年产50万吨煤制甲醇生产的工艺设计

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煤制甲醇合成工段工艺设计

煤制甲醇合成工段工艺设计

年产25万吨煤制甲醇合成工段工艺设计摘要在有机合成工业中,甲醇是第四大基础原料,被广泛应用于人们的生活中,近几年,甲醇需求量高速增长。

在工业生产中,甲醇合成工段在生产甲醇中占据重要的部分,因此,本设计是在低压下利用列管式等温反应器合成甲醇,对煤制甲醇过程中甲醇合成工段进行设计,并对甲醇合成工段进行物料衡算、热量衡算和合成工段所需的反应器及附属设备进行设计,确定甲醇反应器的类型、壳体直径、封头等结构及尺寸,编制设计说明书,绘制煤制甲醇合成工段工艺流程图、反应器结构图、设备平面布置图和设备立面布置图。

关键词甲醇; 合成工段; 工艺设计;反应器With an annual output of 250000tons of methanolsynthesis process designAbstractIn organic synthesis industry, methanol is the fourth big basic raw materials, widely used in people's life, in recent years, methanol demand rapid growth. In industrial production, methanol synthesis section occupy an important part in the production of methanol, as a result,The main content of this design is in the process of coal methanol synthesis methanol synthesis process of design, and the methanol synthesis process of material balance, heat balance and reactor and ancillary equipment needed for the section design, determine the type of methanol reactor, shell diameter, sealing the top structure and size, preparation of design specifications, process flow diagram and drawing coal methanol synthesis section process flow diagram, reactor structure, equipment layout and elevation layout.Keyword Methanol, synthesis section, process desig,reactor目录第1章绪论 (1)1.1 甲醇的性质 (1)1.2 甲醇的用途 (2)1.3 甲醇的生产方法 (2)1.3.1 高压法 (2)1.3.2 低压法 (3)1.3.2 中压法 (3)1.4 设计任务 (4)1.4.1 设计的依据 (4)1.4.2 设计的内容 (4)1.4.3 设计的条件 (4)1.4.4 产品质量标准 (4)第2章工艺流程 (5)2.1 催化剂 (5)2.2 甲醇反应器 (6)2.3 甲醇合成工艺流程 (8)2.3.1 操作条件 (8)2.3.2 工艺流程 (8)第3章物料衡算及热量衡算 (9)3.1 甲醇合成工段的物料衡算 (9)3.1.1 设计的条件和参数 (9)3.1.2 化学反应 (9)3.1.3 物料衡算 (10)3.2 热量衡算 (17)3.2.1 反应器热量计算 (17)3.2.2 反应物料预热器热量计算 (20)3.2.3 水冷器热量计算 (22)第4章反应器的工艺计算 (25)第5章附属设备设计及计算 (29)5.1 循环压缩机的选型 (29)5.2 水冷器的计算 (29)5.3 分离器的选型 (34)5.4 贮槽的选型 (34)甲醇合成工段主要设备一览表 (34)结论 (35)致谢 (36)参考文献 (37)附录A 译文 (38)译文标题 (38)附录B 外文原文 (46)第1章 绪论1.1 甲醇的性质甲醇是饱和脂肪醇中最简单的一元醇,因为它最先是由木材中干馏获得的,所以俗名又称为“木醇”或“木精”。

甲醇合成的工艺流程

甲醇合成的工艺流程

甲醇合成的工艺流程:水煤浆经新型气化炉加压气化制取的水煤气,经净化处理制得总硫含量小于0.1 ppm,氢碳比(H2-CO2)/(CO+CO2) =2.05~2.15的合格合成气。

经透平压缩机压缩段5级叶轮加压后,在缸内与甲醇分离器来的循环气(40℃,4.6Mpa)按一定比例混合,经过循环段1级叶轮加压至5.20Mpa后,送入缓冲槽中,获得压力为5.15MPa,温度约为60℃的入塔气。

入塔气以每小时528903Nm3的流量进入入塔预热器的壳程,被来自合成塔反应后的出塔热气体加热到225℃后,进入合成塔顶部。

合成塔为立式绝热管壳型反应器。

管内装有NC306型低压合成甲醇催化剂。

当合成气进入催化剂床层后,在5.10MPa,220~260℃下CO、CO2与H2反应生成甲醇和水,同时还有微量的其它有机杂质生成。

合成甲醇的两个反应都是强放热反应,反应释放出的热大部分由合成塔壳侧的沸腾水带走。

通过控制汽包压力来控制催化剂层温度及合成塔出口温度。

从合成塔出来的热反应气体进入入塔预热器的管程与入塔合成气逆流换热,被冷却到90℃左右,此时有一部分甲醇被冷凝成液体。

该气液混合物再经水冷器进一步冷凝,冷却到≤40℃,再进入甲醇分离器分离出粗甲醇。

分离出粗甲醇后的气体,压力约为4.60MPa,温度约为40℃,返回循环段,经加压后循环使用系统。

为了防止合成系统中惰性的积累,要连续从系统中排放少量的循环气体:一部分直接排放至精馏工段,另一部分经水洗塔洗涤甲醇后作为弛放气体送往燃气发电管网,整个合成系统的压力由弛放气排放调节阀来控制。

分离出的粗甲醇和水洗塔塔底排出粗甲醇液体,减压至0.4MPa后,进入甲醇膨胀槽,以除去溶解在粗甲醇中大部分气体,然后直接送往甲醇工段或粗甲醇贮槽。

汽包与甲醇合成塔壳侧由二根下水管和六根汽液上升管连接形成一自然循环锅炉,付产4.0MPa中压蒸汽减压至1.3MPa后送入蒸汽管网。

汽包用的锅炉给水来自锅炉给水总管,温度为104℃,压力为5.0MPa。

各种生产甲醇方法的计算

各种生产甲醇方法的计算

各种生产甲醇方法的计算近20年来,甲醇生产发展很快,技术不断提高,生产规模逐年扩大,生产工艺逐步成熟,各项技术指标不断完善,近10多年来,世界合成甲醇技术有了很大的发展,其趋势为原料路线多样化、生产规模大型化、合成催化剂高效化、气体净化精细化、过程控制自动化以及联合生产普遍化。

从而使合成技术更加优化。

一、天然气生产甲醇单耗及成本1.1天然气生产甲醇单耗及成本1.2天然气制甲醇成本估算公式天然气制甲醇成本估算公式:甲醇工厂成本 = 天然气单价 * 1000 + 300比如天然气单价 1.00元甲醇工厂成本为1300元另外,还要看是否用天然气自备电厂发电,有自备电厂的,甲醇单耗中,每吨甲醇多消耗天然气300~400方。

