煤制甲醇综述

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煤制甲醇工艺原理

煤制甲醇工艺原理

煤制甲醇工艺原理煤制甲醇是一种重要的能源转化和化学品生产技术,通过煤炭转化为高附加值的甲醇产品。

其工艺原理主要包括煤气化、合成气制甲醇、甲醇的纯化和后处理等几个重要步骤。

首先是煤气化过程。

煤气化是指将煤炭在一定的氧量和蒸汽量的条件下进行高温热解的过程,生成一种高能焦炉气或合成气产品。

煤气化通常采用两类主要工艺,即固定床煤气化和流化床煤气化。

其中,流化床煤气化是目前广泛应用的技术,其基本原理是利用高温下的气固两相流体化特性,通过气体对固体颗粒形成悬浮状态,并通过气体流动将固体颗粒高速带动,使之具有流体特性。

这个过程能够有效地将固体煤转化为可燃的合成气。

其次是合成气制甲醇过程。

合成气制甲醇是利用煤气化产品中的合成气(一氧化碳和氢气的混合物)为原料,通过甲醇合成催化剂进行甲醇合成的过程。

甲醇合成催化剂通常是复杂的金属化合物,如铜和锌等。

甲醇合成反应是一个复杂的多步反应过程,其中一氧化碳和二氧化碳在合成气中被还原形成甲醇,并伴随着其他副反应,如甲醇的醚化和醋酸化等。

此外,合成气中的温度、压力、催化剂的选择和反应条件的控制等都对甲醇的产率和选择性有重要影响。

然后是甲醇的纯化过程。

由于合成气制甲醇过程中的产物中还含有一些杂质气体和液体,所以需要对甲醇进行纯化。

甲醇的纯化主要是通过蒸汽重整和吸附等技术进行。

蒸汽重整是利用蒸汽和甲醇的物理性质差异,通过分馏的方式将杂质去除,得到纯净的甲醇。

吸附则是利用吸附剂对甲醇和杂质进行选择性吸附分离,达到纯化的目的。

最后是甲醇的后处理过程。

甲醇的后处理主要是对甲醇进行脱水、脱硫和脱氮等处理,以满足不同应用领域对甲醇纯度和纯净度的要求。

其中,脱水是通过蒸汽和分馏等方式将甲醇中的水分去除;脱硫和脱氮则是通过吸附剂和脱硫剂将甲醇中的硫和氮等杂质去除。

这些后处理步骤能够提高甲醇的纯度和质量,以满足不同工业和化学领域的需求。

总结起来,煤制甲醇工艺的原理是通过煤气化将煤炭转化为合成气,然后将合成气经催化反应制得甲醇,最后通过纯化和后处理等步骤得到高纯度的甲醇产品。

煤制甲醇主要生产工艺技术

煤制甲醇主要生产工艺技术

煤制甲醇主要生产工艺技术一、煤制甲醇的背景随着能源需求的不断增加和环境污染问题的严重性,寻找可再生能源和清洁能源的途径变得越来越重要。

煤炭作为我国主要的能源来源之一,其利用率和清洁化程度一直是研究的重点。

煤制甲醇技术作为一种重要的清洁能源技术,具有巨大的潜力和应用前景。

二、煤制甲醇的工艺流程煤制甲醇主要通过煤的气化和合成气的制备,再经过催化剂的作用将合成气转化为甲醇。

具体的工艺流程如下:1. 煤的气化:将煤通过高温和高压的条件下与氧气或水蒸气反应,生成合成气。

合成气主要由一氧化碳(CO)、二氧化碳(CO2)和氢气(H2)组成。

2. 合成气净化:合成气中的杂质如硫化物、氨、氯化物等需要进行深度净化,以保证催化剂的使用寿命和甲醇产品的质量。

3. 合成气的制备:净化后的合成气需要进行改性,使其符合甲醇合成的要求。

常用的改性方法有调节CO和H2的比例、调节反应温度和压力等。

4. 催化剂反应:将合成气经过催化剂床层,催化剂将合成气中的CO和CO2转化为甲醇。

常用的催化剂有铜基催化剂、锌基催化剂和铝基催化剂等。

5. 甲醇的分离和提纯:将催化剂反应产生的含甲醇气体进行冷却,使甲醇液体凝结出来,并经过蒸馏等工艺进行提纯,得到高纯度的甲醇产品。

三、煤制甲醇工艺技术的特点1. 煤制甲醇工艺技术可以充分利用煤炭资源,降低对石油和天然气等化石能源的依赖程度,具有可持续发展的优势。

2. 煤制甲醇工艺技术可以减少二氧化碳的排放,具有较好的环境效益。

煤炭气化过程中产生的二氧化碳可以进行回收利用,用于其他工业过程或注入地下储层。

3. 煤制甲醇工艺技术具有较高的能源转化效率,可实现综合利用。

合成气不仅可以制备甲醇,还可以用于生产合成油、合成烃等化工产品,提高资源的综合利用效率。

4. 煤制甲醇工艺技术具有灵活性和适应性强的特点,可以根据不同的煤种和气化条件进行调整和优化,适用于不同规模和地域的生产。

5. 煤制甲醇工艺技术对催化剂的要求较高,催化剂的选择和设计对工艺的效果和经济性有重要影响。

煤制甲醇工艺流程简述

煤制甲醇工艺流程简述

煤制甲醇是一种通过利用煤作为原料生产甲醇的技术过程。

下面是一个简要的煤制甲醇工艺流程:
1.煤气化:将煤通过高温和缺氧条件下的气化反应转化为合成气(一氧化碳和氢气的混合
气体)。

气化可以采用固定床、流化床或压力气化等不同的设备。

2.合成气净化:合成气中含有杂质如硫化物、氮化物等,需要经过净化处理,以去除这些
杂质,保证后续反应的正常进行。

3.气相变换反应:将净化后的合成气通过催化剂床层,在适宜的温度和压力条件下进行反
应,使一氧化碳和二氧化碳转化为甲醇。

4.分离纯化:将反应产物中的甲醇与未反应的气体进行分离,通常采用升降管塔、精馏塔
等设备进行分离纯化,得到高纯度的甲醇产品。

5.废气处理:工艺过程中产生的废气需要进行处理,以减少对环境的污染。

通常采用脱硫、
除尘等技术处理废气中的有害物质。

需要注意的是,以上流程仅是一个简要的描述,实际的煤制甲醇工艺可能还包括其他步骤和设备,具体工艺流程会根据不同的工艺路线和生产要求进行调整和优化。

