轉(zhuǎn)入正常工作。2.6 系統(tǒng)穩(wěn)定1、檢查冷卻器冷卻水量，使進(jìn)入水洗塔的轉(zhuǎn)化氣溫度X0C。2、檢查緩沖罐出口轉(zhuǎn)化氣組成，調(diào)整水甲醇配比，控制轉(zhuǎn)化氣出口氣中一氧化碳、甲醇、水等組份達(dá)要求值。3、全系統(tǒng)操作穩(wěn)定后，即可向后工段PSA-H2裝置輸送轉(zhuǎn)化氣。3正常操作全系統(tǒng)開車完成后

14、，即可逐步轉(zhuǎn)入正常操作。7.3.1 正常操作狀態(tài)的建立和維持1、根據(jù)原料液進(jìn)料量、轉(zhuǎn)化氣流量、水甲醇配比、汽化塔液位、導(dǎo)熱油溫度、轉(zhuǎn)化氣組成、循環(huán)液組成及各控制點(diǎn)參數(shù)對各控制參數(shù)進(jìn)行適當(dāng)調(diào)整，使系統(tǒng)操作處于正常范圍內(nèi)。2、根據(jù)所需轉(zhuǎn)化氣量及水甲醇配比確定甲醇流量，將調(diào)節(jié)閥投入自動調(diào)節(jié)3、根據(jù)所需脫鹽水流量，將調(diào)節(jié)閥投入自動調(diào)節(jié)4、根據(jù)所需轉(zhuǎn)化氣量及水甲醇配比，調(diào)節(jié)原料液進(jìn)料泵流量。5、根據(jù)循環(huán)液流量，將調(diào)節(jié)閥投入自動調(diào)節(jié)。6、調(diào)節(jié)冷卻器進(jìn)水閥，使轉(zhuǎn)化氣出的溫度在40c以下。7、當(dāng)系統(tǒng)轉(zhuǎn)化氣流量穩(wěn)定后，將系統(tǒng)壓力調(diào)節(jié)閥投入自動調(diào)節(jié)。8、根據(jù)所需轉(zhuǎn)化氣量及組成，適當(dāng)調(diào)整進(jìn)系統(tǒng)導(dǎo)熱油溫度。9、由汽化

15、塔下部排液閥連續(xù)排出少量廢水，排出量控制在15.020.0Kg/h。全系統(tǒng)已處正常穩(wěn)定運(yùn)轉(zhuǎn)。系統(tǒng)處于正常操作時，按時記錄各操作參數(shù)并巡回檢查各控制點(diǎn)、設(shè)備、儀表、閥門等是否處正常狀態(tài)，發(fā)現(xiàn)異?，F(xiàn)象，應(yīng)立即查明原因，及時處理，排除故障，維持系統(tǒng)正常操作狀態(tài)。3.2正常停車操作1、停止導(dǎo)熱油爐加熱，維持導(dǎo)熱油循環(huán)，待反應(yīng)溫度降至200c以下后，導(dǎo)熱油爐房停止向造氣裝置送導(dǎo)熱油，即開啟導(dǎo)熱油裝置內(nèi)部短路閥。導(dǎo)熱油爐停車按導(dǎo)熱油爐停車要求進(jìn)行。2、在導(dǎo)熱油爐降溫的同時，手動調(diào)節(jié)系統(tǒng)壓力調(diào)節(jié)閥，使系統(tǒng)緩慢降壓至0.4Mpa(或切開氣體緩沖罐，轉(zhuǎn)化氣可備用轉(zhuǎn)化爐置換，開啟水洗塔頂放空閥降壓)。3、關(guān)閉進(jìn)轉(zhuǎn)