天然气便宜的时候,天然气制甲醇厂都有自备电厂,吐哈油田甲醇厂的自备电厂是后面为降低成本扩建的。

以天然气生产甲醇的成本主要取决于天然气的价格(同时也与天然气的成分及采用工艺关):每立方米天然气在1.0元时甲醇成本在1500元左右。

每立方米天然气在1.2元时甲醇成本在1800元左右。

每立方米天然气在1.5元时甲醇成本在2000元左右。

二、煤生产甲醇单耗及成本2.1煤生产甲醇单耗及成本以煤制甲醇,原料(原料煤、燃料煤)及动力的成本一般占到甲醇总成本的80%以上,其中原料煤约占60%。

先进气化工艺(水煤浆,SHELL尚未有投运的业绩)目前的甲醇生产成本在1600元/吨左右(煤价480元/吨。

以无烟煤的原料生产甲醇(主要是联醇),目前的甲生产成本在2000元/吨以上(煤价700元/吨)。

2.2 20万吨/年煤制甲醇综合技术经济指标23 投资回收期所得税前年 6.06 含建设期所得税后年 6.25 含建设期24 盈亏平衡点(BEP) % 35.55 备注:年用水量为382万立方米2.3 50万吨/年煤制甲醇综合技术经济指标2.3.1 德士古煤气化工艺生产50万吨/年甲醇2.3.1.1基本要求(1)原料煤和燃料煤原料煤采用神华煤,燃料煤采用义马煤。

40万吨煤制甲醇精馏工艺设计

40万吨煤制甲醇精馏工艺设计

40万吨煤制甲醇精馏工艺设计煤制甲醇是一种重要的化学品和燃料,广泛应用于化工、能源等领域。

煤制甲醇的工艺设计及精馏过程对于提高甲醇纯度和产量具有重要意义。

本文将对40万吨煤制甲醇精馏工艺设计进行探讨。

煤制甲醇的工艺设计包括煤气化、变换、气体净化、甲醇合成以及甲醇的精馏过程。

其中,精馏过程是整个工艺流程中最为重要和关键的环节之一、甲醇的纯度和产量直接影响到产品的质量和经济效益。

首先,我们将介绍40万吨煤制甲醇的主要精馏塔。

在整个工艺设计中,主要有石油炼制在内的一些工艺和装置经验可供参考。

为了保证高效的工艺运行和良好的甲醇品质,我选择了石油炼制中常用的主塔、副塔和补充塔结构来设计40万吨煤制甲醇精馏工艺。

主塔是煤制甲醇精馏工艺中最重要和核心的精馏塔。

它主要对原料进行精馏,将甲醇从其他组分中分离出来。

主塔内部设置有多个塔板,每个塔板上都有装有分离器的分隔孔板,用于分离液体和气体。

在主塔中,煤制甲醇产物通过加热和冷却交替作用,实现了甲醇的分离和提纯。

通过调节加热和冷却的温度和压力,可以获得所需的甲醇纯度和产量。

副塔是主塔的辅助装置。

它用于处理主塔产物中的副产物和杂质。

副塔通过加热和冷凝过程,将副产物从主塔的副产物中分离出来,并与主塔产物再次混合。

这样可以提高甲醇的纯度和产量。

补充塔是为了进一步提高甲醇的纯度而设置的。

它能够有效地去除主塔和副塔的后处理中残留的杂质和副产物。

补充塔在主塔和副塔之间设有进出料口,能够添加其他处理剂来增加甲醇的纯度。

除了以上的主塔、副塔和补充塔,煤制甲醇的工艺设计中还需要考虑回收装置和热力系统。

回收装置用于回收主塔和副塔中的副产物和废水,减小环境污染,同时也能够获得更高的经济效益。

热力系统用于提供主塔和副塔中所需的加热和冷却能量,保证工艺稳定和高效运行。

总结而言,40万吨煤制甲醇精馏工艺的设计需要考虑到主塔、副塔和补充塔的结构和运行参数的合理设计,同时还需要配置回收装置和热力系统来提高甲醇的纯度和产量。

煤制甲醇生产工艺优化与节能减排策略分析

煤制甲醇生产工艺优化与节能减排策略分析

煤制甲醇生产工艺优化与节能减排策略分析摘要:煤制甲醇生产是非常复杂的工艺流程,在生产过程中水量消耗大,并且会产生较多的固体和气体以及液体废物等排放。

为了能够在煤制甲醇生产工艺流程中贯彻落实绿色节能的生产理念,应对煤制甲醇生产工艺和特点进行深入的分析,并对其生产工艺进行优化,提出科学合理的节能减排策略,达到降低生产成本,提升环境保护的水平的目标。

关键词:煤制甲醇;生产工艺;节能减排;策略我国煤炭资源较为丰富,能够为甲醇的生产提供足够的原料支持,但是煤制甲醇生产过程中还存在水量需求大以及固体和液体废料排风较多的特点,不利于节能减排生产理念的要求。

因此,需要对煤制甲醇工艺进行优化,并提出科学有效的节能减排策略。

一、煤制甲醛生产工艺优化措施(一)煤制甲醇联醇生产工艺煤制甲醇联醇生产技术对企业的生产规模和生产技术有一定的要求,企业需要具备较高的技术处理能力,这样才能做好煤制甲醇的联醇生产技术。

首先,企业需要具有较高的铜洗技术能力,在煤制甲醇生产过程中当发生碳化情况时,企业能够对甲醇合成工艺技术实施科学合理的分析,为联醇技术的应用提供可靠的保障措施,提升联醇生产工艺水平。

其次,企业还需要对合成氮的特征进行重点关注,甲醇生产工艺中合成氮发挥了重要的作用,科学合理地掌握合成氮技术,能够有效地满足甲醇生产条件,同时还能够充分的挖掘联醇在生产活动中的重要价值。

所以,生产人员在甲醇生产过程中应重视催化剂的合理应用,确保合成氮最大化作用的发挥,提升净化的效果。

(二)焦炉煤气制甲醇工艺在工业生产领域中,焦炉煤气是一种常见的生产设备,通过焦炉煤气能够有效的改进甲醇生产制备工艺。

因此,企业需要结合甲醇制取工艺的具体特征充分利用煤原料,从根本上提升煤在甲醇生产过程中的重要价值。

利用焦炉煤气生产甲醇的过程中会留有焦炭,要想对焦炭进行科学合理的处理,生产技术人员需要对焦炭的构成进行科学的分析,并且对其构成特点进行明确,并研究如果在满足焦炉使用需求的情况下,提升焦炉煤气制备甲醇的质量标准和相关要求,进而提升甲醇制备工艺的优化和创新。