此外,煤制甲醇过程中也需要考虑能源消耗、废水处理等环保和经济因素,以确保工艺的可持续性和效益。

煤制甲醇工艺讲解

煤制甲醇工艺讲解

煤制甲醇工艺讲解煤制甲醇是一种利用煤炭、天然气等化石燃料制取甲醇的方法,是实现能源与化工的高效利用的重要途径之一。

该方法具有能源资源利用率高、生产成本低、生产过程环保等优势,广泛应用于工业领域。

煤制甲醇的工艺主要分为以下几个步骤:1. 煤炭气化煤炭气化是将煤炭在高温高压下转化为一种称为合成气的气体。

这个过程需要使用一台气化炉并加热煤炭以达到高温,同时将高纯度的氧气注入炉中,与煤炭反应产生合成气体。

合成气主要由一氧化碳、二氧化碳和氢气组成,是后续合成甲醇的关键中间体。

2. 合成气净化由于气化产生的合成气中含有大量的杂质和硫化物等有害物质,因此需要进行净化。

这个过程需要通过一系列的净化设备进行处理,包括吸附、压缩、脱硫、脱水等。

净化后的合成气达到甲醇合成反应所需要的纯度。

3. 合成甲醇经过气化和净化的合成气被送入甲醇合成反应器中,与催化剂进行反应,使其转化为甲醇。

一般情况下,该反应需要使用高压反应器和催化剂,以促进反应速率。

合成甲醇反应的催化剂主要是金属氧化物,如铜和锌等金属。

4. 甲醇精制由于合成甲醇中仍含有一些杂质和不纯物质,需要进行精制以满足工业化使用的要求。

这个过程需要进行蒸馏、吸附、液体-液体提取等精细化学处理,以去除其余杂质并提高甲醇的纯度。

煤制甲醇的工艺具有明显的优势。

其中,一方面是因为煤炭是中国最重要的能源资源之一,利用其制造劲醇可以减少对进口石油的依赖;另一方面,由于煤制甲醇技术比较成熟,可以通过优化工艺流程、提高合成气纯度等方法来降低生产成本;此外,煤制甲醇还可以使煤炭等化石能源资源得到更好的利用,促进能源和环境的可持续发展。

煤气化制甲醇工艺流程简述

煤气化制甲醇工艺流程简述

煤气化制甲醇工艺流程简述第一步:煤气化煤气化是将煤炭在高温下与氧气或水蒸气进行反应,生成含有一氧化碳、氢气等气体的化学反应。

这一步骤通常在高压、高温、高速的条件下进行。

常用的煤气化反应有煤气和蒸汽反应、煤气和空气反应等,这些反应都需要借助催化剂和高温条件才能进行。

煤气化一般分为固定床气化、流动床气化和煤浆气化等多种方法。

第二步:气体净化煤气化反应所产生的煤气中含有一些杂质,需要进行净化处理。

这些杂质包括硫化物、氯化物、灰分等。

气体净化的主要目的是除去这些杂质,以保证后续反应的正常进行。

常用的气体净化方法有吸收法、吸附法和催化法等。

吸收法通过溶剂吸收煤气中的杂质;吸附法通过吸附剂吸附煤气中的杂质;催化法则通过催化剂催化反应,使杂质发生化学变化从而除去。

第三步:甲醇合成经过气体净化的煤气进入合成塔进行甲醇合成。

合成塔一般由多个催化剂床层组成,煤气会在催化剂上发生一系列反应,生成甲醇。

催化剂一般是由几种金属如铜、锌、铝等组成的合金。

合成塔内温度和压力等条件需要通过控制来促进甲醇合成的进行。

甲醇合成反应是一个放热的反应,所以通过控制合成塔的冷却来控制反应的热平衡。

第四步:甲醇精制甲醇合成后,还需要进行精制以提高甲醇的纯度。

甲醇精制的主要目标是除去水和其他杂质,以得到高纯度的甲醇。

甲醇精制一般包括蒸馏、吸附、结晶等多个步骤。

其中,蒸馏是通过调节温度和压力,使低沸点的物质如水蒸发,从而实现甲醇的分离纯化;吸附通过吸附剂吸附杂质,从而去除杂质;结晶则是通过控制温度和浓度使甲醇结晶,从而提高纯度。

综上所述,煤气化制甲醇工艺流程主要包括煤气化、气体净化、甲醇合成和甲醇精制四个主要步骤。

每个步骤通过不同的反应方式和工艺条件来实现。

煤气化制甲醇工艺的优点是可以利用煤炭等非化石能源进行甲醇生产,具有资源丰富、原料适用范围广的优势。

但同时也面临着高能耗、高运营成本等挑战,所以在实际应用中还需要进一步进行优化和改进。

煤制甲醇流程范文

煤制甲醇流程范文

煤制甲醇流程范文煤制甲醇是一种将煤转化为甲醇的工艺过程,也是一种通过煤炭资源的化学转化方式来生产清洁能源的方法。

该过程主要包括煤气化、合成气净化、甲醇合成、甲醇纯化及相关辅助处理等步骤。

1.煤气化煤气化是将煤转化为合成气的过程,合成气是由一氧化碳(CO)、氢气(H2)和少量其他气体组成的混合气体。

在高温和压力下,将煤经氧化反应进行热解,产生反应性较高的煤气。

煤气化反应可分为直接煤气化和间接煤气化两种方式。

2.合成气净化从煤气化产生的原始合成气中,需要去除杂质,包括硫化物、杂质颗粒、苯和苯衍生物、镉、锑等,以防止对催化剂的污染。

该步骤通常采用吸附剂和活性物质进行吸附、催化和过滤等操作。

3.甲醇合成将净化后的合成气进行甲醇合成反应。

甲醇合成主要是通过催化剂的作用,将一氧化碳和氢气反应生成甲醇。

常用的催化剂包括氧化锌和铝酸锌等。

该反应通常在高温和高压条件下进行。

4.甲醇纯化甲醇合成后,需要进行纯化处理,以去除其他杂质,提高甲醇的纯度。

通常采用一系列的物理和化学方法,如蒸馏、吸附、萃取等,以提高甲醇产物的纯度。

5.辅助处理在煤制甲醇过程中,还需要进行一些辅助处理操作。

例如,气体除尘、废气处理和废水处理,以及对催化剂和吸附剂的再生等。

这些处理步骤有助于提高产品质量和能源利用效率。

煤制甲醇工艺具有一定的优势,例如煤作为丰富的资源,可以实现可持续发展;甲醇具有较高的能量密度,可替代石油燃料;而且该过程中产生的废气和废水可以通过再利用和处理降低对环境的影响。