16、化爐閥門，緩慢開啟汽化塔頂放空閥，汽化塔前系統(tǒng)降壓至常壓。4、汽化塔系統(tǒng)降壓的同時，停原料進(jìn)料泵，停止向系統(tǒng)進(jìn)料。5、轉(zhuǎn)化爐后系統(tǒng)繼續(xù)降壓，待降至0.2Mpa時，關(guān)閉轉(zhuǎn)化爐的前后閥、旁路閥。6、停脫鹽水泵，停止向水洗塔送脫鹽水。關(guān)閉水洗塔釜排液閥。7、分別用氮?dú)饣驓怏w緩沖罐轉(zhuǎn)化氣對轉(zhuǎn)化爐前后分段置換，考慮到降溫對系統(tǒng)壓力的影響，最好系統(tǒng)分段用氮?dú)饣驓錃獗褐?.2Mpao導(dǎo)熱油按要求降至一定溫度后，停導(dǎo)熱油循環(huán)泵。若長期停車，則用加壓氮?dú)鈱?dǎo)熱油從系統(tǒng)壓回導(dǎo)熱油貯罐。8、對催化劑實(shí)行保護(hù)操作或鈍化處理。3.3緊急停車操作1、凡遇下列情況之一應(yīng)采取緊急停車操作：停電。停冷卻水。設(shè)備、管道爆炸斷裂

17、、起火。設(shè)備、管道或法蘭嚴(yán)重漏氣、漏液無法處理。重要控制儀表失靈。2、操作步驟緊急通知導(dǎo)熱油裝置停止加熱，打開導(dǎo)熱油裝置內(nèi)部短路閥，停止向造氣裝置送導(dǎo)熱油。關(guān)閉轉(zhuǎn)化爐前閥，切開汽化塔系統(tǒng)與反應(yīng)系統(tǒng)。轉(zhuǎn)化爐后系統(tǒng)適當(dāng)卸壓。汽化系統(tǒng)可維持壓力穩(wěn)定。停原料進(jìn)料泵。(4)停脫鹽水進(jìn)料泵。對催化劑實(shí)行特殊保護(hù)操作。查明事故原因后再作進(jìn)一步處理。CNZ-1甲醇制氫催化劑說明書CNZ-1型催化劑是一種以銅為活性組份。由銅、鋅、鋁等的氧化物組成的新型催化劑。其對甲醇蒸汽轉(zhuǎn)化制氫和二氧化碳具有高活性和良好的選擇性。催化劑的主要特性1 .型號：CNZ-1型2 .外觀顏色、外型尺寸和形狀：催化劑為黑色圓柱體。表面光

18、滑，有光澤。公稱尺寸：5X5毫米3 .化學(xué)組成（重量%:組成CuOZnOAl2O3NaO燒失重含量（重量）>60520515<0.1<104 .堆密度：0.951.25公斤/升5 .機(jī)械破碎強(qiáng)度：>60牛頓/厘米6 .催化活性采用模擬反應(yīng)器測定反應(yīng)器：25X1.5mm催化劑尺寸：5X5mm催化劑裝量：60毫升還原條件：還原壓力：常壓還原溫度：110230c1還原空速：1000時還原時間：50小時還原氣：含H20.520%勺N2氣（或脫硫天然氣）測定條件：反應(yīng)壓力：常壓反應(yīng)溫度：250c甲醇流量：30毫升/小時催化劑活性：時空產(chǎn)率（轉(zhuǎn)化氣）>600Nm3/（m3ca

19、th）o二、催化劑包裝、貯存1 .催化劑用塑料袋包裝后裝入鐵桶內(nèi)。室內(nèi)貯存，嚴(yán)防受潮、受震和毒物污染。搬運(yùn)過程中禁止在地上滾動。禁止從高于0.5米的地方落下，或撞擊。2 .在正常情況下，催化劑可以貯存一年以上，對催化劑的物理性能和活性不會有影響。三、催化劑的升溫、還原和鈍化CNZ-1型催化劑由銅、鋅、鋁的氧化物組成。使用前應(yīng)進(jìn)行還原。1 .還原條件：還原壓力：常壓還原空速：1000時-1還原氣：含H20.510%勺氮?dú)猓ɑ蛎摿蛱烊粴猓? .還原氣質(zhì)量：。2<0.1%HbO<0.2%S<0.1ppm氯化物<0.1ppm油霧極微3 .升溫還原程序該CNZ-1型催化劑使用前須