【毕业设计】煤制甲醇合成工艺毕业设计.doc

【毕业设计】煤制甲醇合成工艺毕业设计.doc

【毕业设计】煤制甲醇合成工艺毕业设计.doc煤制甲醇是我国科技发展的重要领域之一,也是一个具有广泛应用前景的绿色化学工业。

本文旨在设计一种可行、经济、环保的煤制甲醇合成工艺。

一、煤制甲醇的主要产出原理煤制甲醇是通过合成气(CO+H2)反应生成甲醇得到的一种高附加值的产品。

煤制甲醇合成过程主要反应有三步:首先,将煤转化为气化气体,然后将气化气体中的CO和H2摆与催化剂(通常为铜锌催化剂)反应,生成甲醇,最后通过蒸馏、纯化等工艺流程得到高纯度的甲醇产品。

二、煤制甲醇合成工艺设计煤制甲醇合成工艺需要考虑的主要因素包括煤质、气化工艺、合成催化剂以及甲醇分离纯化过程。

本设计以山西煤炭资源丰富的地理优势为基础,结合当前已有的煤制甲醇产业示范工程,制定如下煤制甲醇合成工艺方案。

(一)煤气化工艺本设计选择采用固定床气化工艺,该工艺适合气化产率高、稳定性好的煤种,同时也能适应较高温度和高压力条件下的气化反应。

根据实际情况,建议选用一种在煤中含碳率较高、灰份较低的煤种。

(二)甲醇合成催化剂本设计选用铜锌催化剂,该催化剂具有高催化活性、选择性好、稳定性强等优点,在加氢条件下能够高效地将CO2和CO反应成甲醇。

(三)甲醇分离纯化甲醇合成反应产物含有杂质较多,需要进行分离和纯化。

本设计采用一种结构简单、操作灵活的精馏工艺流程,同时也可以考虑采用更加环保的膜分离技术。

1. 生产能力本设计生产能力为50万吨/年。

2. 生产成本选择山西省内的煤矿资源,估算煤气化成本为350元/吨。

估算甲醇合成成本为4700元/吨。

采用精馏或膜分离工艺,估算甲醇分离纯化成本为900元/吨。

3. 经济效益估算年销售收入为12.5亿元,年净利润为1.5亿元。

本设计采用固定床气化工艺,废气排放浓度相对较低,同时可在气化过程中回收CO2,降低二氧化碳排放量。

采用铜锌催化剂可以降低加氢反应中CO2的排放,同时也可以在甲醇分离纯化过程中采取更加环保的膜分离技术,综合来看该工艺的环保性较好。

煤制甲醇工艺设计原理

煤制甲醇工艺设计原理

煤制甲醇工艺设计原理煤制甲醇是利用煤作为原料进行化学转化制取甲醇的工艺过程。

煤炭是一种含碳量较高的化石燃料,其主要成分是碳、氢、氧、氮和一些金属元素等。

煤制甲醇可以有效利用煤炭资源,降低对化石燃料依赖,减少二氧化碳的排放,对节能减排具有重要意义。

煤制甲醇的工艺设计原理主要包括煤气化、合成气的净化、合成气的转化和甲醇的提纯等环节。

下面将详细介绍这些环节的工艺设计原理:1.煤气化:煤气化是将煤炭在高温和高压条件下与空气、水蒸气或氧气等反应生成合成气的过程。

煤气化反应主要包括干燥、热解和气化三个步骤。

煤气化产生的合成气中含有大量的一氧化碳和氢气等可用于合成甲醇的原料。

2.合成气的净化:煤气中含有杂质如硫化物、氨、氯化物等,这些杂质对于后续的合成反应有不利影响,因此需要对合成气进行净化处理。

主要的净化工艺包括脱硫、脱氨和脱氯等步骤,以保证合成气的纯度和质量,防止催化剂的中毒。

3.合成气的转化:合成气的转化是指将合成气中的一氧化碳和二氧化碳等气体通过催化反应转化为甲醇的过程。

这一步骤通常采用催化剂进行,以提高反应速率和选择性。

常用的催化剂有锆锌镍钙和铝铈钠等,其中锌优于钴和铜等。

4.甲醇的提纯:合成甲醇通常含有大量的杂质,如水、醇醚、酸等。

这些杂质会降低甲醇的纯度和质量,影响后续的应用。

因此需要对合成甲醇进行提纯处理。

通常采用蒸馏、吸附和膜分离等方法进行甲醇的提纯和纯化。

煤制甲醇工艺设计原理主要涉及了煤的气化、合成气的净化、合成气的转化和甲醇的提纯等环节。

通过合理设计这些环节,能够实现高效、低能耗、环保的煤制甲醇工艺过程。

煤制甲醇技术的运用不仅能够提高煤的利用率,还有助于减少化石燃料的消耗和减排二氧化碳的排放,具有重要的经济和环保意义。

煤制甲醇合成工艺毕业设计方案

煤制甲醇合成工艺毕业设计方案

煤制甲醇合成工艺毕业设计方案煤制甲醇是一种将煤炭转化为甲醇的技术。

煤制甲醇工艺在能源转化和化学合成领域具有重要的应用价值。

本文将介绍一种煤制甲醇的合成工艺,并设计了一个基于该工艺的毕业设计方案。

1.工艺概述煤制甲醇工艺的核心是将煤炭通过煤气化得到合成气,然后将合成气通过催化剂进行合成甲醇的反应。

整个工艺可以分为以下几个步骤:(1)煤气化:将煤炭在高温、高压下与氧气和蒸汽进行反应,生成合成气,合成气的主要成分是一氧化碳和氢气。

(2)气体净化:对合成气进行除尘、脱硫和脱氮等处理,降低气体中的杂质含量。

(3)催化合成:将净化后的合成气通过催化剂,进行合成甲醇的反应。

该反应需要在一定的温度和压力下进行,通常采用压力在10~30MPa,温度在200~300℃。

(4)甲醇分离:将合成反应生成的甲醇通过分离和纯化操作,获得高纯度的甲醇产品。

2.设计方案(1)设备选择:工艺流程中需要选择适当的设备进行煤气化、气体净化、催化合成和甲醇分离等操作。

针对不同的工艺条件和规模,可以选择合适的煤气化炉、净化器、合成反应器和分离塔等设备。

(2)催化剂选择:选择适合的催化剂进行甲醇合成反应。

常用的催化剂有铜、锌、锆等金属催化剂,可以考虑使用商业化的催化剂或者开发新的催化剂。

(3)能源消耗和废弃物处理:考虑工艺中的能源消耗和废弃物处理问题。

可以通过优化工艺条件、改善煤气化效率和净化效果等措施来减少能源消耗和废弃物排放。

(4)经济评估:根据工艺设计参数和市场价格,进行经济评估,包括投资成本、运营成本和预期收益等方面。

(5)安全考虑:在工艺设计中要注重安全性,包括压力、温度的控制,设备的安全性和停机维护等方面。

3.结论本文设计了一个基于煤气化和催化合成的煤制甲醇工艺的毕业设计方案。

该方案包括煤气化、气体净化、催化合成和甲醇分离等关键步骤。

通过设备选择、催化剂选择、能源消耗和废弃物处理、经济评估和安全考虑等方面的设计,可以实现高效、经济、安全的煤制甲醇生产。

各种生产甲醇方法的计算

各种生产甲醇方法的计算

各种生产甲醇方法的计算各种生产甲醇方法的计算近20年来,甲醇生产发展很快,技术不断提高,生产规模逐年扩大,生产工艺逐步成熟,各项技术指标不断完善,近10多年来,世界合成甲醇技术有了很大的发展,其趋势为原料路线多样化、生产规模大型化、合成催化剂高效化、气体净化精细化、过程控制自动化以及联合生产普遍化。