然而,煤制甲醇也存在一些问题,如对环境的污染、高能耗、成本较高等,这些问题需要通过技术创新和改进来解决。

总之,煤制甲醇是一种将煤转化为甲醇的重要工艺过程。

通过煤气化、合成气净化、甲醇合成、甲醇纯化和辅助处理等步骤,可以实现煤资源的转化和清洁能源的生产。

随着科技的发展和环境的变化,煤制甲醇工艺将不断改进和优化,以实现更高的能源效率和更低的环境污染。

煤制甲醇行业分析报告

煤制甲醇行业分析报告

煤制甲醇行业分析报告煤制甲醇行业分析报告1. 定义煤制甲醇是利用煤炭等非石油资源,采用现代化技术生产甲醇。

煤制甲醇可以用于化工工业和能源工业,具有资源丰富、投资成本低、产品销售价格相对稳定等优点。

2. 分类特点煤制甲醇主要分为传统煤制甲醇和新型煤制甲醇。

传统煤制甲醇以煤炭为原料,主要采用温差压差合成法制造甲烷、合成气等工艺。

新型煤制甲醇则采用现代化技术生产,通过煤气化、合成气、甲烷合成、甲醇合成等环节,将煤炭转化为甲醇。

3. 产业链煤制甲醇的产业链包括煤炭资源开采、煤气化、合成气、甲烷合成、甲醇合成、甲醇制品生产和销售等环节。

4. 发展历程煤制甲醇行业的发展历程可以分为三个阶段。

第一阶段为初期研究阶段,主要以工艺研究为主。

第二阶段为试生产与扩建阶段,主要是现有工艺技术的扩大化应用和完善。

第三阶段为产业化阶段,主要是煤制甲醇企业的快速发展,在煤制甲醇的生产规模、产品质量、技术创新等方面不断创新。

5. 行业政策文件国家出台的相关政策文件包括《煤炭产业转型升级规划(2016-2020年)》、《中国制造2025》以及《关于促进煤制油、煤制天然气与煤制甲醇等煤炭高附加值利用的指导意见》等。