20、進(jìn)行升溫還原。在不同的溫度段分別按15c/h、10C/h、5c/h升溫速度進(jìn)行，在升溫過程中分階段提高還原氣中的氫氣含量（0.520%o4 .開車準(zhǔn)備還原結(jié)束后，停止加入氫氣，關(guān)小還原氣量至原流量的80%準(zhǔn)備正常開車投料，建議投料量為正常運(yùn)轉(zhuǎn)時的3080%o5 .催化劑的鈍化卸出催化劑時，必須將催化劑鈍化處理。鈍化條件：鈍化氣：氧含量（用儀表空氣）為0.15%勺工業(yè)純氮?dú)狻?鈍化空速：1000時鈍化壓力：常壓鈍化處理后的催化劑便可以卸出。四、注意事項(xiàng)：催化劑的還原是十分重要的一步驟，必須小心操作。要保證催化劑充分還原，不可急燥行事。還原完畢，準(zhǔn)備正常投料時，要避免反應(yīng)器溫度下降超過10C。CN

21、Z-1型催化劑可以在230280c下操作。催化劑使用前期可維持較低的操作溫度，后期可將操作溫度提高，以發(fā)揮催化劑的最大能力。銅系催化劑的缺點(diǎn)是耐熱性較差，故無論是升溫還原或在反應(yīng)操作中都要避免催化劑淬冷淬熱。否則會造成銅晶粒變化，從而影響催化劑的活性和壽命。工藝過程說明甲醇催化轉(zhuǎn)化造氣生產(chǎn)工藝過程可分為：原料液預(yù)熱、汽化、過熱、轉(zhuǎn)化反應(yīng)、產(chǎn)品氣冷卻冷凝、產(chǎn)品氣凈化等四個過程。本裝置為兩套完全獨(dú)立的系統(tǒng)，在以下敘述過程中設(shè)備、閥門、調(diào)節(jié)閥等位號省去系統(tǒng)。1工藝過程1.1 原料液預(yù)熱、汽化、過熱工序?qū)⒓状己兔擕}水按規(guī)定比例混和，經(jīng)泵加壓送入系統(tǒng)進(jìn)行預(yù)熱、汽化過熱至反應(yīng)溫度的過程。其工作范圍是：甲醇

22、計量罐、循環(huán)液貯槽、原料進(jìn)料泵、換熱器、汽化塔、過熱器等設(shè)備及其配套儀表和閥門。1.2 催化轉(zhuǎn)化反應(yīng)工序在反應(yīng)溫度和壓力下，原料蒸汽在轉(zhuǎn)化爐中完成氣固相催化轉(zhuǎn)化反應(yīng)。工作范圍是：轉(zhuǎn)化爐一臺設(shè)備及其配套儀表和閥門。該工序的目的是完成化學(xué)反應(yīng)，得到主要組分為氫氣和二氧化碳的轉(zhuǎn)化氣。1.3 轉(zhuǎn)化氣冷卻冷凝工序?qū)⑥D(zhuǎn)化爐下部出來的高溫轉(zhuǎn)化氣經(jīng)過冷卻、冷凝降到40c以下的過程。其工作范圍是：換熱器、冷卻器二臺設(shè)備及其配套儀表和閥門。1.4 轉(zhuǎn)化氣凈化工序含有氫氣、二氧化碳以及少量一氧化碳、甲醇和水的低溫轉(zhuǎn)化氣，進(jìn)入水洗塔用脫鹽水吸收未反應(yīng)甲醇的過程。其工作范圍是：水洗塔、脫鹽水中間罐、氣體緩沖罐、脫鹽水進(jìn)