从而使合成技术更加优化。

一、天然气生产甲醇单耗及成本1.1天然气生产甲醇单耗及成本项目单耗单价(元)单位成本(元、吨)天然气1050m3 1.0 (假定)1050电80kW•h0.4 32蒸汽自给脱盐水 5.0t 3.5 17.5冷却水200t 0.2 40触媒及化学品15.0人工 4折旧及管理费212.6合计1412.11.2天然气制甲醇成本估算公式天然气制甲醇成本估算公式:甲醇工厂成本= 天然气单价* 1000 + 300比如天然气单价 1.00元甲醇工厂成本为1300元另外,还要看是否用天然气自备电厂发电,有自备电厂的,甲醇单耗中,每吨甲醇多消耗天然气300~400方。

天然气便宜的时候,天然气制甲醇厂都有自备电厂,吐哈油田甲醇厂的自备电厂是后面为降低成本扩建的。

以天然气生产甲醇的成本主要取决于天然气的价格(同时也与天然气的成分及采用工艺关):每立方米天然气在1.0元时甲醇成本在1500元左右。

每立方米天然气在1.2元时甲醇成本在1800元左右。

每立方米天然气在1.5元时甲醇成本在2000元左右。

二、煤生产甲醇单耗及成本2.1煤生产甲醇单耗及成本项目单耗单价(元)单位成本(元、吨)原料煤 1.38t 300 414电256.6kW•h0.4 102.6蒸汽0.931t 50 46.6冷却水337.6t 0.2 67.5触媒及化学品46.4人工230折旧及管理费240.2合计1147.3以煤制甲醇,原料(原料煤、燃料煤)及动力的成本一般占到甲醇总成本的80%以上,其中原料煤约占60%。

先进气化工艺(水煤浆,SHELL尚未有投运的业绩)目前的甲醇生产成本在1600元/吨左右(煤价480元/吨。

年产60万吨煤制甲醇初步工艺设计

年产60万吨煤制甲醇初步工艺设计

煤制甲醇是一种将煤转化为甲醇的生产方式。

首先,我们需要进行初步工艺设计,以确定每年产量为60万吨煤制甲醇的生产方案。

下面是一个设计概述,其中包括从原料煤到成品甲醇的整个生产过程。

1.原料煤准备煤炭是煤制甲醇生产的主要原料,因此需要对原料煤进行预处理。

这包括煤的粉碎和煤的干燥。

经过这些处理,煤炭的颗粒大小和含水率将达到制造甲醇所需的标准。

2.煤气化经过原料煤准备后,将煤炭进行气化。

煤气化是将煤转化为气体燃料的一种产能方式。

通过高温和高压反应,煤与水蒸气和氧气发生化学反应,产生一氧化碳和氢气。

这些气体是后续步骤中甲醇合成的重要原料。

3.气体净化煤气是含有很多有害物质的混合气体,包括硫化物、氮氧化物、氮化物等。

在气体净化步骤中,通过一系列的处理,这些有害物质将被去除或转化为无害的物质。

气体净化通常包括吸附、吸收、催化和过滤等工艺。

4.合成气净化与气体净化类似,合成气也需要进行净化处理。

合成气主要由一氧化碳和氢气组成,因此需要去除其中的杂质。

合成气净化通常包括加压、冷却、分离和吸附等步骤。

5.甲醇合成经过气体净化后,一氧化碳和氢气被送入甲醇合成反应器中。

在甲醇合成反应器中,通过一系列催化反应,一氧化碳和氢气发生化学反应,产生甲醇。

这个过程通常是在高温和高压下进行的。

6.甲醇精制在甲醇合成后,产生的甲醇含有一定量的杂质,如水分、重质烃和酸等。

在甲醇精制过程中,这些杂质将通过蒸馏、吸附、萃取等步骤被去除。

最终得到的是高纯度的甲醇产品。

7.甲醇储存和出口在甲醇精制后,将产生的甲醇储存于储罐中,并进行包装和标记。

根据客户需求,可以选择将甲醇产品出口到国内或国际市场。

需要指出的是,以上只是一个初步工艺设计的概述,具体的工艺细节将根据实际情况进行优化和调整。

同时,在生产过程中需要考虑的因素还包括环境保护、能源消耗和安全生产等方面。

因此,在具体的工艺设计中,需要进行细致的分析和评估,以确保生产过程的可行性和经济性。

以上是一个大致的初步工艺设计,简要介绍了从原料煤到成品甲醇的生产过程。

年产30万吨煤制甲醇合成工段初步设计

年产30万吨煤制甲醇合成工段初步设计

目录第1章概述 (1)1.1甲醇性质 (1)1.2甲醇用途 (2)1.3甲醇生产工艺的发 (2)1. 4甲醇生产原料 (3)第2章工艺流程设计 (3)2.1合成甲醇工艺的选择 (4)2.1.1甲醇合成塔的选择 (4)2.1.2催化剂的选用 (4)2.1.3合成工序工艺操作条件的确定与论证 (6)第3章工艺流程 (7)3.1甲醇合成工艺流程 (7)第4章工艺计算 (8)4.1物料衡算 (8)4.1.1合成工段 (9)4.2能量衡算....................................................................................................................... 错误!未定义书签。

4.2.1煤发电量............................................................................................................ 错误!未定义书签。

4.2.2合成工段............................................................................................................ 错误!未定义书签。

第5章主要设备的计算和选型............................................................................................... 错误!未定义书签。

5.1甲醇合成塔的设计....................................................................................................... 错误!未定义书签。