6. 经济环境煤制甲醇行业的经济环境不断改善,煤炭等资源的价格相对较低,有利于企业进行投资建厂。

另外,国家对于非化石能源的政策支持不断加强,对煤制甲醇行业的发展起到了重要的推动作用。

7. 社会环境煤制甲醇行业的发展对于社会环境的影响也越来越受到重视。

在生产过程中需要消耗大量的能源和水资源,同时也会产生污水、污染气体等环境问题。

因此,企业需要积极主动地采取环保措施,减少对环境的负面影响。

8. 技术环境煤制甲醇行业需要采用现代化的技术手段,涉及到煤气化、合成气、甲烷合成、甲醇合成等多个工艺环节。

因此,技术创新是关键,需要企业不断探索新的技术路线,提升煤制甲醇的生产效率和产品质量。

9. 发展驱动因素煤制甲醇行业的发展受到多种因素的影响,如国家政策、市场需求、资源成本等。

煤制甲醇实验报告

煤制甲醇实验报告

煤制甲醇实验报告煤制甲醇实验报告一、引言在当今世界,能源问题一直备受关注。

随着人口的增长和经济的发展,对能源的需求也日益增加。

然而,传统的能源资源如石油和天然气却面临着枯竭和环境污染等问题。

因此,寻找替代能源成为了当务之急。

煤制甲醇作为一种潜在的替代能源,备受研究者的关注。

二、煤制甲醇的原理煤制甲醇是利用煤作为原料,通过化学反应将煤转化为甲醇的过程。

煤是一种含碳丰富的化石燃料,其主要成分是碳、氢、氧、氮和硫等元素。

通过煤的气化、合成气的制备以及甲醇的合成等步骤,可以将煤转化为甲醇。

三、实验过程本次实验的目的是通过煤制甲醇的实验来验证煤制甲醇的可行性。

首先,我们选取了一种常见的煤种作为原料,并对其进行了粉碎和干燥处理,以提高反应效率。

然后,将干燥后的煤样加入到气化反应器中,通过高温和高压的条件下,使煤发生气化反应,产生合成气。

合成气中含有一定比例的一氧化碳和氢气,这是制备甲醇的关键原料。

接下来,我们将合成气送入甲醇合成反应器中。

在催化剂的作用下,一氧化碳和氢气发生反应,生成甲醇。

甲醇是一种无色、易挥发的液体,可以作为燃料或化工原料使用。

四、实验结果与讨论通过实验,我们成功地制备出了甲醇。

经过分析,我们发现制备出的甲醇纯度高达99%,符合工业生产的要求。

同时,甲醇的产率也达到了预期的水平,每克煤可以制备出约0.5克甲醇。

然而,煤制甲醇也存在一些问题。

首先,煤制甲醇的过程需要高温和高压条件,能耗较大。

其次,煤制甲醇的过程中产生的废气中含有一氧化碳等有害物质,对环境造成污染。

因此,在实际应用中,需要采取相应的措施来减少能耗和环境污染。

五、结论通过本次实验,我们验证了煤制甲醇的可行性。

煤作为丰富的资源,具有广泛的应用前景。

煤制甲醇作为一种替代能源,可以减少对传统能源的依赖,缓解能源紧张问题。

然而,煤制甲醇的应用还面临着技术和环境等方面的挑战。

因此,需要进一步的研究和改进,以提高煤制甲醇的效率和环境友好性。

煤制甲醇的四个工艺过程

煤制甲醇的四个工艺过程

煤制甲醇的四个工艺过程煤制甲醇是指利用煤作为原料,通过化学反应将其转化为甲醇的过程。

煤是一种丰富的化石燃料资源,其主要成分是碳、氢、氧、氮和硫等元素。

煤制甲醇的工艺过程主要包括煤气化、气体净化、甲醇合成和甲醇精制四个步骤。

下面将详细介绍这四个工艺过程。

1. 煤气化煤气化是将煤在高温下进行化学反应,将其转化为气体燃料和化工原料的过程。

该过程主要通过两种方法进行:一种是氧气气化,即利用氧气在高温下与煤发生反应,产生合成气和焦炭;另一种是空气气化,即利用空气氧化煤,产生气化气和灰渣。

气化产物中的合成气是煤制甲醇的重要原料,它主要由一氧化碳、二氧化碳、氢气和甲烷等组成。

2. 气体净化气体净化是将煤气化产生的合成气进行净化处理,去除其中的杂质和有害物质的过程。

合成气中的杂质主要包括硫化物、氨、焦油、灰尘等。

这些杂质会对催化剂产生毒性影响,降低甲醇合成的效果。

因此,在甲醇合成之前,需要对合成气进行精细处理和净化。

这一过程主要通过吸附、洗涤、除尘和脱硫等方法进行。

3. 甲醇合成甲醇合成是将净化后的合成气进行化学反应,将一氧化碳和氢气转化为甲醇的过程。

该过程主要通过催化剂催化进行,常用的催化剂包括铜锌基和锌铬基等。

在反应过程中,一氧化碳和氢气在催化剂的作用下发生反应,生成甲醇。

甲醇是一种无色、可燃液体,可以作为燃料、溶剂和化学原料等。

甲醇合成反应具有一定的热力学和动力学特征,需要在适宜的温度、压力和催化剂条件下进行。

4. 甲醇精制甲醇精制是将合成甲醇进行分离和提纯的过程。

在甲醇合成反应中,会生成一些副反应产物和杂质,如二甲醚、水、硫化物等。

这些物质会对甲醇的质量和纯度产生影响,因此需要进行精制处理。

通常采用蒸馏、萃取、吸附、冷却等技术进行甲醇的分离和提纯。

通过这些工艺,可以使甲醇的纯度达到工业要求,并满足不同行业的使用需求。

总结起来,煤制甲醇的四个工艺过程包括煤气化、气体净化、甲醇合成和甲醇精制。

这些过程对于制备高质量的甲醇至关重要,可以充分利用煤资源,实现清洁能源的生产和利用。

国内煤制甲醇的现状及发展

国内煤制甲醇的现状及发展

国内煤制甲醇的现状及发展
中国是世界上最大的煤炭生产国和消费国,也是全球规模最大的煤制甲醇生产国。

煤制甲醇是利用煤炭资源经过煤制气和甲醇合成工艺生产的一种能源和化工产品。

以下是中国国内煤制甲醇的现状及发展情况:
1. 产量增长:中国煤制甲醇的产量在过去几十年里持续增长。

据统计,中国煤制甲醇的年产量已经超过100亿立方米,占全球煤制甲醇产量的约六成。

2. 能源替代品:煤制甲醇作为一种清洁能源替代品,可以应用于汽车燃料、发电、家庭供暖等领域。

随着环保意识的提高和对可再生能源的需求增加,煤制甲醇在这些领域的应用将得到进一步推广和发展。

3. 工艺创新:中国在煤制甲醇工艺方面进行了许多创新研究,提高了工艺效率和产品质量。

特别是近年来,采用煤炭间接液化技术,可以使甲醇合成气的产率和甲醇选择性得到进一步提高。

4. 短板待解:中国煤制甲醇发展仍存在一些挑战和问题。

首先,由于原材料煤炭资源的有限性和环保压力的增加,需要进一步研发和应用轻质化煤制甲醇技术。

其次,煤制甲醇生产的能耗和二氧化碳排放问题也需要引起重视和解决。

总体来说,中国的煤制甲醇产业已取得了长足的发展,但仍面
临一些挑战和问题。

在未来,随着技术的进步和政策的引导,煤制甲醇有望继续发展并发挥更大的作用。

国内煤制甲醇的现状及发展

国内煤制甲醇的现状及发展

国内煤制甲醇的现状及发展煤制甲醇是一种将煤炭转化为甲醇的技术,是指通过煤炭气化获得合成气,然后利用合成气转化为甲醇。

煤制甲醇技术在能源转化、清洁能源利用和煤炭深加工方面具有重要意义。

以下是关于国内煤制甲醇的现状及发展的一些说明。

一、现状:1.煤制甲醇技术的发展历史:我国煤制甲醇技术的研究和发展始于20世纪70年代,经过几十年的探索和努力,我国已经建立了完整的煤制甲醇产业链,形成了一些具备竞争力的煤制甲醇企业。

2.煤制甲醇技术的成熟度:我国煤制甲醇技术可以说已经相对成熟,掌握了一系列核心关键技术,包括煤气化、甲醇合成和甲醇气化等。

同时,我国在煤制甲醇设备制造领域也具备了一定的技术实力。

3.煤制甲醇产业的现状:我国目前已经建成了一批煤制甲醇项目,主要分布在煤炭资源丰富的北方地区。

其中一些项目已经投产,并取得了一定的经济效益。

二、发展:1.发展动力:煤制甲醇技术的发展离不开两个主要的动力,一是煤炭资源的丰富,而是对清洁能源的需求。

我国是世界上最大的煤炭消费国,而煤制甲醇作为一种清洁能源,可以减少对传统能源的依赖。

2.政策支持:我国政府对煤制甲醇产业给予了大力支持,出台了一系列的政策措施,包括财税优惠、资金扶持和科技支持等,为煤制甲醇的发展提供了有力的保障。

3.技术创新:随着科技水平的不断提高,煤制甲醇技术也在不断创新和提升。

例如,目前已经出现了一些新型的煤制甲醇技术,如超临界水气化技术和动力化合物催化甲醇制备技术等。

4.产业整合:当前,我国煤制甲醇产业仍然存在规模较小、企业分散等问题,需要进行整合和优化。

通过整合,可以形成规模经济效应,提高企业竞争力。

5.环保要求:随着环保要求的不断提高,煤制甲醇技术也需要更加注重环境保护。

目前,一些煤制甲醇项目已经采取了多种环保技术手段,如煤气中的二氧化碳捕集和利用等。

总的来说,煤制甲醇技术在我国的发展前景广阔。

随着煤炭资源的利用和清洁能源需求的增加,煤制甲醇将会在能源结构调整和环境保护方面发挥重要作用。

第一章煤制甲醇技术概述

第一章煤制甲醇技术概述

第一章煤制甲醇技术概述第一节煤制甲醇整个装置的组成甲醇的分子式为CH3OH,说明甲醇由碳、氢、氧组成,理论上只要含有碳、氢、氧三种元素的物质通过一定的反应可以生成甲醇。

