甲醇合成塔项目技术协议买方：卖方：1.总则1.1.术语定义买方：甲方卖方：乙方1.2.适用范围本技术协议仅适用于甲方成品工区甲醇合成塔项目，本技术协议经买方、卖方签字后随合同同时生效，生效后的技术协议作为甲方成品工区甲醇合成塔项目订货商务合同的附件，是该合同不可分割的一部分，与商务合同、投标文件作为一个整体，具有相同的法律效力。
2.项目概述项目名称：甲方成品工区甲醇合成塔项目项目地点：某甲方20万吨/年甲醇合成装置合成塔为均温型气冷塔运行周期已达到10年，运行性能下降，现对其进行改造，要求在前系统不变的情况下对甲醇合成装置重新设计，达到提高产能降低消耗的效果。
3.设计基础3.1.设计基础数据生产规模：20万吨/年甲醇合成年操作时间：8000小时操作弹性：60%~110%3.2.公用工程规格3.3.副产蒸汽利用方案汽包副产蒸汽在催化剂允许的操作温度下产生不低于3.0MPaG的饱和蒸汽，经减温减压至0.5MPaG送低压蒸汽管网。
3.4.标准和规范本项目工程设计及设备制造应满足但不经限于以下标准规范：中华人民共和国特种设备安全法(中华人民共和国主席令第4号，2013年6月29日第十二届全国人民代表大会常务委员会第3次会议通过，自2014年1月1日起执行)特种设备安全监察条例(国务院令第549号)质检总局关于修订《特种设备目录》的公告(2014 年第114号)TSG 21-2016 《固定式压力容器安全技术监察规程》NB/T 47013-2015 《承压设备无损检测》JB/T 4711-2003 《压力容器涂敷与运输包装》NB/T47008～10-2010 《承压设备用钢锻件》NB/T 47018-2011 《承压设备用钢焊条订货技术条件》NB/T 47014-2011 《承压设备焊接工艺评定》NB/T 47015-2011 《压力容器焊接规程》NB/T 47016-2011 《承压设备产品焊接试板的力学性能检验》HG/T 20580-2011 《钢制化工容器设计基础规定》HG/T 20581-2011 《钢制化工容器材料选用规定》HG/T 20582-2011 《钢制化工容器强度计算规定》HG/T 20583-2011 《钢制化工容器结构设计规定》HG/T 20584-2011 《钢制化工容器制造技术规定》GB 150-2011 《压力容器》GB 229-2007 《金属材料夏比摆锤冲击试验方法》GB/T 25198-2010 《压力容器封头》GB/T 151-2014 《热交换器》NB/T 47042-2014 《卧式容器》TSGR 1001-2008《压力容器管道设计许可规则》TSGD0001-2009《压力管道安全技术监察规程——工业管道》GB/T 20801.1-6-2006《压力管道规范工业管道》GB50160-2008《石油化工企业设计防火规范》GB50016-2006《建筑设计防火规范》GB50057-2010《建筑物防雷设计规范》GB50058-2014《爆炸危险环境电力装置设计规范》HG 20571-2014《化工企业安全卫生设计规定》GB/T 50087-2013《工业企业噪声控制设计规范》GB50184-2011《工业金属管道工程施工质量验收规范》GB50185-2010《工业设备及管道绝热工程质量检验评定标准》GB50235-2010《工业金属管道工程施工规范》GB50236-2011《现场设备、工业管道焊接工程施工规范》GB 50683-2011《现场设备、工业管道焊接工程施工质量验收规范》GB50231-2009《机械设备安装工程施工及验收通用规范》GB50270-2010《输送设备安装工程施工及验收规范》GB50316-2008《工业金属管道设计规范》HG/T 20615-20635-2009《钢制管法兰、垫片、紧固件(美洲体系)》GB 50275-2010《风机、压缩机、泵安装工程施工及验收规范》HG/T20505 《过程检测和控制系统用文字代号和图形符号》HG/T20507 《自动化仪表选型规定》HG/T20508 《控制室设计规定》HG/T20509 《仪表供电设计规定》HG/T20510 《仪表供气设计规定》HG/T20511 《信号报警、安全联锁系统设计规定》HG/T20512 《仪表配管、配线设计规定》HG/T20513 《仪表系统接地设计规定》HG/T20514 《仪表及管线伴热和绝热保温设计规定》HG/T20515 《仪表隔离和吹洗设计规定》HG/T20516 《自动分析器室设计规定》HG/T20700 《可编程控制器系统工程设计规定》HG/T20573-1995《分散型控制系统工程设计规定》HG/T20636 39《化工装置自控工程设计规定》HG/T21581-2010《自控安装图册》JB/T 4711 《压力容器涂敷与运输包装》备注:设计标准包括但不限于以上标准，应当符合国家相关法规、规定和标准，并采用最新版本。
4.工艺描述4.1.技术特点本项目甲醇合成塔采用卖方自主知识产权的水管式等温甲醇反应器（专利号：某）。
水管式等温甲醇反应器特点如下：（1）甲醇合成塔工艺核心是众多水管埋于催化床层中，合成反应放出的反应热及时被水管内水吸收汽化为蒸汽，维持床层温度稳定。
其特点：水汽化热很大，所有的反应热都能随即吸收，保证床层温度稳定，杜绝飞温现象，保证催化剂长周期高效运行。