以煤为原料生产甲醇的工艺流程

以煤为原料生产甲醇的工艺流程

以煤为原料生产甲醇的工艺流程
甲醇是一种重要的化工品,可以用作溶剂、燃料和化工原料等。

以煤
为原料生产甲醇是一种比较常见的工艺,下面将介绍一种典型的工艺流程。

一、原料准备
首先需要准备煤作为主要原料,同时还需要其他辅料如空气、水蒸汽等。

选择合适质量和化学成分的煤对于甲醇生产至关重要。

二、煤气化
将煤通过气化反应转化为合成气,合成气主要由一氧化碳和氢气组成。

气化反应一般在高温高压的反应器中进行,通过供氧或蒸汽气化来调节合
成气的成分。

三、合成气净化
合成气中可能含有少量其他杂质如硫化氢、氨等,需要通过净化和控
制来保证后续反应的顺利进行。

通常包括脱硫、除尘、变换等工序。

四、催化制甲醇
将净化后的合成气通过催化反应器进行制甲醇,主要反应为一氧化碳
与氢气生成甲醇。

反应一般在高压下进行,需要选择合适的催化剂来提高
反应速率和选择性。

五、甲醇分离纯化
将反应产物中的甲醇和其他组分进行分离纯化,主要包括冷凝、蒸馏、吸附等过程。

通过多级纯化可以得到高纯度的甲醇产品。

六、废气处理
生产过程中会产生大量废气,包括含有一氧化碳、二氧化碳等气体。

需要通过废气处理设备如烟囱、净化装置等进行处理,减少对环境的影响。

七、能源回收
在生产过程中可以通过换热器、余热锅炉等设备进行能源回收,提高
能源利用率和减少生产成本。

以上是以煤为原料生产甲醇的一种典型工艺流程,通过合理设计和优
化可以提高生产效率和产品质量,同时减少能源消耗和废物排放,实现可
持续发展。

年产80万吨煤制甲醇净化工段工艺的设计

年产80万吨煤制甲醇净化工段工艺的设计

年产80万吨煤制甲醇净化工段工艺的设计介绍本文档旨在设计一种年产80万吨煤制甲醇净化工段的工艺。

煤制甲醇是一种重要的化工原料,在现代工业生产中有着广泛的应用。

因此,设计高效、可靠的工艺对于提高生产效率和保证产品质量至关重要。

工艺流程工艺流程是煤制甲醇生产过程中的关键部分。

下面介绍年产80万吨煤制甲醇净化工段的工艺流程。

1.煤气净化:将原始的煤气进行脱硫、脱碱、脱氯等处理,以提高甲醇产品的纯度和质量。

2.吸附除醇:利用吸附剂吸附煤气中的甲醇,从而提高甲醇的回收率。

3.蒸馏分离:利用蒸馏塔对吸附剂吸附的甲醇进行分离,得到高纯度的甲醇产品。

4.尾气处理:对生产过程中产生的尾气进行处理,确保环境友好和能源的高效利用。

设备选择与布置在年产80万吨煤制甲醇净化工段的工艺设计中,设备的选择和布置是关键的一部分。

以下是一些常用的设备和布置建议:1.脱硫设备:选用湿法脱硫装置,如喷雾脱硫塔,以提高脱硫效率。

2.脱碱设备:选用碱吸收塔,利用氨水吸收煤气中的碱性成分。

3.脱氯设备:选用活性炭吸附塔,利用活性炭吸附煤气中的氯化物。

4.吸附剂选择:针对甲醇的吸附特性,选用合适的吸附剂,如活性炭、分子筛等。

5.蒸馏塔:选用多级蒸馏塔,以实现高效的甲醇分离。

6.尾气处理设备:选用催化氧化装置或活性炭吸附装置,处理尾气中的有害物质。

设备在工厂内的布置需要考虑生产效率、设备之间的连接以及操作和维护的便利性。

合理的设备布局可以提高工作效率,减少能源消耗。

控制策略对于年产80万吨煤制甲醇净化工段,制定合适的控制策略对于工艺的稳定和可靠运行至关重要。

以下是一些建议的控制策略:1.温度控制:通过温度传感器监测各设备的温度,并根据温度的变化调整操作参数,以保持设备的运行温度在合适的范围内。

2.压力控制:利用压力传感器监测设备的压力,并通过调节供气和排气的阀门等控制装置,以保持设备的运行压力稳定。

3.流量控制:通过流量计监测在工艺流程中的流体流量,并根据设定值调整控制阀门,以保持流量的稳定和均衡。

生产甲醇的几种流程图

生产甲醇的几种流程图

生产甲醇的几种流程图(一)甲醇的生产流程图(二)高压法合成甲醇工艺流程1-合成塔;2-水冷凝器;3-甲醇分离器;4-循环压缩机;5-铁油分离器;6-粗甲醇中间槽(三)低压法生产甲醇的原理流程图1加热炉2转化炉 3废热锅炉 4加热器 5脱硫器 6 、24、21、17、12为水冷器7气液分离器 8合成气三段离心式压缩机 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 再沸器20甲醇精馏塔 23 CO2吸收塔(四)甲醇生产高压法、中压法、低压法三种方法及区别高压工艺流程一般指的是使用锌铬催化剂,在300—400℃,30MPa高温高压下合成甲醇的过程。

自从1923年第一次用这种方法合成甲醇成功后,差不多有50年的时间,世界上合成甲醇生产都沿用这种方法,仅在设计上有某些细节不同,例如甲醇合成塔内移热的方法有冷管型连续换热式和冷激型多段换热式两大类;反应气体流动的方式有轴向和径向或者二者兼有的混合型式;有副产蒸汽和不副产蒸汽的流程等。

近几年来,我国开发了25-27MPa压力下在铜基催化剂上合成甲醇的技术,出口气体中甲醇含量4%左右,反应温度230-290℃。

ICl低压甲醇法为英国ICl公司在1966年研究成功的甲醇生产方法。

从而打破了甲醇合成的高压法的垄断,这是甲醇生产工艺上的一次重大变革,它采用51-1型铜基催化剂,合成压力5MPa。

ICl法所用的合成塔为热壁多段冷激式,结构简单,每段催化剂层上部装有菱形冷激气分配器,使冷激气均匀地进入催化剂层,用以调节塔内温度。

低压法合成塔的型式还有联邦德国Lurgi公司的管束型副产蒸汽合成塔及美国电动研究所的三相甲醇合成系统。

70年代,我国轻工部四川维尼纶厂从法国Speichim公司引进了一套以乙炔尾气为原料日产300吨低压甲醇装置(英国ICI专利技术)。

80年代,齐鲁石化公司第二化肥厂引进了联邦德国Lurge公司的低压甲醇合成装置。

年产60万吨煤制甲醇初步工艺设计

年产60万吨煤制甲醇初步工艺设计

设计总说明甲醇是一种非常重要化工原料,工业应用非常广泛。

国内甲醇的需求量逐年增大,针对我国贫油少气的能源现状,煤制甲醇生产工艺充分利用了我国煤炭资源丰富的优势,近年来在国内得到了广泛应用。

通过查阅资料及分析,本设计采用Lurgi低压法合成甲醇,以长焰煤煤作为原料,进行年产60万吨的煤制甲醇初步工艺设计,包括煤的选用、原料气制备工艺的设计、原料气的变换及净化工艺设计,合成工艺设计以及粗甲醇的精制工艺设计,并绘制了工艺流程图。