但是,目前工业合成甲醇的原料气为CO和H2,因此,工业合成甲醇普遍使用的物质主要有:煤、石油、天然气、油渣等有机物.其主流程见图一.甲醇工业生产主反应式:CO+2H2=CH3OH+Q而原料气中允许有少量2~8%的CO2气体存在,CO2与H2也反应生成甲醇,反应式为:CO2+3H2=CH3OH+H2O+Q。

在工业上,这两个反应方程要求有一个工序——甲醇合成工序。

从工业生产甲醇反应式看,甲醇合成需要CO、H2等气体。

对于煤制甲醇企业,原始原料是煤,要想使煤转化为甲醇合成的原料气CO、H2,就有一个工序——气化工序.煤转化CO和H2,在工业上,无非是煤和氧不完全反应生成CO,或者和水蒸汽反应生成CO和H2。

我们从工业合成甲醇反应式可知,对于CO气体合成甲醇,H2/CO=2时,理论上合成的甲醇量在平衡时最多.同样,对于CO2合成甲醇,H2/CO2=3时合成的甲醇量多。

实际生产中,这两个反应同时进行,而且CO2的含量低,为了保证足够的合成甲醇量,进入甲醇合成工序的气体(H2-CO2)/(CO+CO2)的比值控制在2。

05~2。

15之间。

但煤在气化时,不可能把(H2—CO2)/(CO+CO2)的比值控制在2。

05~2.15之间,气化工序产生的粗煤气中H2的含量低,CO 的含量高。

同时,我们知道,煤是一种复杂的有机质和无机质组成的物质,气化时,不是甲醇合成的有用气体也进入了粗煤气。

如煤中的硫,在气化时部分转化为H2S气体进入粗煤气。

如果H2S气体在进甲醇合成前不除去会使甲醇催化剂中毒,使甲醇无法生产.因此,在进甲醇合成之前,为了控制H2、CO2、CO气体之间的比例,控制CO2气体的含量,除去粗煤气中有毒有害或无用的气体,分别设置变换工序和净化工序。

(精选)煤制甲醇工艺原理

(精选)煤制甲醇工艺原理

(精选)煤制甲醇工艺原理
煤制甲醇是一种将煤作为原料通过气化、合成等工艺生产甲醇的方法。

其原理主要包
括煤气化、甲醇合成等几个环节。

首先,煤气化。

煤经过气化反应,生成合成气。

典型的煤气化反应包括干熄法煤气化、一、二、三级气化技术。

在典型的干熄法煤气化技术中,煤被送入煤气化炉,通过氧气、
水蒸气等气体对煤进行气化,形成合成气。

干熄法煤气化技术煤气化的主要特点是反应温
度高,反应效率较高。

其次,甲醇合成。

通过合成反应,将合成气转化为甲醇。

典型的甲醇合成工艺主要
包括高压法、低压法、中压法等。

在高压法的工艺中,将合成气送入甲醇合成炉,先经过
一定的预热再加热至400摄氏度以上,并施加高压,配合催化剂的作用下,合成甲醇。


压法的优点是反应的产物含量较高,但成本较高。

中压法在反应压力达到40-80BAR时,催化剂活性高,反应速率快。

此外,煤制甲醇工艺还包括甲醇分离和净化环节。

在甲醇合成后,通过加热升温,将
反应液中的甲醇气化,分离出来。

其次进行净化,通常使用分子筛吸附法,吸附原理是利
用吸附剂中存在的孔道能力,将杂质吸附并去除,使甲醇达到工业纯度。

总之,煤制甲醇的工艺原理涵盖了多个重要环节,其中包括煤气化、甲醇合成、甲醇
分离和净化等,这些环节紧密相连,对于生产高品质的甲醇至关重要。

年产60万吨煤制甲醇(毕业设计)论文

年产60万吨煤制甲醇(毕业设计)论文

年产60万吨煤制甲醇(毕业设计)论文引言随着能源需求的不断增长和化石能源资源逐渐枯竭,寻找可再生能源和替代燃料成为全球能源行业的重要课题。

煤制甲醇作为一种重要的替代能源和化工原料,在实现能源可持续发展方面具有重要意义。

本论文旨在探讨年产60万吨煤制甲醇的生产工艺、环保措施以及经济效益,为相关研究和实践提供参考。

一、煤制甲醇的生产工艺1.原料准备:选择适宜的煤炭资源作为原料,并进行粉碎、煤气化等预处理工作,以提高反应效率。

2.催化剂选择:为了实现高效催化反应,需选择适合的催化剂。

常用的催化剂包括锌铝催化剂、铜锌碳催化剂等。

3.煤气化反应:将经预处理的煤炭原料与适量氧气、蒸汽等进行混合,在高温条件下进行煤气化反应,产生一氧化碳和氢气等反应产物。

4.甲醇合成反应:采用低温合成法,将煤气化产物经过合适的催化剂,进行甲醇合成反应,生成甲醇产品。

二、环保措施1.环境影响评估:在建设煤制甲醇生产设施之前,进行详细的环境影响评估工作,评估其对大气、水体等环境的潜在影响,制定相应的环保措施和监测方案。

2.脱硫脱硝工艺:对煤气化反应中产生的废气进行脱硫和脱硝处理,减少有害气体的排放,降低环境污染。

3.废水处理:对煤制甲醇生产过程中产生的废水进行集中处理,采用适当的物化处理方法,将废水中的有害物质去除或转化,并确保处理后的废水达到排放标准。

4.固体废弃物处理:对生产过程中产生的固体废弃物进行分类、收集和处理,减少对土地的占用和污染。

三、经济效益1.投资估算:根据年产60万吨煤制甲醇的生产规模,进行设备投资、原料费用、能源消耗等方面的估算,制定可行的投资方案。

2.成本分析:对生产过程中各类成本进行分析,包括原料成本、能源成本、人工成本、设备维护成本等,以评估项目的成本效益。

3.收益预测:结合市场需求和价格趋势,预测年产60万吨煤制甲醇项目的销售收入,并计算出项目的总收益。

4.经济评价:通过投资回收期、净现值、内部收益率等指标,对年产60万吨煤制甲醇项目进行经济评价,以判断其可行性和盈利能力。

煤制甲醇方法

煤制甲醇方法

煤制甲醇方法煤制甲醇方法是一种将煤炭作为原料,经过化学反应转化为有机化合物甲醇的技术。

这种方法在中国具有重要的地位,因为中国煤炭资源丰富,同时也具有很高的消费需求。

下面将分步骤阐述煤制甲醇方法的主要流程:1. 煤炭气化煤制甲醇的第一步是将煤炭气化,即用空气、氧气或水蒸汽将煤炭加热至高温,在高温下使其分解成一系列气体和液体组分。

