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进合成装置的原料气中含有少量的氮气、甲烷等惰性气体，降低了原料气中有效组分的相对含量，也对反应速率产生影响。甲醇合成反应的循环气量较大，为避免惰性气体在系统中的累积而造成的不良影响，需驰放一部分气体（驰放气的成分为氮气、甲烷等惰性气体）。若循环气中的惰性气体的含量太高，则降低反应速率，生产单位产品的动力消耗也大；若维持较低的惰性气体含量，则驰放气体量应加大，造成有效气体的损失增加。一般来说，适宜的惰性气体含量，也要根据具体情况而定，而且也是调节工况的手段之一（可以调节生产温度，反应速度等）。催化剂使用初期，活性高，可允许较高的惰性气体含量；在催化剂使用后期，一般增加驰放气量以维持较低的惰性气体含量。
进塔气的甲醇是由循环气带入的，因为甲醇合成反应是可逆反应，进塔气中甲醇含量高，影响反应向甲醇合成的方向进行，同时加快副反应的速率，使副产物增加。因此要求进塔气中甲醇含量越低越好。进塔气中甲醇含量主要与甲醇冷凝器的冷凝温度、系统压力和甲醇分离器的分离效率有关。当系统压力和甲醇分离器效率一定时，进塔气中甲醇含量就决定于水冷凝器的温度，降低水冷凝器温度，可降低气体中甲醇的平衡分压，从而降低气体中的甲醇含量。同时也增加了气液的密度差和粘度差，提高了分离器的分离效率。因此，冷凝温度是决定进塔气中甲醇含量的主要因素，选用高效率的甲醇分离器，严格控制分离器的液位等，也是降低进塔气中甲醇含量的重要措施。
合成气存在一些影响催化剂性能的毒物和杂质，需严格控制。合成气中的毒物和杂质主要油、尘粒、羰基金属（Fe(CO)5、Ni(CO)4）、氯化物及硫化物。其中硫化物和羰基金属对合成催化剂性能的影响最大。硫化物对甲醇合成催化剂使用寿命有很大的影响，铜基催化剂对硫的要求很高，一般要求新鲜气中总硫低于0.1PPm，这是由于硫化物会与催化剂中金属活性组分产生金属硫化物，使催化剂失去活性，所以合成气在进塔前一定要将硫化物除净。羰基金属物（Fe(CO)5、Ni(CO)4）对催化剂的毒害主要是由于二者在反应条件下会发生分解，生成的Fe、Ni覆盖于催化剂表面上堵塞活性位,所以要在进塔前将其消除。对铜基催化剂来讲，一般要求羰基金属总量要小于0.05PPm。本装置采用Johnson Matthey公司提供的Katalco 51-9催化剂，对合成气中的杂质要求更高，要求总硫(H2S＋COS）控制在30ppb以内，氯化物（以HCl计）控制在2ppb以内，羰基化合物控制在5ppb以内，HCN控制在1ppb以内。 空速
对于甲醇合成过程，如果采用较低的空速，原料气通过反应器的速度较慢，原料气在反应器中的停留时间较长，反应进行得程度较深，反应过程中气体混合物的组成与平衡组成较接近，这样单位甲醇产品所需循环气量较小，气体循环的动力消耗较小，并且离开反应器气体的温度较高，反应器出口气体和新鲜气进行气和气换热所需换热面积较小，热能利用率较高；但整个回路的反应速率较低，催化剂的生产强度低，同时由于产品在床层的停留时间延长，会增加副产物的生成量。若采用较高的空速，则原料气在反应器中的停留时间较短，反应进行得程度较浅，催化剂的生产强度提高，但增大了预热所需传热面积，热能利用率较低，增大了循环气体通过设备的压力降及动力消耗；并且由于气体中反应产物的浓度降低，增加了分离反应产物的费用。另外，空速增大到一定程度后，催化床温度不能维持。因此必须综合上述多方面的因素确定最佳操作空速。
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2.2 工艺流程
2.2.1 MTO级甲醇工艺流程