23、料泵五臺設(shè)備及其配套儀表和閥門。2.0工藝過程主要控制指標(biāo)2.1原料汽化過熱2.1.1原料甲醇流量1134kg/h2.1.2原料液流量2590Kg/h2.1.3汽化過熱塔進(jìn)料溫度165C2.1.4汽化過熱塔塔釜壓力（表壓）1.1MPa2.2轉(zhuǎn)化反應(yīng)2.2.1進(jìn)料溫度200260c2.2.2反應(yīng)溫度220280c2.2.3導(dǎo)熱油溫度235290c2.2.4換熱器出口轉(zhuǎn)化氣溫度1101402.2.5冷卻器出口轉(zhuǎn)化氣溫度<40C2.2.6反應(yīng)壓力（表壓）1.1MPa2.3水洗分離2.3.1進(jìn)塔脫鹽水量636Kg/h2.3.2循環(huán)液量（出塔）1469Kg/h循環(huán)液組成（wt%）:甲醇025%2.

24、3.3出塔轉(zhuǎn)化氣量3135Nm3/h轉(zhuǎn)化氣組成（V%）:氫7374.5%二氧化碳2324.5%一氧化碳0.8%甲醇0.03%甲烷0.20%2.4催化劑還原2.4.1還原循環(huán)氣量2100Nm3/h2.4.2還原氣氫含量0.510%2.4.3還原溫度110230c2.4.4還原壓力0.05MPa2.5其它2.5.1進(jìn)工段冷卻水壓力0.3MPa2.5.2進(jìn)工段儀表空氣壓力0.40.60MPa2.5.3導(dǎo)熱油流量160m3/h化學(xué)反應(yīng)原理甲醇與水蒸汽混合物在轉(zhuǎn)化爐中加壓催化完成轉(zhuǎn)化反應(yīng)，反應(yīng)生成氫氣和二氧化碳，其反應(yīng)式如下：主反應(yīng)：CH3OH+H2O=CO2+3H2+49.5KJ/mol副反應(yīng)：CH3

25、OH=CO+2H2+90.7KJ/mol2CH3OH=CH3OCH3+H2O-24.90KJ/molCO+3H2=CH4+H2O206.3KJ/mol主反應(yīng)為吸熱反應(yīng)，采用導(dǎo)熱油外部加熱。轉(zhuǎn)化氣經(jīng)冷卻、冷凝后進(jìn)入水洗塔，塔釜收集未轉(zhuǎn)化完的甲醇和水供循環(huán)使用，塔頂轉(zhuǎn)化氣經(jīng)緩沖罐送變壓吸附提氫裝置分離。原料和產(chǎn)品性質(zhì)1.1 原料性質(zhì)原料甲醇性質(zhì)化學(xué)名稱為甲醇，別名甲基醇、木醇、木精。分子式CH3OH,分子量32.04。是有類似乙醇?xì)馕兜臒o色透明、易燃、易揮發(fā)的液體。比重為0.7915。熔點(diǎn)-97.80C,沸點(diǎn)64.7C,20c時蒸汽壓96.3mmHg,粘度0.5945厘泊，閃點(diǎn)11.11C,自燃點(diǎn)

26、385C,在空氣中的爆炸極限為6.036.5%。甲醇是最常用的有機(jī)溶劑之一，能與水和多種有機(jī)溶劑互溶。甲醇有毒、有麻醉作用，對視神經(jīng)影響很大，嚴(yán)重時可引起失明。原料脫鹽水性質(zhì)（省略）1.2 產(chǎn)品性質(zhì)本裝置生產(chǎn)的產(chǎn)品甲醇催化轉(zhuǎn)化氣，其主要組份為氫氣和二氧化碳，性質(zhì)分述如下：氫氣性質(zhì)分子式H2,分子量2.0158,無色無臭氣體。無毒無腐蝕性。氣體密度0.0899Kg/m3,熔點(diǎn)-259.14C,沸點(diǎn)-252.8C,自燃點(diǎn)400C,極微溶于水、醇、乙醛及各種液體，常溫穩(wěn)定，高溫有催化劑時很活潑，極易燃、易爆，并能與許多非金屬和金屬化合。二氧化碳性質(zhì)化學(xué)名稱二氧化碳，別名：碳酸酊、碳酊、碳酸氣。分子式