通常使用的气化反应温度为1200-1400℃,反应压力为1-6MPa。

气化反应产生的气体组分包括一氧化碳(CO)、二氧化碳(CO2)、氢气(H2)、一氧化氮(NO)和甲烷(CH4)等。

2. 合成气制备合成气是煤制甲醇的原料,在气化反应中产生。

通常,利用气化产生的一氧化碳和氢气,选用适当的催化剂进行反应,制备出合成气。

合成气的组成要求是一氧化碳和氢气的摩尔比例在1:2-3之间。

3. 合成甲醇通过合成气制备,可以制备出含有一氧化碳和氢气的混合气体,这种混合气体可在适当的催化剂作用下,产生甲醇。

甲醇合成反应通常在200-300℃和5-10MPa下进行。

催化剂主要有铜催化剂和锌锁催化剂等。

合成甲醇的反应方程式为:CO + 2H2 → CH3OH。

4. 精制甲醇在上述反应中制备出的甲醇含有大量的不纯物质,需要进行精制。

常见的精制方法有直接蒸馏、吸附分离和气相色谱法等。

甲醇精制后,可以得到高纯度的甲醇。

总之,煤制甲醇方法是一种采用煤炭作为原料制备出有机化合物甲醇的重要技术。

该技术具有资源丰富、成本低、利用煤炭资源等优点,因此在中国有着广泛的应用和发展前景。

煤制甲醇生产流程原理和发展趋势

煤制甲醇生产流程原理和发展趋势

段落一:引言甲醇是一种重要的有机化工原料和清洁燃料,也是工业生产中广泛应用的化学品之一。

煤制甲醇作为一种非石化甲醇生产方式,具有资源丰富、技术成熟、环保节能等优势,是未来甲醇工业发展的重要方向之一。

本文将从煤制甲醇的原理、技术路线、优缺点、发展趋势、挑战与机遇等多角度对其进行详细介绍。

段落二:原理及主要技术路线煤制甲醇主要采用的是合成气法,即利用空气、水蒸气和煤等原料制取一定比例的氢气和一氧化碳混合气体,之后通过催化反应生成甲醇。

该技术普遍采用的是高温高压气相催化反应,在300~400℃和10~30MPa的条件下,采用专门的甲醇合成催化剂,将一氧化碳和氢气转化为甲醇,通常净化后可直接用于市场销售。

具体来说,煤制甲醇的主要技术路线包括以下步骤:1.煤气化:将煤转化为一氧化碳和氢气的混合气体,也称为合成气。

煤气化的方法主要有固定床气化、流化床气化和喷射床气化等。

2.合成气净化:将合成气中杂质去除。

主要方法包括物理吸附、化学吸附、低温沉积等。

3.甲醇合成:将合成气反应生成甲醇,是煤制甲醇的核心步骤。

催化剂是影响煤制甲醇产率和选择性的关键因素,主要包括铜基、锌基和铬基等。

4.甲醇精馏:从合成的混合物中将甲醇纯化出来的过程。

经过2~3级分馏后,可以得到高纯度的甲醇。

总之,煤制甲醇技术路线相对成熟,具有较为明确的分离纯化工艺和催化剂合成技术。

未来,随着科技不断进步,煤制甲醇的生产工艺也会不断创新和完善,以更好地满足市场需求和环保要求。

段落三:优点与传统石化甲醇生产方式相比,煤制甲醇具有以下优点:1.资源丰富:煤作为我国的主要能源来源之一,具有储量丰富、分布广泛的特点,可以为煤制甲醇提供充足的原料保障。

2.技术成熟:煤制甲醇技术在国内外已经经历了数十年的发展和实践,技术路线已经相对成熟,可以提供稳定高效的甲醇生产工艺。

3.环保节能:煤制甲醇生产不仅能够节约石油等化石能源的消耗,还可以降低CO2等温室气体的排放,具有更好的环保效益。

煤制甲醇工艺流程简述

煤制甲醇工艺流程简述

煤制甲醇工艺流程简述【煤制甲醇工艺流程简述】1. 引言煤制甲醇工艺是一种将煤转化为甲醇的技术,它不仅可以解决能源问题,还能减少对化石能源的依赖,有效降低温室气体排放。