该工艺采用英国戴维工艺技术有限公司的甲醇合成工艺技术和约翰(庄信万丰）的甲醇合成催化剂技术，每天生产4550吨聚乙烯、聚丙烯等级的甲醇（相当于100%的甲醇）。
低温甲醇洗工段来的新鲜气（3.3MPa（G）、40℃）和氢回收来的富氢气一起进入合成气压缩机(151C001)，合成气中液体在合成压缩机入口分离器分离，合成气被压缩至6.6MPa（G）达到甲醇合成所需要的压力，合成气压缩机的出口管道通入少量9.8MPa（G）的高压蒸汽，之后进入精脱硫槽(151R001)，精脱硫槽中放有Puraspec 2020氧化锌脱硫剂，Puraspec 2020氧化锌脱硫剂具有COS水解和H2S的表面吸附作用，从而达到进一步净化合成气的作用。
经过精脱硫的合成气通过合成塔进出口换热器换热，到达甲醇合成所需要的温度，进入甲醇合成塔；甲醇合成反应循环利用2套轴向流上升式反应器,合成反应需要大约6.5～6.9MPa（G）的压力,在正常生产时2#合成塔(151R003)的压力高于1#合成塔151R002,甲醇合成反应器都是管状轴向流反应器,反应中产生的热量通过在合成塔列管内的水、蒸汽混合物换热来移走,蒸汽到达汽包被送出界区。 来自脱硫槽的合成气被分别送到1#、2#甲醇合成塔,两台合成塔的流量分配要根据生产的实际情况来确定?根据合成塔凂?包的温度、压力?衡的操作｛催化剆寿命末期,为防止催化偃活性的下降,为了提高琈成反应,比例较大的一部分合成气主要在1号合成塔?进行〃
一部分低温甲醇洗来的净化气被合成气压缩机(15?C00?)鈁往1#合成塔(5е1R002耩前与循环气混合,进奥(151E00?A/b)1#进出口换热器中换热,然后进入1#合成塔(151R02),在合成塔内合成气在220～280℃、6.5MPa(?)压劻下和催化剂的作用下生成甲醇,甲醇气及合成气的混合物离开合成塔在1#进出口换热器(111E001A/B)中温带较高的合成气体被冷却, 进入1#进出口换热器(151E0耰1A/B)的入塔气在换热器内被预热；?塔的合成气和甲醇液混合物进入1#粗甲醇空冷器(151A聅001)被冷却 ,然后进入1#粗甲醇水冷器¨1е1E003),大部分甲醇和产生的沴被进一步冷却,冷却后的气液混合物进入1#甲醇高压分离器(151V003),粗甲醇和水的混合物在分离器里从循环气中分离出朥，通过液位调节阀送人粗甲醇闪蒸罐(151V005?丽。 1#甲醇高压分离器（151V003）出来的循环气和另一部分新鲜气混合，供给循环气压缩机（152C?02），这部分气体在羪环气压缩机装絮被压缩并且在进入2#甲醇合成塔（151R003）? 剉，在2#进出口换热器?151E002A/B）被预热。离开2#合戔塔（151R003）瘄出塔气送去2耣进?口换热器（151E002A/B）换热降温，之后依次进入2#粗甲醇空冷器（151AE0?2）以及2#粗甲醇冷凝器（151E004）覫冷却,然后进入2#粗甶醇分离器（151V004）,在那里冷凝的甲醇和水与未反?的气体分离。2#粗甲醇分离器（151V004）的未反应的循环?体和去1#合成塔（151?001）的新鲜气循环籇合。串了控制合成系统严氢气璌惰性簔过量,少?的驰放气?2#高压分离器（151V004）顶部通过157FV010覫排出,被排出的驰?栔进入氢回收界区。留在高压分离器(151V003和151V004!中的粗甲醇，各自通过軇滤器被过滤，粗甲被降压至奧约2.зMPa(G)，送至粗甲闪蒸罐（151V005），大部分溶解在粗畲醇的水体,酮和?)等副物,在闪蒸槽里从液体甲醇中被闪蒸，使之于粗甲醇分离,闪蒸汽从粗甲闪蒸罐（151V005）顶出去送出界区作为燃料。从闪蒸槽底部出来
