一、裝置簡介

　　(一)裝置發展及類型

　　以一氧化碳和氫為原料合成甲醇的生產技術始于20世紀20年代。到50年代末，我國已掌握了甲醇和合成甲醇催化劑的制備技術。60年代未，我國又實現了合成氨和合成甲醇的聯合生產(簡稱聯醇)，聯醇技術降低了合成氨和甲醇的生產成本。20世紀60年代，世界上，低壓法合成甲醇新工藝技術實現了工業化。低壓法由于其能耗低，逐步取代了原來的高壓法合成甲醇工藝，并得到了快速發展。80年代初，我國研制的低壓合成甲醇催化劑已達到國際水平。

　　聯醇工藝技術是合成氨生產過程中，利用合成氨原料氣中一氧化碳、二氧化碳與氫氣同時生產甲醇。聯醇工藝技術由于生產方式靈活、工藝簡單、原料利用率高、成本低、效益好，在我國中型合成氨裝置得到普遍的推廣。

　　甲醇生產一般以天然氣、輕油、重油、煤及某些加工過程中產生的尾氣為原料。制得的原料氣通過凈化，得到一氧化碳、二氧化碳與氫氣，經合成生成甲醇。典型的流程包括原料氣制備、原料氣凈化、甲醇合成和粗甲醇精餾等工序。

　　甲醇裝置生產工藝所采用的原料氣制備與凈化工藝，與合成氨裝置相同或相類似。原料氣制備工藝類型一般有：煤(焦)固定床氣化工藝；煤(焦)氣流床氣化工藝；渣油、水煤漿部分氧化制氣工藝；烴類(輕油、天然氣)蒸汽轉化制氣工藝。氣體凈化工藝類型也與合成氨原料氣凈化工藝類型相同，一般根據原料氣的組成不同而采用不同的脫硫、變換、脫碳工藝技術。甲醇的合成工藝類型主要有高壓法和低壓兩種：前者操作溫度300-400℃，操作壓力30-50MPa(表)；后者操作溫度220-250℃，操作壓力5．0—8．0MPa(表)。甲醇合成塔類型：按氣體流向分有軸向塔和徑向塔；按床層換熱方式分有內部換熱式、中間換熱式和中間冷凝式。甲醇精餾有常壓法和加壓法，以及雙塔精餾和三塔精餾兩種流程。

　　低壓法合成甲醇工藝技術目前發展的方向是：采用活性高、轉化率高、選擇性好的甲醇合成催化劑；采用溫差小、阻力小、反應溫度易控制、熱能回收率高的均溫型合成塔；并不斷提高熱量利用率和合成氣利用率，向低能耗方向發展。

　　(二)單元組成與工藝流程

　　1．組成單元

　　甲醇生產裝置采用的原料種類不同，工藝流程不同，其組成單元也不同。現介紹以天然氣為原料，采用低壓合成工藝技術的甲醇生產裝置。

　　裝置由硫化物脫除(簡稱脫硫)、天然氣蒸汽轉化制氣(簡稱轉化)、合成氣壓縮(簡稱壓縮)、甲醇合成(簡稱合成)、粗甲醇精餾(簡稱精餾)5個單元組成。各單元介紹如下：

　　(1)脫硫

　　天然氣與氫氣混合進行加氫反應，將天然氣中的不飽和烴、有機硫化物轉化為飽和烴、硫化氫。再由氧化鋅脫硫劑吸附除去原料中的硫化物。如天然氣中硫含量過高，則在脫硫單

　　元中要增加預脫硫裝置。

　　(2)轉化

　　天然氣與蒸汽發生轉化反應，得到含氫氣、一氧化碳、二氧化碳、甲烷等的氣體，并回眼熱量產生中壓蒸汽。

　　轉化反應需要的熱量由天然氣和合成吹出氣燃燒提供。

　　(3)壓縮

　　通過合成氣壓縮機將工藝氣壓力提高，補充入甲醇合成循環回路，并提供甲醇合成回路氣體循環需要的動力。

　　(4)合成

　　一氧化碳、二氧化碳與氫氣在一定的壓力、溫度及催化劑存在下反應生成甲醇。反應后的氣體經換熱，冷卻分離出粗甲醇。未反應的氣體經加壓后與新鮮氣匯合，換熱后回到合成塔。

　　(5)精餾

　　粗甲醇通過精餾，除去水、不溶氣體及雜質，得到精甲醇產品。