同时,进行了物料衡算,对气化工段和合成塔进行了热量衡算。

设计了甲醇合成塔和预精馏塔,并绘制出相应的设备简图。

关键词:德士古气化炉,鲁奇低压法,甲醇,设计Design DescriptionMethanol is a very important chemical raw material, which is widely used in industrial applications. The demand for the domestic methanol increased year by year, in view of the current situation of our country less oil and less gas in the energy, coal to methanol production process makes full use of the advantage of abundant coal resources in our country, in recent years in domestic has been widely used.By means of data and analysis, the design uses Lurgi low-pressure synthesis to produce methanol,taking long flame coal as raw material, designing preliminary process of the coal to methanol with the annual output of 600000 tons ,Including the selection of coal, raw material gas preparation process design, raw gas transformation and purification process design, synthesis process design and crude methanol refining process design, and drawing the process flow chart.At the same time, it finished the material balance calculation, the heat value calculation of the gasification process and the Synthetic tower .it completed the design of the methanol synthesis reactor and distillation distillation tower, finally drawed the corresponding diagram of equipment. Key word:Texaco gasifier, Lurgi low pressure, methanol, design目录1 绪论 (1)1.1甲醇简介 (1)1.1.1物化性质 (1)1.1.2包装及储运 (1)1.1.3毒性和防护 (2)1.1.4质量要求 (2)1.2甲醇的用途 (4)1.3甲醇合成工艺技术 (5)1.3.1.DAVY甲醇技术特点 (5)1.3.2.Lurgi甲醇技术 (5)1.3.3.TOPSOE的甲醇技术特点 (5)1.3.4.TEC甲醇技术特点 (5)1.3.5.三菱重工业公司甲醇技术特点 (6)1.3.6.林德公司甲醇技术的特点 (6)1.4甲醇的生产工艺 (6)1.4.1生产工艺的发展历史 (6)1.4.2天然气制甲醇 (7)1.4.3油制甲醇 (9)1.4.4联醇生产 (9)1.4.5煤制甲醇 (10)1.4.6甲醇生产的发展趋势 (12)1.5 本次设计的目的和意义 (14)2 设计要求及设计依据 (15)2.1 设计题目 (15)2.2 设计原则 (15)2.3 设计要求 (15)2.4 设计依据 (15)3.1煤气化工段 (16)3.1.1煤的选用 (16)3.1.2煤气化过程 (17)3.1.3气化工艺原理 (17)3.1.4气化工艺流程 (19)3.2煤气变换工段 (21)3.2.1煤气变换原理 (21)3.2.2变换工艺流程 (22)3.3煤气净化工段 (23)3.3.1煤气净化方法 (23)3.3.2工艺流程概述 (25)3.4甲醇合成工段 (28)3.4.1合成原理 (28)3.4.2合成工艺流程 (30)3.5甲醇精制工段 (32)3.5.1精制工艺 (32)3.5.2精制要求 (32)3.5.3三塔精馏工艺流程 (33)4 工艺计算 (35)4.1.物料衡算 (35)4.1.1精馏工段物料衡算 (35)4.1.2合成工段物料衡算 (36)4.1.3变换工段物料衡算 (42)4.1.4气化工段物料衡算 (42)4.1.5综合计算 (47)4.2热量衡算 (48)4.2.1气化工段热量衡算 (48)4.2.2合成塔热量衡算 (53)5.1 甲醇合成反应器的设计 (57)5.1.1催化剂的使用量 (57)5.1.2 换热面积的确定 (57)5.1.3换热管数的确定 (57)5.1.4合成塔直径 (58)5.1.5合成塔的壁厚设计 (58)5.1.6壳体设计液压强度校核 (58)5.1.7合成塔封头设计 (59)5.1.8折流板和管板的选择及设计 (59)5.1.9支座 (59)5.2 甲醇精馏工段预精馏塔的设计 (59)5.2.1 进料组成 (60)5.2.2 加碱量的计算 (60)5.2.3 清晰分割法取出二甲醚 (60)5.2.4 预精馏塔塔釜温度计算 (62)5.2.5 理论板数的计算 (63)6 总结 (64)参考文献 (65)致谢 (67)1 绪论1.1甲醇简介1.1.1物化性质甲醇(Methanol ,dried ,CH 3OH )是结构最为简单的饱和一元醇,因在干馏木材中首次发现,故又称“木醇”或“木精”。

年产50万吨煤制甲醇生产的工艺设计

年产50万吨煤制甲醇生产的工艺设计

年产50万吨煤制甲醇生产的工艺设计目录1 前言 .............................................................. 错误!未定义书签。