（2）操作简单，床层温度完全由汽包蒸汽压力控制，操作简单方便。
（3）反应热全部产生中压蒸汽，热回收效率高；（4）催化剂床层中布置刺刀式沸腾水管，形如刺刀和刀鞘，为悬挂式双套管，即只焊一端，另一端自由伸缩，管子受热伸缩不受壳体限制，没有约束力，结构可靠。
（5）甲醇合成塔为全径向流程，即反应气垂直通过沸腾水管和被水包围的催化剂柱，从操作原理上曲线由多个反应放热和冷却锯齿形阶梯形成的“肚形”曲线，热点与起点、终点温差小于5℃，反应净值高，出口粗醇可达~7%，单位催化剂产醇量高。
（6）流程短，设备数量少，占地面积小。
4.2.工艺流程合成原料气经合成气压缩机增压至8.0MPaG与循环气、回收富氢气混合，送入现有热交换器（E03201）提温至177℃左右进入水管式甲醇合成塔，从塔内下部进入内外筒环隙，由下而上经内外筒许多小孔径向进入催化床等温反应，气体流向与沸腾水管垂直交叉走向，在催化剂床层由上千个数量级的“Z”型锯齿反应曲线进行催化反应合成甲醇。
整个触媒床层处于等温状态，温差小，推动力大，反应后塔出口气体中CH3OH含量为～7.00%，气体集于中心管由上而下出甲醇合成塔，温度约255℃左右，出塔气分两部分，其中一部分（26%）出塔气进入现有废锅（F03201），余热回收副产0.5MPa饱和蒸汽，此部分气体降温后与另一部分（~74%）出塔气汇合进入进入现有热交换器（E03201），降温至~130℃进入甲醇水冷器降温至~40℃，再进入现有甲醇分离器分离出粗甲醇（S03201），粗甲醇减压后进入甲醇闪蒸槽，出口粗甲醇压力0.5MPaG，送至甲醇精馏，醇后气送氢回收装置回收富氢气。
水管式甲醇合成塔的反应热由埋设于催化剂床内水管中的沸水吸收，汽化为蒸汽，汽水混合物上升至汽包内，混合物分离，蒸汽引出到蒸汽管网，补充水加入汽包，水往下进入水管吸热汽化，完成汽水循环。
副产~3.0MPaG饱和蒸汽，经减温减压至0.5MPaG送出界区，少量汽包排污废水送出界区。
本次改造设计基于买方现有工艺流程，利旧现有热交换器（E03201）及废热锅炉（F03201），改造施工除新建甲醇合成塔及汽包外，仅需对现有合成塔进出口工艺气管线做部分调整，改造后流程图示意如下：4.3.工艺控制4.3.1.温度从化学平衡考虑，温度升高对平衡有利；从动力学考虑，温度提高，反应速率常数增大。
因而，存在最佳温度。
甲醇合成铜基催化剂的使用温度范围为200~265℃。
温度过高，催化剂容易衰老，使用寿命短；温度过低，催化剂活性差，且易生成羰基化合物。
为保证催化剂使用寿命，应在确保质量的前提下，尽可能控制温度低一些。
（1）温度高会影响催化剂的使用寿命。
在温度高的情况下，铜基催化剂晶格发生变化，催化剂活性表面在逐渐减少。
如果温度超过280℃，催化剂很快丧失活性。
本系统催化剂温度控制在250~275℃之间。
（2）温度高会影响产品质量。
反应温度高，在CO加H2的反应中，副反应产物量增大，使粗甲醇中杂质含量增加，不但影响产品质量，而且增加了H2的单耗。
（3）温度高会影响设备使用寿命。
高温下由于甲酸生成，造成设备的氢腐蚀，降低设备机械强度。
实际上，反应器的操作温度要兼顾到催化剂使用的初期、中期及后期，制定出合理的温度操作范围。
合成塔气体进口：~177℃合成塔气体出口：250~260℃（4）催化反应放出的大量反应热及时被催化剂中的水管内的水吸收汽化为蒸汽维持床层温度稳定。
其特点水汽化热很大，所有反应热都能随即吸收，保证床层温度恒定，杜绝飞温现象，保催化剂长周期高效运行；4.3.2.压力从化学平衡考虑，压力提高，对平衡有利：从动力学考虑，压力提高，反应速率加快。
因而，提高压力对反应有利。
本项目低压甲醇合成，合成压力为~8.0Mpa。
操作压力受催化剂活性、负荷高低、空速大小、冷凝分离好坏、惰性气含量等影响。
催化剂使用前期，操作压力可适当低一些；后期，压力适当提高。
4.3.3.空速空速或循环气量是调节合成塔温度及产量的重要手段之-。
循环量增加，转化率下降，但空速大了，甲醇产量有所增加。
在空速为5000~10000h-1 范围内，空时产率随空速增加而增加，超过104h-1，空速影响不大。
4.3.4.气体组成（1）甲醇合成反应氢碳比应控制在2.05~2.1,一般来说，过小，易发生副反应及结碳，且触媒活性易衰减；过大，单耗增加。
此成分的控制，是从化学反应动力学上加以考虑的。
（2）入塔气中的H2含量高，对减少副反应、减少H2S中毒、降低羰基镍和高级醇的生成都是有利的，又可延长催化剂寿命。
（3）入塔气中CO含量又是一个重要的操作参数，甲醇入塔气的CO含量一般为~20%左右。
（4）CO2的存在可保持催化剂的高活性，对甲醇合成有利。
据研究，Cu-Zn-Al 催化剂的活性组分是Cu,活性状态是Cu+，在气体混合物中有一定的氧化气氛对保持催化剂的良好活性是有利的。
若原料气中不存在一定量的CO2,催化剂会过度还原为铜，催化剂活性降低，CO2可使崔化剂保持一种较高的氧化态，使活性组分处在Cu+的状态。
（5）入塔气中的惰性气体如: N2、CH4、Ar,也影响甲醇合成率。
惰性气体含量太高，降低反应速率，循环动力消耗也大；惰性气体含量太低，弛放损失加大，损失有效气体。