理论教育 仿真实验流程:甲醇合成的步骤和操作说明

仿真实验流程:甲醇合成的步骤和操作说明

时间:2023-07-01 理论教育 版权反馈
【摘要】:甲醇合成在仿真中共有总图、压缩系统图、合成系统图等的三个流程图。其中每一个流程又分别对应DCS图和现场图,通常在现场图中进行现场阀的操作,在DCS图中对控制器进行操作。低压合成甲醇的理想合成压力为4.8~5.5 MPa,在本仿真实验中,假定压力低于3.5 MPa时反应即停止。

仿真实验流程:甲醇合成的步骤和操作说明

甲醇合成在仿真中共有总图、压缩系统图、合成系统图等的三个流程图。其中每一个流程又分别对应DCS图和现场图,通常在现场图中进行现场阀的操作,在DCS图中对控制器进行操作。如图3-21所示是甲醇合成工段的总图,图3-22、图3-23分别是甲醇合成工段压缩系统DCS图和甲醇合成工段合成系统DCS图。

图3-21 甲醇合成工段——总图

图3-22 甲醇合成工段——压缩系统DCS图(www.daowen.com)

甲醇合成装置仿真系统的设备包括蒸汽透平(T-601)、循环气压缩机(C-601)、甲醇分离器(F-602)、精制水预热器(E-602)、中间换热器(E-601)、最终冷却器(E-603)、甲醇合成塔(R-601)、蒸汽包(F-601)以及开工喷射器(X-601)等。

甲醇合成是强放热反应,进入催化剂层的合成原料气需先加热到反应温度(>210℃)才能反应,而低压甲醇合成催化剂(铜基触媒)又易过热失活(>280℃),就必须将甲醇合成反应热及时移走,本反应系统将原料气加热和反应过程中移热结合,反应器和换热器结合连续移热,同时达到缩小设备体积和减少催化剂层温差的作用。低压合成甲醇的理想合成压力为4.8~5.5 MPa,在本仿真实验中,假定压力低于3.5 MPa时反应即停止。

图3-23 甲醇合成工段——合成系统DCS图

蒸汽驱动透平带动压缩机运转,提供循环气连续运转的动力,并同时往循环系统中补充H2和混合气(CO+H2),使合成反应能够连续进行。反应放出的大量热通过蒸汽包F-601移走,合成塔入口气在中间换热器E-601中被合成塔出口气预热至46℃后进入合成塔R-601,合成塔出口气由255℃依次经中间换热器E-601、精制水预热器E-602、最终冷却器E-603换热至40℃,与补加的H2混合后进入甲醇分离器F-602,分离出的粗甲醇送往精馏系统进行精制,气相的一小部分送往火炬,气相的大部分作为循环气被送往压缩机C-601,被压缩的循环气与补加的混合气混合后经E-601进入反应器R-601。

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