1.1 合成甲醇的发展历程.......................................... 错误!未定义书签。

1.2 合成甲醇的重要性............................................ 错误!未定义书签。

1.3 国内外甲醇的生产和供需概况.................................. 错误!未定义书签。

1.3.1 国外甲醇的生产和供需概况.............................. 错误!未定义书签。

1.3.2 国内甲醇的生产和供需概况.............................. 错误!未定义书签。

1.4 甲醇的生产方法.............................................. 错误!未定义书签。

1.5 甲醇的生产规模.............................................. 错误!未定义书签。

1.6 粗甲醇的精制原理 (7)1.6.1 粗甲醇的组成 (7)1.6.2 粗甲醇中杂质的分类 (8)1.6.3 精甲醇的质量标准 (9)1.7 几种典型的甲醇精制工艺流程 (10)2 甲醇合成催化剂及合成工艺选择 (13)2.1 催化剂选择 (13)2.2 反应温度 (13)2.3 反应压力 (13)2.4 气体组成 (14)2.5 空速 (14)3 原料气的制取工艺 (15)3.1 煤的选用 (15)3.2 气化工艺 (16)3.3 原料气的变换 (17)3.4 脱硫脱碳工艺 (19)3.5 合成工艺流程 (21)3.6 精馏方案选择 (21)4 物料衡算 (22)4.1 合成过程的反应方程 (22)4.2 合成塔物料衡算 (22)4.3 合成反应中各气体消耗和生产量 (24)4.4 新鲜气和驰放气量的确定 (25)4.5 循环气气量的确定 (26)4.6 入塔气和出塔气组成 (26)4.7 甲醇分离器出口气体组成 (28)4.8 贮罐气组成 (29)5 热量衡算 (30)5.1 合成塔热量衡算相关计算式 (30)5.1.1 合成塔入塔热量计算 (30)5.1.2 合成塔的反应热 (31)5.1.3 合成塔出塔热量计算 (31)5.2 合成塔热量损失 (32)5.3 蒸汽吸收的热量 (32)5.4 合成气换热器的热量衡算 (33)5.4.1 合成气入换热器的热量 (33)5.4.2 合成气出换热器的热量 (33)5.5 换热器的热量衡算 (33)5.5.1 入换热器的出合成塔气热量 (33)5.5.2 出换热器的出合成塔气热量 (33)5.6 水冷器的热量衡算 (34)5.6.1 入水冷器的热量 (34)5.6.2 出水冷器的热量 (34)5.6.3 冷却水的用量 (35)5.7 甲醇分离器的热量衡算 (35)6 合成工段的设备选型 (35)6.1 催化剂的使用量 (35)6.2 合成塔的设计 (35)6.2.1 换热面积的确定 (35)6.2.2 换热管数的确定 (36)6.2.3 合成塔直径 (36)6.2.4 合成塔的壁厚设计 (36)6.2.5 壳体设计液压强度校核 (37)6.2.6 合成塔封头设计 (37)6.2.7 折流板和管板的选择及设计 (38)6.2.8 支座 (38)6.3 合成气进塔换热器的选型 (38)6.4 水冷器的选型 (41)6.5 汽包的选型 (42)6.6 加热器的选型 (42)6.7 分离器的设计 (43)6.8 合成气压缩机选型 (43)6.9 出塔气离心泵 (44)6.10 冷却水离心泵 (44)6.11 粗产品泵 (44)7 甲醇精馏工段的设计 (45)7.1 预精馏塔的设计 (45)7.1.1 进料组成 (45)7.1.2 加碱量的计算 (45)7.1.3 清晰分割法取出二甲醚 (46)7.1.4 预精馏塔塔釜温度计算 (47)7.1.5 理论板数的计算 (47)7.2 加压精馏塔设计 (48)7.2.1 清晰分割法分离物系 (48)7.2.2 塔顶、进料、塔釜温度计算 (49)7.2.3 回流比及理论板数计算 (50)7.3 加压精馏塔工艺尺寸设计 (51)7.3.1 平均摩尔质量、密度、表面张力计算 (51)7.3.2 精馏段塔径设计 (52)7.3.3 提馏段塔径设计 (53)7.3.4 塔板工艺尺寸计算 (54)7.3.5 热量衡算 (56)7.4 常压精馏塔设计 (58)7.4.1 清晰分割法分离物系 (58)7.4.2 塔顶、进料、塔釜温度计算 (59)7.4.3 回流比及理论板数计算 (60)7.5 常压精馏塔工艺尺寸设计 (61)7.5.1 平均摩尔质量、密度、表面张力计算 (61)7.5.2 精馏段塔径设计 (63)7.5.3 提馏段塔径设计 (63)7.5.4 精馏段塔板工艺尺寸计算 (64)7.5.5 精馏段塔板负荷性能图 (66)7.5.6 提馏段塔板工艺尺寸计算 (69)7.5.7 提馏段塔板负荷性能图 (71)7.6 热量衡算 (73)8 安全技术与环境保护................................................. 错误!未定义书签。

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年产50万吨煤制甲醇生产的工艺设计目录1 前言 .............................................................. 错误!未定义书签。

1.1 合成甲醇的发展历程.......................................... 错误!未定义书签。

1.2 合成甲醇的重要性............................................ 错误!未定义书签。

1.3 国内外甲醇的生产和供需概况.................................. 错误!未定义书签。

1.3.1 国外甲醇的生产和供需概况.............................. 错误!未定义书签。

1.3.2 国内甲醇的生产和供需概况.............................. 错误!未定义书签。

1.4 甲醇的生产方法.............................................. 错误!未定义书签。

1.5 甲醇的生产规模.............................................. 错误!未定义书签。

1.6 粗甲醇的精制原理 (7)1.6.1 粗甲醇的组成 (7)1.6.2 粗甲醇中杂质的分类 (8)1.6.3 精甲醇的质量标准 (9)1.7 几种典型的甲醇精制工艺流程 (10)2 甲醇合成催化剂及合成工艺选择 (13)2.1 催化剂选择 (13)2.2 反应温度 (13)2.3 反应压力 (13)2.4 气体组成 (14)2.5 空速 (14)3 原料气的制取工艺 (16)3.1 煤的选用 (16)3.2 气化工艺 (16)3.3 原料气的变换 (18)3.4 脱硫脱碳工艺 (19)3.5 合成工艺流程 (21)3.6 精馏方案选择 (22)4 物料衡算 (23)4.1 合成过程的反应方程 (23)4.2 合成塔物料衡算 (23)4.3 合成反应中各气体消耗和生产量 (24)4.4 新鲜气和驰放气量的确定 (25)4.5 循环气气量的确定 (26)4.6 入塔气和出塔气组成 (27)4.7 甲醇分离器出口气体组成 (29)4.8 贮罐气组成 (30)5 热量衡算 (31)5.1 合成塔热量衡算相关计算式 (31)5.1.1 合成塔入塔热量计算 (31)5.1.2 合成塔的反应热 (32)5.1.3 合成塔出塔热量计算 (32)5.2 合成塔热量损失 (33)5.3 蒸汽吸收的热量 (33)5.4 合成气换热器的热量衡算 (34)5.4.1 合成气入换热器的热量 (34)5.4.2 合成气出换热器的热量 (34)5.5 换热器的热量衡算 (34)5.5.1 入换热器的出合成塔气热量 (34)5.5.2 出换热器的出合成塔气热量 (34)5.6 水冷器的热量衡算 (35)5.6.1 入水冷器的热量 (35)5.6.2 出水冷器的热量 (35)5.6.3 冷却水的用量 (36)5.7 甲醇分离器的热量衡算 (36)6 合成工段的设备选型 (36)6.1 催化剂的使用量 (36)6.2 合成塔的设计 (37)6.2.1 换热面积的确定 (37)6.2.2 换热管数的确定 (37)6.2.3 合成塔直径 (37)6.2.4 合成塔的壁厚设计 (37)6.2.5 壳体设计液压强度校核 (38)6.2.6 合成塔封头设计 (39)6.2.7 折流板和管板的选择及设计 (39)6.2.8 支座 (39)6.3 合成气进塔换热器的选型 (39)6.4 水冷器的选型 (43)6.5 汽包的选型 (43)6.6 加热器的选型 (44)6.7 分离器的设计 (45)6.8 合成气压缩机选型 (45)6.9 出塔气离心泵 (45)6.10 冷却水离心泵 (45)6.11 粗产品泵 (46)7 甲醇精馏工段的设计 (46)7.1 预精馏塔的设计 (46)7.1.1 进料组成 (47)7.1.2 加碱量的计算 (47)7.1.3 清晰分割法取出二甲醚 (47)7.1.4 预精馏塔塔釜温度计算 (49)7.1.5 理论板数的计算 (49)7.2 加压精馏塔设计 (50)7.2.1 清晰分割法分离物系 (50)7.2.2 塔顶、进料、塔釜温度计算 (51)7.2.3 回流比及理论板数计算 (52)7.3 加压精馏塔工艺尺寸设计 (53)7.3.1 平均摩尔质量、密度、表面张力计算 (53)7.3.2 精馏段塔径设计 (55)7.3.3 提馏段塔径设计 (55)7.3.4 塔板工艺尺寸计算 (56)7.3.5 热量衡算 (58)7.4 常压精馏塔设计 (61)7.4.1 清晰分割法分离物系 (61)7.4.2 塔顶、进料、塔釜温度计算 (62)7.4.3 回流比及理论板数计算 (63)7.5 常压精馏塔工艺尺寸设计 (64)7.5.1 平均摩尔质量、密度、表面张力计算 (64)7.5.2 精馏段塔径设计 (65)7.5.3 提馏段塔径设计 (66)7.5.4 精馏段塔板工艺尺寸计算 (67)7.5.5 精馏段塔板负荷性能图 (69)7.5.6 提馏段塔板工艺尺寸计算 (71)7.5.7 提馏段塔板负荷性能图 (74)7.6 热量衡算 (76)8 安全技术与环境保护................................................. 错误!未定义书签。

