储存条件
室温 2.1.2化学性质
易燃,其蒸气与空气可形成爆炸性混合物。遇明火、高热能引起燃烧爆炸。与氧化剂接触发生化学反应或引起燃烧。在火场中,受热的容器有爆炸危险。能在较低处扩散到相当远的地方,遇明火会引着回燃。燃烧分解一氧化碳、二氧化碳、水。有剧毒。
第3 章 产品工艺选择和催化剂研究
3.1天然气制甲醇的生产方法
天然气是制造甲醇的主要原料。天然气的主要组分是甲烷,还含有少量的其他烷烃、烯烃与氮气.以天然气生产甲醇原料气有蒸汽转化、催化部分氧化、非催化部分氧化等方法,其中蒸汽转化法应用得最广泛,它是在管式炉中常压或加压下进行的。由于反应吸热必须从外部供热以保持所要求的转化温度,一般是在管间燃烧某种燃料气来实现,转化用的蒸汽直接在装置上靠烟道气和转化气的热量制取。由于天然气蒸汽转化法制的合成气中,氢过量而一氧化碳与二氧化碳量不足,工业上解决这个问题的方法一是采用添加二氧化碳的蒸汽转化法,以达到合适的配比,二氧化碳可以外部供应,也可以由转化炉烟道气中回收.另一种方法是以天然气为原料的二段转化法,即在第一段转化中进行天然气的蒸汽转化,只有约1/4的甲烷进行反应,第二段进行天然气的部分氧化,不仅所得合成气配比合适而且由于第二段反应温度提高到800℃以上,残留的甲烷量可以减少,增加了合成甲醇的有效气体组分。
天然气进入蒸汽转化炉前需进行净化处理清除有害杂质,要求净化后气体含硫量小于0.1mL/m3.转化后的气体经压缩去合成工段合成甲醇。
3.2 生产工艺流程
(1)转化工段
由管网来的天然气压力为1.15MPa,温度为常温,其硫含量为0.1ppm。经原料气压缩机升压至2.5MPa,进入蒸汽转化炉预热到250℃,然后天然气与汽提塔顶出口汽提蒸汽相混合,混合后的水碳比由汽提塔的蒸汽加入量调节,使混合原料气的水碳比为3
左右。然后再经对流段的原料蒸汽混合气加热盘管加热至510℃,进入一段转化炉管内,发生转化反应。在此,天然气与蒸汽反应生成H2 、CO、CO 2,反应后出炉管的气体温度为800℃左右,出口CH4 约为3.0%。工艺气首先经过废热锅炉,产生3.9MPa的蒸汽。然后经过锅炉给水加热器,将脱盐水加热至225℃,这时,转化气去预精馏塔塔底再沸器,回收工艺气中的大部分低位能,工艺气出预精馏塔塔底再沸器后经水冷分水后,即得到新鲜合成气。
反应式:CH4?H2O?CO?3H2
CO?HO2?CO2?H2
工艺流程图如下: (2)合成工段
合成气经合成气压缩机压缩,与循环气混合升压至5.5MPa后,首先经过合成塔进出气换热器加热,进入合成塔,合成气进塔温度为225℃左右,在此,合成气进行甲醇合成反应,放出的热量用于产生蒸汽。反应后的气体出塔温度为255℃,甲醇出口浓度为55%左右。出合成塔的高温气体热量用于加热入塔合成气,然后经水冷至40℃左右,冷凝分离出粗甲醇。不凝的气体经驰放少量惰性气体后,大部分循环回合成气压缩机循环段,与新鲜气混合再进合成塔。弛放气大部分返回至一段炉作燃料使用。ICI反应器属等温型列管反应器,反应热靠管外沸腾的水很快移走,产生3.9MPa的饱和蒸汽。该蒸汽降压后和转化工段产生的3.9MPa的饱和蒸汽一起过热到360℃,作为合成压缩机驱动透平的动力,以及汽提塔的汽提蒸汽。
合成甲醇:CO?2H2?CH3OH
CO2?3H2?CH3OH?H2O
(3)精馏工段
预塔操作压力0.103MPa,粗甲醇送入预塔前须加热到沸点70℃,然后在塔内分离成塔顶气和塔底液,塔顶气主要是含甲醇的轻馏分,塔底再沸器用合成气加热保持塔底液在沸腾状态。由于预塔顶引出的轻馏分量甚少,可考虑将其直接送一段转化炉作燃料。预塔后甲醇的蒸馏采用节能型蒸馏流程,即用两个串联的蒸馏塔实现甲醇的精馏,一塔在0.61MPa运行,塔顶可获得120℃的甲醇馏出物,且作为二塔再沸器热源。塔顶气冷凝后即成为高质量的甲醇产品,其产量约占总产量的55%。塔底液在142℃左右通过上述料釜液换热器降温到约91℃入二塔,二塔操作压力为0.103MPa。
常压精馏塔塔底污水含甲醇≤0.1%。本流程将上述废水大部分作萃取水循环用于
预塔,余量则送往转化工段中的汽提塔经汽提处理后,作除盐水回收,从而实现了甲醇蒸馏过程中废水的零排放。