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的粗甲醇进入稳定塔（151T001）,稳定塔通过精馏，使留在粗甲醇中的轻组分和溶解气（CO2）被脱除；上升气体在稳定塔的回流冷却器（151E005）中被冷却至45℃,冷凝液中的不凝气被分离送出界区,冷凝液进入稳定塔回流槽，通过稳定塔回流泵再作为回流液打回稳定塔上部。稳定塔的热源来自稳定塔的再沸器（151E009）,然后再沸器加热塔底部采出的液体,然后加热的气体再进入塔釜。
1#甲醇高压分离器（151V003）出来的循环气和另一部分新鲜气混合，供给循环气压缩机（152C?02），这部分气体在羪环气压缩机装絮被压缩并且在进入2#甲醇合成塔（151R003）? 剉，在2#进出口换热器?151E002A/B）被预热。离开2#合戔塔（151R003）瘄出塔气送去2耣进?口换热器（151E002A/B）换热降温，之后依次进入2#粗甲醇空冷器（151AE0?2）以及2#粗甲醇冷凝器（151E004）覫冷却,然后进入2#粗甶醇分离器（151V004）,在那里冷凝的甲醇和水与未反?的气体分离。2#粗甲醇分离器（151V004）的未反应的循环?体和去1#合成塔（151?001）的新鲜气循环籇合。串了控制合成系统严氢气璌惰性簔过量,少?的驰放气?2#高压分离器（151V004）顶部通过157FV010覫排出,被排出的驰?栔进入氢回收界区。留在高压分离器(151V003和151V004!中的粗甲醇，各自通过軇滤器被过滤，粗甲被降压至奧约2.зMPa(G)，送至粗甲闪蒸罐（151V005），大部分溶解在粗畲醇的水体,酮和?)等副物,在闪蒸槽里从液体甲醇中被闪蒸，使之于粗甲醇分离,闪蒸汽从粗甲闪蒸罐（151V005）顶出去送出界区作为燃料。从闪蒸槽底部出来的粗甲醇进入稳定塔（151T001）,稳定塔通过精馏，使留在粗甲醇中的轻组分和溶解气（CO2）被脱除；上升气体在稳定塔的回流冷却器（151E005）中被冷却至45℃,冷凝液中的不凝气被分离送出界区,冷凝液进入稳定塔回流槽，通过稳定塔回流泵再作为回流液打回稳定塔上部。稳定塔的热源来自稳定塔的再沸器（151E009）,然后再沸器加热塔底部采出的液体,然后加热的气体再进入塔釜。
稳定塔再沸器（151E009）是多效蒸发器的一部分,把甲醇中的微量元素有效脱除,这种设置是为了使气态的甲醇在三个阶段的蒸发中得到MTO等级的甲醇。根据液位控制稳定塔里的甲醇含量，稳定塔底部的甲醇通过稳定塔底泵（151P003A/B）把出口压力控制在1.2MPa(G)，然后甲醇通过151E011和151E012被预热至106℃，进入1#蒸发器（151E006）被进一步预热，预热的甲醇中大约有三分之一的甲醇变成气态，蒸发器的热量来自界区外的1.1MPa的低压蒸汽，从1#蒸发器151E006出来的一部分液态甲醇被送到从2#蒸发器（151E007）的液相，2#蒸发器（151E007）有一半的液体甲醇被来自从1#蒸发器（151E006）气态甲醇加热为气态甲醇，从2#蒸发器（151E007）的部分液态甲醇被送到3#蒸发器（151E008），3#蒸发器（151E008）的甲醇被2#蒸发器（151E007）的气态甲醇加热，最后，在3#蒸发器9151E008)产生的气态甲醇给稳定塔再沸器(151E009)提供热源，这样，在多效蒸发器里进行一系列的热交换，如下： 1）低压蒸气（1.0MPa）用于加热一级蒸发器(151E006)；
2）一级蒸发器的气态甲醇用于加热二级蒸发器出来的甲醇(151E007)； 3）二级蒸发器出来的甲醇用于加热三级蒸发器的甲醇(151E008)； 4）三级蒸发器的甲醇给稳定塔四级蒸发器提供热源(151E009)。