27、CO2,分子量44.01,無色無臭氣體。有酸味，氣體密度1.977Kg/m3,熔點(diǎn)-56.6C,沸點(diǎn)-78.5C（升華），易溶于水成碳酸，可溶于乙醇、甲醇、丙酮、氯仿、四氯化碳和苯，屬不燃?xì)怏w，可作滅火劑。原料和產(chǎn)品規(guī)格2.1 原料規(guī)格甲醇：符合國標(biāo)GB338-92一級品標(biāo)準(zhǔn)要求。建議用30Kt/y以上規(guī)模合成甲醇裝置產(chǎn)品，運(yùn)輸過程無污染；嚴(yán)禁使用回收甲醇。脫鹽水：符合國家GB12145-89P（直流爐）要求，且氯離子含量小于或等于3Ppm2.2 產(chǎn)品規(guī)格轉(zhuǎn)化氣組成：H27374.5%CO22324.5%COV0.8%CH3OH300ppmH2O飽和壓力：1.1MPa溫度：V40CCNZ-1型

28、甲醇脫氫催化劑升溫還原操作要求1 .還原條件還原壓力：常壓還原空速：5001000時1還原氣：含H20.510%的純氮?dú)? .還原氣質(zhì)量O2V0.1%H2O<0.2%Sv0.1ppm氯化物v0.1ppm油霧極微3 .升溫還原程序分低空速和高空速升溫還原程序索sundangli1催化劑的使用和保護(hù)1.1 轉(zhuǎn)化爐的清洗和準(zhǔn)備1、將轉(zhuǎn)化爐上、下封頭拆下，先檢查轉(zhuǎn)化爐質(zhì)量是否符合要求，再將轉(zhuǎn)化爐內(nèi)上下封頭、列管內(nèi)、板管和花板上的鐵銹雜物全部清除干凈，必要時可進(jìn)行酸洗、水洗，再擦凈、吹干備用，要求無鐵銹、無雜物。2、下封頭花板上按要求規(guī)格放2層12目絲網(wǎng)，往花板上堆滿已經(jīng)洗凈吹干的1012mm的氧

29、化鋁瓷球，將瓷球上表面推平，要求瓷球上表面與轉(zhuǎn)化爐下花板面保持有1015mm高的空間。3、重新裝好下封頭和上封頭，通氣對轉(zhuǎn)化爐再次進(jìn)行試漏查漏，當(dāng)確認(rèn)下封頭大法蘭不漏氣后，方可泄壓排氣，準(zhǔn)備裝填催化劑。1.2 催化劑的裝卸1.3 備檢查檢修工具及防護(hù)用品是否齊全完好。準(zhǔn)備好裝催化劑專用的量杯、漏斗、標(biāo)尺等專用工具。 對催化劑開桶進(jìn)行質(zhì)量檢查，用610目的鋼網(wǎng)篩將催化劑中的碎粉篩除備用。在運(yùn)輸或存庫中不當(dāng)受到污染或被水浸泡變質(zhì)的催化劑一般不能使用。只有確認(rèn)催化劑質(zhì)量符合要求時，才能裝入轉(zhuǎn)化爐內(nèi)。2、裝催化劑 卸下轉(zhuǎn)化爐上蓋，再次檢查轉(zhuǎn)化爐內(nèi)是否干凈，若不符合要求，要重新清掃干凈。逐根檢查反應(yīng)管，

30、看有無堵塞等異常現(xiàn)象。 逐根定體積裝填催化劑(2.3升/根)，并做記號，以免漏裝或重裝。 裝填時不能急于求成，以防出現(xiàn)架橋現(xiàn)象，當(dāng)出現(xiàn)架橋時應(yīng)作好標(biāo)記，及時處理。(4)定量裝填完后，再逐根檢查有無漏裝，當(dāng)確認(rèn)無漏裝并已處理了架橋現(xiàn)象。如需要，再補(bǔ)充加裝一遍，保證每根管內(nèi)催化劑量基本相等。當(dāng)全部裝填完畢后，用儀表空氣吹凈上管板，裝好轉(zhuǎn)化爐上封頭及管線。注：催化劑裝填結(jié)束后，按要求對轉(zhuǎn)化爐進(jìn)行氣密性試驗(yàn)，確保轉(zhuǎn)化爐封頭法蘭無泄漏；卸下轉(zhuǎn)化爐下部過濾器，將絲網(wǎng)上雜物清掃干凈，裝好過濾器；對轉(zhuǎn)化爐已拆卸過的設(shè)備和管線等有關(guān)部位進(jìn)行試漏查漏，必要時需再次測試泄漏率達(dá)合格。3、卸催化劑因各種原因需卸出催化