8.1 有毒物质的预防.............................................. 错误!未定义书签。

8.1.1 甲醇中毒的应急处理.................................... 错误!未定义书签。

8.1.2 二甲醚中毒的应急处理.................................. 错误!未定义书签。

8.1.3 一氧化碳中毒的应急处理................................ 错误!未定义书签。

8.1.4 硫化氢中毒的应急处理.................................. 错误!未定义书签。

8.2 甲醇的贮藏.................................................. 错误!未定义书签。

9 总结 (79)参考文献 (80)符号说明 (81)谢辞 (84)附录 (85)1.1甲醇的性质表1-1 甲醇的性质序号项目单位数值1沸点℃64.5~64.72凝固点℃-97~-97.83闪点℃12(闭口)~16(开口)4自燃点℃473(空气中)~461(氧气中)5蒸汽压力(20℃)Pa118256临界压力MPa7.957临界温度℃2408燃烧热(25℃液体)KJ/mol726.559蒸发潜热(64.7℃)KJ/mol35.310液体热容(20~25℃)KJ/mol•℃ 2.51~2.5311气体热容(77℃KJ/mol•℃ 1.6312爆炸上限%36.513爆炸下限%614最小点火能量MJ0.2161.2甲醇的用途1.甲醇是一种重要的化工产品,有很多用途,它是生产塑料、合成橡胶、农药、医药和染料的原料。

甲醇是最基本的有机化工原料,自身产业链长,涉及化工、建材、能源、医药、农药等众多行业,在国民经济中具有重要地位。

2.甲醇大量用于生产甲醛和对苯二甲酸二甲酯;以甲醇为原料经羰化反应直接合成醋酸也已经工业化,。

ICI公司生产的甲醇蛋白商品名为“Pruteen”。

“Pruteen”产品中含有72%的粗蛋白,蛋氨酸和赖氨酸含量与鱼粉非常相近,作为富含热量、维生素、矿物质及高蛋白的饲料在市场上销售[4,5,6]。

3、为了解决石油资源不足的问题,许多国家正研究充分利用煤和天然气资源,发展合成甲醇工业,以甲醇代替燃料或进一步合成汽油,也可以从甲醇出发合成乙醇,然后进行乙醇脱水生产乙烯,以替代石油生产乙烯的原料路线,或从甲醇直接制取乙烯、丙烯等低级烯烃[7,8,9]。

甲醇在新兴替代能源领域,大有作为。

为保障我国能源安全,国家大力推动可替代能源发展,作为甲醇深加工产品的二甲醚、甲醇燃料(单独使用或与汽油柴油掺混)等,均具有良好的传统能源替代性和可操作性。

当前,《车用燃料甲醇》、《车用甲醇汽油(M85)》、《城镇燃气用二甲醚》等一系列国家标准的颁布实施,使得甲醇作为替代能源原料具有政策依据,发展前景广阔。

目前全国已有山西、上海、浙江、新疆、陕西、四川、甘肃、内蒙古等省区在进行甲醇燃料试点及推广工作。

2.1甲醇的生产工艺甲醇合成的主反应是:CO+2H2CH3OH在合成反应中,合成气制甲醇工艺按压力分为高压、中压和低压法[10]。

随着甲醇合成催化剂技术的不断发展,目前总的趋势是由高压向低、中压发展。

(1)高压法(19.6—29.4MPa)是最初生产甲醇的方法,采用锌铬催化剂,反应温度360~400℃,压力l 9.6—29.4MPa。

随着脱硫技术的发展,高压法也在逐步采用活性高的铜系催化剂,以改善合成条件,达到提高效率和增产甲醇的目的。

高压法虽然有70多年的历史,但是,由于原料及动力消耗大,反应温度高,生成粗甲醇中有机杂质含量高,而且投资大,成本高,其发展长期以来处于停滞状态。

图2.1 西德某产高压合成甲醇工艺流程(2)中压法(9.8~19.6MPa)随着甲醇工业规模的大型化,(目前已有日产2000t 的装置甚至更大单系列装置),如采用低压法,势必导致工艺管道和设备较大,因此,在低压法的基础上适当提高合成压力,即发展成为中压法。

中压法仍采用高活性的铜系催化剂,反应温度与低压法相同,它具有与低压法相似的优点,但由于提高了压力,相应动力消耗略有增加。

目前,世界上新建或扩建的甲醇装置几乎都采用低压法或中压法,其中尤以中压法为最多,如日本新泻工场的中压法生产甲醇。

图2.2 日本新泻公司中压合成甲醇工艺(3)低压法(5.0—9.8MPa)是20世纪60年代后期发展起来的甲醇合成技术,由英国ICI公司研究得出。

低压法基于高活性的铜系催化剂。

铜系催化剂的活性明显高于锌铬催化剂,反应温度低(240~270℃),因此,在较低的压力下可获得较高的甲醇收率。

而且选择性好,减少了副反应,改善了甲醇质量,降低了原料的消耗。

此外,由于压力低,不仅动力消耗比高压法降低很多,而且工艺设备的制造也比高压法容易,投资得以降低。

总之,低压法比高压法有显著的优越性。

下面是德国Lurgi低压法甲醇合成流程图。

图2.3 德国Lurgi低压法甲醇合成流程图(4) 中国独创联醇工艺由中国研究的联醇工艺,实际上也是一种中压合成甲醇的方法,所谓联醇,就是与合成氨联合生产甲醇,这是一种合成气净化的工艺,以代替合成氨生产中铜氨液脱除微量碳氧化物而开发的一种新工艺。

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