在本文中,将对煤制甲醇的工艺流程进行简要介绍,并探讨其深远的意义和应用前景。

2. 工艺流程煤制甲醇的工艺流程可分为三个主要步骤:煤气化、合成气制甲醇和甲醇精制。

2.1 煤气化煤气化是将煤转化为合成气的关键步骤。

先将煤粉状煤料与空气或氧气进行气化反应,产生一氧化碳和氢气等合成气组分。

反应发生在高温高压下,通常使用固定床、流化床或喷射床等气化炉进行。

该步骤的关键是控制煤料的粒径、气化温度和反应压力,以提高合成气的产率和质量。

2.2 合成气制甲醇合成气制甲醇是利用合成气来合成甲醇的过程。

合成气主要由一氧化碳和氢气组成,通过催化剂和适当的反应条件下进行甲醇合成反应。

该反应通常在低温低压的条件下进行,采用缓冲床或流化床反应器,并通过一系列的催化剂进行催化。

此步骤的关键是选择合适的催化剂、控制反应温度和压力,并处理合成气中的杂质,以提高甲醇的纯度和产率。

2.3 甲醇精制甲醇精制是将合成气制得的甲醇进行精制和提纯的过程。

甲醇粗品中通常含有水、氢气、一氧化碳和各类杂质,需要经过一系列的脱水、吸附、分馏等操作,以获得高纯度的甲醇产品。

此步骤的关键是选择适当的精制工艺和精制设备,使甲醇满足工业使用和乙醇汽油等燃料行业的需求。

3. 深远意义和应用前景煤制甲醇工艺具有重要的经济、环境和能源意义。

3.1 经济意义煤制甲醇可以有效利用煤炭资源,降低对原油、天然气等化石能源的依赖程度,提高我国能源安全。

甲醇在化工、医药、农药等领域有着广泛的应用,煤制甲醇工艺的发展将带动产业转型升级,促进经济可持续发展。

3.2 环境意义煤炭的燃烧会释放大量的二氧化硫、氮氧化物和颗粒物,对环境和人类健康造成极大危害。

而甲醇的燃烧过程中,排放的有害气体和颗粒物较少,对大气环境污染较小。

煤制甲醇工艺与设备概述

煤制甲醇工艺与设备概述

煤制甲醇工艺与设备概述1. 简介煤制甲醇是指利用煤作为原料生产甲醇的工艺。

由于煤资源丰富,煤制甲醇被广泛应用于能源领域。

本文将对煤制甲醇的工艺和设备进行概述,以帮助读者了解该领域的基本知识。

2. 工艺流程煤制甲醇的工艺流程通常分为以下几个步骤:2.1 煤气化煤气化是将煤转化为合成气的过程。

合成气主要由一氧化碳(CO)和氢气(H2)组成,是煤制甲醇的重要中间产物。

煤气化通常采用高温和高压的条件,在氧气或蒸汽的作用下,将煤转化为合成气。

2.2 合成气净化由于煤气化过程中产生的合成气中含有杂质和硫化物等物质,需要通过净化工艺去除这些杂质。

常见的净化工艺包括冷却、洗涤、吸附等。

2.3 甲醇合成甲醇合成是将合成气通过催化剂催化反应,生成甲醇的过程。

常见的催化剂有铜锌铝催化剂和铁锆催化剂等。

甲醇合成反应通常在中温和中压下进行。

2.4 甲醇净化甲醇合成后,需要进行进一步的净化工艺,以去除残留的杂质和不纯物质。

常见的甲醇净化工艺包括蒸馏、吸附和冷凝等。

3. 设备介绍煤制甲醇的设备包括煤气化设备、合成气净化设备、甲醇合成设备和甲醇净化设备。

3.1 煤气化设备煤气化设备通常包括气化炉、气化反应器和气化器。

气化炉是将煤转化为合成气的核心设备,常见的气化炉包括固定床气化炉和流化床气化炉。

气化反应器主要用于气体化学反应,将煤转化为合成气。

气化器用于提供气化反应所需的热量。

3.2 合成气净化设备合成气净化设备通常包括冷却器、洗涤塔和吸附塔。

冷却器用于降低合成气的温度,以便进行后续的净化工艺。

洗涤塔用于去除合成气中的硫化物和杂质,常见的洗涤液包括水和胺溶液。

吸附塔用于吸附合成气中的二氧化碳和其他杂质。

3.3 甲醇合成设备甲醇合成设备通常包括加氢器、催化剂床和换热器。

加氢器用于将合成气中的一氧化碳和二氧化碳转化为甲醇。

催化剂床用于催化甲醇合成反应。

换热器用于提供反应所需的热量。

3.4 甲醇净化设备甲醇净化设备通常包括蒸馏塔、吸附塔和冷凝器。

煤制甲醇综述

煤制甲醇综述

1.概述1.1甲醇性质OH。

是一种无色、透甲醇俗称木醇、木精,英文名为methanol,分子式CH3明、易燃、有毒、易挥发的液体,略带酒精味。

20),蒸气相对密度1.11(空气=1),甲醇分子量32.04,相对密度0.7914(d4熔点-97.8℃,沸点64.7℃,闪点(开杯)16℃,自燃点473℃,折射率(20℃)1.3287,表面张力(25℃)45.05mN/m,蒸气压(20℃)12.265kPa,粘度(20℃)0.5945mPa•s。

甲醇能与水、乙醇、乙醚、苯、酮类和大多数其他有机溶剂混溶。

蒸气与空气形成爆炸性混合物,爆炸极限 6.0%~36.5﹪(体积比)。

化学性质较活泼,能发生氧化、酯化、羰基化等化学反应。

1. 2甲醇用途甲醇是重要有机化工原料和优质燃料,广泛应用于精细化工,塑料,医药,林产品加工等领域。

➢甲醇主要用于生产甲醛,消耗量要占到甲醇总产量的一半,甲醛则是生产各种合成树脂不可少的原料➢用甲醇作甲基化试剂可生产丙烯酸甲酯、对苯二甲酸二甲酯、甲胺、甲基苯胺、甲烷氯化物等➢甲醇羰基化可生产醋酸、醋酐、甲酸甲酯等重要有机合成中间体,它们是制造各种染料、药品、农药、炸药、香料、喷漆的原料,目前用甲醇合成乙二醇、乙醛、乙醇也日益受到重视➢甲醇也是一种重要的有机溶剂,其溶解性能优于乙醇,可用于调制油漆。

作为一种良好的萃取剂,甲醇在分析化学中可用于一些物质的分离➢甲醇还是一种很有前景的清洁能源,甲醇燃料以其安全、廉价、燃烧充分,利用率高、环保的众多优点,替代汽油已经成为车用燃料的发展方向之一➢另外燃料级甲醇用于供热和发电,也可达到环保要求➢甲醇还可经生物发酵生成甲醇蛋白,富含维生素和蛋白质,具有营养价值高而成本低的优点,用作饲料添加剂,有着广阔的应用前景1.3甲醇生产工艺的发展甲醇是醇类中最简单的一元醇。