31、劑，當(dāng)需卸出已還原過的或使用過的催化劑時，拆卸前必須對催化劑進(jìn)行鈍化處理操作。(具體操作見催化劑使用說明書)。打開轉(zhuǎn)化爐上封頭。松動下蓋緊固螺栓，用手動葫蘆或強(qiáng)度足夠的加長拉筋螺栓支固，使下封頭法蘭與管板離開約80100mm,必要時使下蓋法蘭面傾斜1015°從寬縫間卸出催化劑。如催化劑還能使用，卸出時應(yīng)小心操作，盡量減少催化劑破碎。卸完催化劑后，卸氧化鋁瓷球。(4)將催化劑和氧化鋁瓷球分別收集好，并將轉(zhuǎn)化爐內(nèi)清洗干凈。1.3還原系統(tǒng)的置換因本裝置所用原料甲醇和產(chǎn)品氫氣均為易燃易爆品，故正式投料開車前必須用氮?dú)庵脫Q系統(tǒng)至O2V2.0%以下。而催化劑還原過程用氫氣作還原氣，為避免系統(tǒng)中氧

32、存在使反復(fù)進(jìn)行還原-氧化過程，所以還原系統(tǒng)必須置換至O2W0.5%,還原用氮?dú)庵醒鹾勘仨毜陀?.1%。系統(tǒng)置換可分二步進(jìn)行。置換前先按置換氣流方向逐個開啟有關(guān)閥門。1、還原、水洗的置換氮?dú)庥傻獨(dú)膺M(jìn)口V1003閥加入，按下列流向置換系統(tǒng)：-C101fE102fT101fE101-R101fE102fE103fT102fV104,從V104罐后的系統(tǒng)放空管放空。2、汽化系統(tǒng)及部分管段置換汽化塔T101系統(tǒng)置換：通過開啟T101塔釜排污閥V1034、V1035、V1036排氣，從塔釜取氣樣O2W2.0%時，關(guān)閉T101塔釜排污閥V1034、V1035、V1036。開啟泵P101A/B出口排氣閥，置

33、換PL104、PL105管道。NH101管道的置換：在系統(tǒng)置換合格后，關(guān)閉R101出口閥V1065,開啟V1079閥，在A104取樣口取樣，O2W0.5%后系統(tǒng)置換合格。氣囊的置換：將V102氣囊內(nèi)的氣體排凈，再用適量氮?dú)庵脫Q23次，便可將氣囊接入系統(tǒng)。1.4 催化劑的還原和鈍化操作1、準(zhǔn)備檢查還原系統(tǒng)所有設(shè)備、閥門、儀表是否處正常狀態(tài)，關(guān)閉所有閥門，開啟儀表，處待用狀態(tài)。準(zhǔn)備好還原用氮?dú)?、氫氣，并?jīng)質(zhì)檢符合要求。通知導(dǎo)熱油裝置、分析室準(zhǔn)備開車，通知送冷卻水。2、催化劑還原操作催化劑使用前須進(jìn)行還原。由于本催化劑為主要組分為CuO-ZnO-Al2O3,而對轉(zhuǎn)化反應(yīng)起主要作用的為活性單質(zhì)銅，還原過程用氫氣作還原氣，用氮?dú)庾鬏d氣。還原反應(yīng)為強(qiáng)放熱反應(yīng)，所以氫氮?dú)馀浔燃斑€原氣空速必須符合要求。還原反應(yīng)方程式為：Cu