被二级,三级蒸发器冷凝的两种MTO等级的甲醇在预热器151E011和151E012里分别被冷却至大约94℃和107℃，送到甲醇产品分离罐（MTO等级甲醇），三级蒸发器一部分甲醇液体进入稳定塔再沸器(151E009)；来自甲醇分离罐(151V009)的MTO等级的甲醇被MTO水冷器(151E010)冷却，最后使用甲醇产品泵(151P005A/B)送出界区储存；
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聚集在3#蒸发器里的残渣和杂质利用驰放甲醇泵(151P004A/B)送往稳定塔冷却器(151E013)，冷却至45℃，输送到界区外。 2.2.2 粗甲醇至粗甲醇储罐工艺流程
甲醇合成系统的工艺流程同2.2.1所述，关闭粗甲醇至稳定塔21层塔板和25层塔板进料的两个阀门，拆掉151ML006A—250—SAC—GC2上的盲板，关闭阀门151FV030A及前后截止阀,并且把151ML034—250—S3C—GC2管道上的8字盲板盲死，这样就把稳定塔和多效蒸发系统隔离出来；从高压甲醇分离器(151V003、151V004)出来的粗甲醇进入粗甲醇闪蒸罐(151V005)，粗甲醇依靠压力自粗甲醇闪蒸罐(151V005)的底部送出，依次通过管道151ML005—250—C3K—GC2经过流量调节阀151FV008至管道151ML006A—250—SAC—GC2至管道151ML034—250—S3C—GC2去罐区粗甲醇储罐(151V007A/B)。
精馏工段
1精馏岗位的任务
通过精馏的方法脱除粗甲醇中的二甲醚、烷烃等轻组分以及水分、乙醇及其它高级醇等重组分，生产符合美国AA级和GB338-2004优级的精甲醇，经精甲醇计量槽送往甲醇罐区，同时副产杂醇油送往杂醇油罐，然后灌装进行销售，废水经回收塔处理后达标排放。
2 甲醇精馏工艺概述 2.1 工艺原理
在粗甲醇的生产过程中，由于受催化剂选择性和合成压力、温度、空速、合成气组成以及催化剂中微量杂质等的影响，都可能使合成反应偏离主反应方向，不可避免地生产一系列副产物，成为甲醇中的杂质，其中催化剂类型直接影响粗甲醇质量，铜基催化剂的选择性优于锌铬催化剂，故由铜基催化剂生产所得的粗甲醇杂质较少。
甲醇作为有机化工的基础原料，有时需要高纯度的甲醇来加工其它产品，但是不论是锌铬催化剂还是铜基催化剂合成的粗甲醇均含有杂质，而且由于合成条件的不同杂质组份含量也不同。为了获得高纯度的甲醇，通常采用精馏的方法来实现提纯，清除杂质，达到所需精甲醇规格。
精馏的原理就是利用混合物中各组分沸点的不同，通过液相和气相的回流，使气、液两相逆向多级接触，在热能驱动和相平衡关系的约束下，使液体混合物进行多次部分气化，同时又把产生的蒸气多次部分冷凝；使得易挥发组分（轻组分）不断从液相往气相中转移，而难挥发组分却由气相向液相中迁移，使混合物分离到所要求组份的操作过程叫精馏。
混合物中各组分间挥发度的差异是精馏分离的前提和依据。在精馏过程中，传热、传质过程同时进行，属传质过程控制。原料从塔入料口位置进入塔内，将塔分为两段，塔的上半部分完成了上升蒸汽的精制即除去其中的重组份，因而称为精馏段，不含进料板。反之，在塔的加料位置以下，是从下降液体中提取轻组份，即重组份提浓，称之为提馏段。
在精馏塔顶设冷凝器，用于从塔顶提供液相回流。在精馏塔底设再沸器，用于从塔底提供气相回流。气、液相回流是精馏的重要特点。其主要分为下列工艺步骤： 1）除去低沸点副产物；
2）除去高沸点副产物，达到产品甲醇； 3）脱除杂醇油，使废水排放合格。
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2.2 工艺流程叙述
本装置公称设计能力为：150万吨甲醇/年；装置年操作时间为连续操作8000小时。本装置甲醇精馏采用节能型3+1精馏流程，精馏塔为VG固阀；流程特点为以加压精馏塔塔顶蒸气的冷凝热，作为常压精馏塔塔底再沸器的热源，从而减少了蒸汽和冷却水的消耗，总的能耗比两塔流程低。
