煤制甲醇工艺设计

煤制甲醇工艺流程化设计

主反应为：C + O 2 → C O + C O 2 + H 2 → C H 3O

副反应为：

1 造气工段

（1）原料：由于甲醇生产工艺成熟,市场竞争激烈,选用合适的原料就成为项目的关键,以天然气和重油为原料合成工艺简单，投资相对较少，得到大多数国家的青睐，但从我国资源背景看，煤炭储量远大于石油、天然气储量，随着石油资源紧缺、油价上涨，在大力发展煤炭洁净利用技术的形势下，应该优先考虑以煤为原料,所以本设计选用煤作原料。

图1-1 甲醇生产工艺示意图

（2）工艺概述：反应器选择流化床，采用水煤浆气化激冷流程。原料煤通过粉碎制成65%的水煤浆与99.6%的高压氧通过烧嘴进入气化炉进行气化反应，产生的粗煤气主要成分为CO ，CO 2，H ２等。

2423CO H CH H O +⇔+2492483CO H C H OH H O

+⇔+222CO H CO H O

+⇔+

2 净化工段

由于水煤浆气化工序制得粗煤气的水汽比高达1.4可以直接进行CO变换不需加入其他水蒸气，故先进行部分耐硫变换，将CO转化为CO2，变换气与未变换气汇合进入低温甲醇洗工序，脱除H2S和过量的CO2，最终达到合适的碳氢比，得到合成甲醇的新鲜气。

CO反应式：

CO+H O=CO+H

222

3 合成工段

合成工段工艺流程图如图1。

合成反应要点在于合成塔反应温度的控制，另外，一般甲醇合成反应10～15Mpa的高压需要高标准的设备，这一项增加了很大的设备投资，在设计时，选择目前先进的林达均温合成塔，操作压力仅5.2MPa，由于这种管壳式塔的催化剂床层温度平稳均匀，反应的转化率很高。在合成工段充分利用自动化控制方法，实行连锁机制，通过控制壳程的中压蒸汽的压力，能及时有效的掌控反应条件，从而确保合成产品的质量。

合成主反应：

CO+2H=CH OH

23

主要副反应：

CO+3H=CH OH+H O

2232

4 精馏工段

精馏工段工艺流程图见图2。

合成反应的副产主要为醚、酮和多元醇类，本设计要求产品达质量到国家一级标准，因此对精馏工艺的合理设计关系重大，是该设计的重点工作。设计中选用双塔流程，对各物料的进出量和回流比进行了优化，另外，为了进一步提高精甲醇质量，从主塔回流量中采出低沸点物继续进预塔精馏，这一循环流程能有效的提高甲醇的质量。

甲醇合成工段工艺流

程图氢循环

图1 甲醇合成工艺流程图

液

图2 精馏工段工艺流程图

主要流程概貌

图3 低压法甲醇合成的工艺流程

1－加热炉；2－转化炉；3－废热锅炉；4－加热器5－脱硫器；6，12，17，21，24－水冷器；

包装

煤场 型煤

气柜

造气

脱硫

压 缩 机

合成

精馏 脱碳 变脱 变换

精脱 灌区

7－气液分离器；8－合成气压缩机；9－循环气压缩机；10－甲醇合成塔；11，15－热交换器；

13－甲醇分离器；14－粗甲醇中间槽；16－脱轻组分塔；18－分离塔；19，22－再沸塔；20－甲醇精馏塔；23－CO2吸收塔