(4)蒸汽平衡
整个甲醇装置共有二处可副产蒸汽,一是一段转化后工艺气,温度为800℃的转化废热锅炉;二是甲醇合成塔废锅。两废锅副产蒸汽,它们的压力为3.9MPa,这些蒸汽再在一段炉对流段中的蒸汽过热器过热至360℃左右,然后供中压蒸汽用户——合成压缩机驱动透平以及汽提塔。合成压缩机驱动透平为抽汽凝汽式,抽出的0.6MPa低压蒸汽供精馏、脱氧槽等低压蒸汽用户用,中低压蒸汽管网与老厂联网,便于互相调剂,稳定生产,节省投资。整个装置的冷凝液全部回收,送往除盐水站净化处理。
3.3 主要设备
主要设备包括反应器、精馏塔、冷却换热设备、压缩机和泵、催化剂等五类。其国产化前景分析如下:
(1)反应器类
①转化炉 是合成气制备工序的核心设备,其国产化情况也分三类:一是完全可立足于国产化的技术且国内已有类似设备;二是可立足于国产化但国内尚无同类设备;三是实现中小型的国产化,但大型化装置需进一步攻关。
②甲醇合成塔 建议采用华东理工大学和兰州设计院合作开发的甲醇合成塔型式,即多段径向冷激型甲醇合成塔或绝热 - 管束型甲醇合成塔。
(2)精馏塔类 多为浮阀塔,国内已完全可自行设计制造。 (3)冷却换热设备类 均为普通的换热器,不需引进。 (4)压缩机类 均为离心式,国内均能自行设计和制造。 (5)催化剂类 均立足于国内自行生产的催化剂。
3.4 甲醇质量指标
甲醇的现行国标为《中华人民共和国国家标准工业用甲醇》(gb 338-2004)。该标准适用于以煤、焦油、天然气、轻油、重油等为原料合成的工业甲醇,主要用于化学工业、医药工业、农药行业,也可作为燃料使用。该标准规定了工业用甲醇的要求、试验方法、检验规则及标志、包装、运输、贮存和安全等。该标准将甲醇分为优等品、一等品和合格品,质量指标包括色度、密度、沸程、高酸钾试验、水混溶性试验等11个,具体应符合下表所示技术要求:
甲醇(工业甲醇) 执行标准:GB338—2004《工业用甲醇》 指 标 项目 色度(铂—钴),号≤ 密度(20℃),g/cm3 温度范围(0℃,101325Pa),℃沸程(包括64.6±0.1℃),℃≤ 高锰酸钾试验,min≥ 水溶性试验 水分含量,%≤ 酸度(以HCOOH计),%≤ 或碱度(以NH3)计),%≤ 羰基化合物含量(以CH2O),%≤ 试验方法 合格品 10 GB3143 GB4472 优等品 5 一等品 0.791~0.792 0.791~0.793 64.0~65.5 GB7534 0.8 1.0 1.5 GB7534 50 澄清 0.01 30 20 - GB338 GB63241 GB6283 0.15 - 0.0015 0.0030 0.0050 GB338 0.0002 0.0008 0.00015 GB338 0.002 0.005 0.010 GB338 蒸发残渣含量,%≤
0.001 0.003 0.005 GB63242 3.5甲醇生产中的“三废”处理
(1)废气
甲醇装置废气排放点为一段转化炉烟气囱排出烟道气,其主要成分为CO2,O2 ,N2 ,对大气无毒害物质,环境无控制指标; (2)废水
主要排出废水为甲醇精馏塔塔底废水和转化酸性冷凝液,废水可送至除盐水再处理后用作锅炉给水,产生的废气进入转化炉回收利用,做到无污水排放: (3)废渣
主要是旧触媒更换排出,旧触媒多为贵金属成分,需要送回催化剂厂回收处理。
第4章厂址选择
4.1 选厂总原则
(1) 不易遭受地震、洪水、暴风雨等自然灾害 (2) 水源充足
(3) 有相应公共消防设施的支援
(4) 无高湿度、温度变化显著等气候问题 (5) 不受邻近危险性大的工业装置影响 (6) 邻近公路、铁路、机场等运输设施 (7) 在紧急状态下可以把人和车辆疏散至安全地 (8) 原料供应充足 (9) 销售门路广
4.2 概述
2001年7月,嘉兴市委、市政府调整理顺乍浦开发管理体制,设立嘉兴港区管委会,统一领导嘉兴港务局、乍浦经济开发区和乍浦镇,管理范围为整个乍浦镇域54平方公里和嘉兴市74.1公里岸线。
嘉兴港区区位条件优越。与上海、杭州、苏州、宁波(74海里)距离都在100公