来自甲醇合成单元的粗甲醇（40℃，0.4MPaG），在精馏系统正常的情况下，分为两路进入预精馏塔，一路经粗甲醇精馏第三预热器154E002加热至90℃，另一路经预塔第二预热器(154E003)、预塔第一预热器(154E001)加热到83℃后和第一路粗甲醇混合进入预精馏塔（154T001）。如果精馏系统不正常，可以经流量调节阀154FV101将甲醇送至粗甲醇储罐(191V007A/B),待系统正常后，再由粗甲醇泵(191P007A/B)送至预精馏塔。
预精馏塔塔底设两个再沸器预塔第一再沸器(154E4005)和预塔第二再沸器(154E4017)。预塔第一再沸器(154E4005)使用0.5MPa（G）的低压蒸汽作为热源, (154E017)的热源来自常压塔再沸器(154E008A、B、C)的113℃的甲醇；预塔第一再沸器(154E005)、预塔第二再沸器(154E017)为预精馏塔提供精馏所需热量。
预精馏塔(154T001)内部的塔板为VG固阀塔板，塔内设有48层塔板。塔顶设有2个冷凝器，预塔一级冷凝器(154E006)和二级冷却器(154E004)，预塔顶部甲醇气体经过预塔第二进预热器(154E003)再经过预塔一级冷凝器(154E006)将从塔顶出来的气体中的大部分甲醇冷凝下来，进入预塔回流槽(154V001)，由预塔回流泵(154P001A/B)送到塔顶作为预塔回流液。不凝气、轻组分及部分甲醇气进入预塔二级冷却器(154E004)进一步冷却至40℃，预塔二级冷却器(154E004)不凝气进入不凝气洗涤罐(154V007)的底部，不凝气洗涤罐(154V007)上部喷入脱盐盐水，不凝气经过洗涤脱除一部分甲醇及轻组分，通过压力调节阀154PV101排放至烃类火炬或者现场高点放空。冷凝下来的甲醇及轻组分馏液进入甲醇油分离罐(154V007),在此继续加入脱盐水以便于甲醇和烷烃类组分的分离，然后根据组分密度的不同，在154V007的不同位置采出不同的物质；甲醇和水返回预塔回流槽(154V001),烷烃油通过控制甲醇油分离器的液位排出。
为防止粗甲醇中含有的甲酸、二氧化碳等酸性物质腐蚀设备，在进塔前的粗甲醇溶液中配入适量的烧碱溶液，用来调节粗甲醇溶液的PH值，另一方面也可以调整甲醇产品质量。碱液由配碱液槽(154V013)配至一定浓度后，经配碱泵(154P012)送到碱液槽(154V014),再经碱液泵(154P013A/B)加压、计量送往精馏系统。
预塔塔底的塔釜液经过加压塔进料泵(154P003A/B)加压到1.3MPa，进入加压塔进料预热器(154E007)，被加热到106℃进入加压塔(154T002)进行精馏分离。 加压精馏塔内部的塔板为VG固阀塔板，塔内设有90层塔板，加压塔再沸器(154E009A/B)利用1.0MPa的低压过热蒸汽作为热源，塔内甲醇被加热后，蒸汽进入常压塔再沸器(154E008A/B/C)，为常压塔提供精馏分离所需的热量,加压塔的甲醇蒸汽自常压塔再沸器(154E008A/B/C)换热以后又经过预塔再沸器(154E017)，作进一步的冷却，冷凝后的甲醇进入加压塔回流槽(154V002),一部分经加压塔回流泵(154P004A/B)加压至0.8MPa后送到加压塔顶部作回流液；其余部分经预塔第一预热器（154E001）及高压甲醇水冷器(154E016)被冷却到40℃作为甲醇产品采出，送甲醇计量槽191V002A/B。加压塔塔釜液143℃直接进入常压塔（154T003），常压精馏塔内部的塔板为VG固阀塔板，塔内设有90层塔板。
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