4.3  气体增湿器的确定 41

4.4  开工加热器的确定 41

4.5  原料气预热器的确定 42

4.6  预变换炉的确定 42

4.7  蒸汽预热器的确定 42

4.8  甲烷化入口加热器 42

结束语 43

致谢 44

参考文献 45

附录1 物料衡算表 47

附录2 工艺流程图 48

附录3 设备一览表 49

附录4 变换炉设备图 51

附录5 CO变换工段平面布置图 52

附录6 CO变换工段立面布置图 53

第1章  总 论

1.1  概述

1.1.1  合成甲醇的可行性

甲醇是一种传统的化工产品。在制备甲醛产品的过程中，以及生产药品和制作香精香料流程中，以及在合成其他重要的化工有机产品的生产中，甲醇一般都是作为最初的化工原料或者最初的溶剂组成。因此，甲醇作为世界上几种重要的有机化工原料之一，它的发展应用前景将会变得十分广泛。随着世界能源消耗额的逐渐提高和用量增加，甲醇作为一种非石油的基础燃料获得了迅速卓有成效的发展。并随着近几年来的我国战略调整，以及国家化工生产专业的重心转移，我国对于精细化工产业的发展会变得更加重视。

最近十年以来，特别是以我国甲醇产业的发展，生产规模逐步扩大，下游产品的种类不断增加，而社会的需求也越来越大。因此，优化甲醇合成工艺的操作与控制迫在眉睫。化工行业的巨大变化也使化工产品的设计越来越重要。

甲醇是一种环保型化工原料，满足现代“清洁技术”的需求，引起了化工行业的国内外的广泛关注，可以作为一种新的燃料，因此甲醇项目建设目前能源短缺的问题，也起到一个缓冲的过程。

1.1.2  设计的目的和意义

    1.设计目的

在我国产业调整进程中，合成甲醇项目是十分重要的。甲醇等项目中，CO变换工段十分重要，在其过程中会反应原料气中的CO，然后生成H2和CO2产物。在经历过CO变换反应后，我们可以得到更多H2，而且还会同时降低CO含量，这个工段就是用来调节H2/CO比，调整完毕后可以满足后续的原料气要求。论文网

    2.设计意义

原料气在通过CO变换工段后，气体组成会更加符合标准，为后续的甲醇合成产品工段等部分奠定了坚实基础。并且在CO变换工段中，流程中会产生大量的中低压蒸汽等副产品，我们可以利用工艺优化原理充分回收利用。

1.1.3  变换气的要求

在天然气等粗原料气中，多少都含有一定数值的CO含量，例如水煤气的CO含量在41%～46%之间，通过转换水蒸汽工艺方法所制得的水煤气的CO含量在13%～15%之间，通过固态燃气化工艺系统所制得的水煤气的CO含量在24%～39%，但是由于原料气的用途不同，我们所要求的CO含量的要求是不同。因此我们在CO变换过程中，要根据要求来调整原料气的CO比率。

CO转换反应是CO与H2O通过化学反应生成H2和CO2的过程。即

反应后的气体称为变换气。这样，一氧化碳可以转化为二氧化碳，二氧化碳很容易被清除。同时它可以产生相同数量的氢气，而反应为广泛廉价的水蒸气。但是在实际变换车间的原料气的处理中，当原料气结束变换工段进入甲醇合成塔，变换气中的H2/CO气体比值总会要求大于2，更加确切的说法应该为，变换气中H2/CO气体比值会远远大于2。其真实原因是，在氢含量较高时，我们可以提高反应速率，并且还可以降低副反应。又因为H2的热导率，即导热系数较大，因此有利于将流程中的反应热导出，从而容易控制反应温度。