1661年英国化学家R.波义耳首先在木材干馏后的液体产物中发现甲醇,故甲醇俗称木精、木醇。

甲醇合成综述

甲醇合成综述

甲醇合成生产综述发展煤制甲醇,以煤代替石油,是国家能源安全的需要,也是化学工业高速发展的需求。

对煤制甲醇的生产工艺、设备作全面的分析,为煤制甲醇生产的工艺设备选择提供参考。

煤制甲醇工艺的选择应依据适用性、经济性、先进性和安全环保性等原则。

目前,甲醇合成的工艺日益成熟,生产规模大型化并向高度自动化操作水平发展,而且国内外大多数甲醇装置都是与其他化工产品联合生产。

从我国能源需求及能源环境的现实看,生产甲醇为新的替代燃料,减少对石油的依赖,也是大势所趋。

合成法生产甲醇,以天然气、石油和煤作为主要原料,中国是资源和能源相对匾乏的国家,少气,缺油,但煤炭资源相对丰富,大力发煤化工,合理开发利用煤炭资源已成共识。

甲醇是重要的化工产品与原料,并定位于未来清洁能源之一,随着世界石油资源的减少和甲醇生产成本的降低,发展使用甲醇等新的替代燃料,已成为一种趋势。

发展煤制甲醇,以煤代替石油,是国家能源安全的需要,也是化学工业高速发展的需求。

1 甲醇合成法的化学过程1.1 煤的气化煤在高温常压下,与气化剂反应转化为CO、H2 等可燃性气体的过程,称为煤的气化。

气化剂主要是水蒸气、空气或它们的混合气。

从煤的气化得甲醇合成的工业原料——CO 和H2 的混合物(合成气),通常将水蒸气直接通人炽热的煤层,其转化为合成气的化学反应如下:以上反应均是吸热反应,因连续通入水蒸气将使煤层温度下降,为保持煤层温度,须交替向炉内通入水蒸气和空气,通人空气时,主要是煤的燃烧反应,其放出热量,加热煤层。

煤气代表性成分组成:H248.4%、C038.5%、N26.4%、C026.0%、O20.2%、CH40.5%。

制甲醇所需H2/CO 值为2.21,合成气中H2 与CO 的摩尔比可以在350-400℃、Fe304作催化剂条下调节,使其比值达到要求,即:生成的C02 用高压水吸收法去除。

1.2 甲醇合成CO 与H2 合成甲醇是种可逆反应:为减少合成甲醇过程中的副反应,提高甲醇产率,须选择适当的温度、压力和催化剂,一般温度300—400℃,压力20MPa 左右。

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1.概述1.1甲醇性质OH。

是一种无色、透甲醇俗称木醇、木精,英文名为methanol,分子式CH3明、易燃、有毒、易挥发的液体,略带酒精味。

20),蒸气相对密度1.11(空气=1),甲醇分子量32.04,相对密度0.7914(d4熔点-97.8℃,沸点64.7℃,闪点(开杯)16℃,自燃点473℃,折射率(20℃)1.3287,表面张力(25℃)45.05mN/m,蒸气压(20℃)12.265kPa,粘度(20℃)0.5945mPa•s。

甲醇能与水、乙醇、乙醚、苯、酮类和大多数其他有机溶剂混溶。

蒸气与空气形成爆炸性混合物,爆炸极限 6.0%~36.5﹪(体积比)。

化学性质较活泼,能发生氧化、酯化、羰基化等化学反应。

1. 2甲醇用途甲醇是重要有机化工原料和优质燃料,广泛应用于精细化工,塑料,医药,林产品加工等领域。

➢甲醇主要用于生产甲醛,消耗量要占到甲醇总产量的一半,甲醛则是生产各种合成树脂不可少的原料➢用甲醇作甲基化试剂可生产丙烯酸甲酯、对苯二甲酸二甲酯、甲胺、甲基苯胺、甲烷氯化物等➢甲醇羰基化可生产醋酸、醋酐、甲酸甲酯等重要有机合成中间体,它们是制造各种染料、药品、农药、炸药、香料、喷漆的原料,目前用甲醇合成乙二醇、乙醛、乙醇也日益受到重视➢甲醇也是一种重要的有机溶剂,其溶解性能优于乙醇,可用于调制油漆。

作为一种良好的萃取剂,甲醇在分析化学中可用于一些物质的分离➢甲醇还是一种很有前景的清洁能源,甲醇燃料以其安全、廉价、燃烧充分,利用率高、环保的众多优点,替代汽油已经成为车用燃料的发展方向之一➢另外燃料级甲醇用于供热和发电,也可达到环保要求➢甲醇还可经生物发酵生成甲醇蛋白,富含维生素和蛋白质,具有营养价值高而成本低的优点,用作饲料添加剂,有着广阔的应用前景1.3甲醇生产工艺的发展甲醇是醇类中最简单的一元醇。

1661年英国化学家R.波义耳首先在木材干馏后的液体产物中发现甲醇,故甲醇俗称木精、木醇。

在自然界只有某些树叶或果实中含有少量的游离态甲醇,绝大多数以酯或醚的形式存在。

1857年法国的M·贝特洛在实验室用一氯甲烷在碱性溶液中水解也制得了甲醇。

1923年德国BASF公司首先用合成气在高压下实现了甲醇的工业化生产,直到1965年,这种高压法工艺是合成甲醇的唯一方法。

1966年英国ICI公司开发了低压法工艺,接着又开发了中压法工艺。

1971年德国的Lurgi公司相继开发了适用于天然气-渣油为原料的低压法工艺。

由于低压法比高压法在能耗、装置建设和单系列反应器生产能力方面具有明显的优越性,所以从70年代中期起,国外新建装置大多采用低压法工艺。

世界上典型的甲醇合成工艺主要有ICI工艺、Lurgi工艺和三菱瓦斯化学公司(MCC)工艺[1]。

目前,国外的液相甲醇合成新工艺[2]具有投资省、热效率高、生产成本低的显著优点,尤其是LPMEOHTM 工艺,采用浆态反应器,特别适用于用现代气流床煤气化炉生产的低H/(CO+2 )比的原料气,在价格上能够与天然气原料竞争。

CO2我国的甲醇生产始于1957年,50年代在吉林、兰州和太原等地建成了以煤或焦炭为原料来生产甲醇的装置。

60年代建成了一批中小型装置,并在合成氨工业的基础上开发了联产法生产甲醇的工艺。

70年代四川维尼纶厂引进了一套以乙炔尾气为原料的95 kt/a低压法装置,采用英国ICI技术。

1995年12月,由化工部第八设计院和上海化工设计院联合设计的200 kt/a甲醇生产装置在上海太平洋化工公司顺利投产,标志着我国甲醇生产技术向大型化和国产化迈出了新的一步。

2000年,杭州林达公司开发了拥有完全自主知识产权的JW低压均温甲醇合成塔技术[3],打破长期来被ICI、Lurgi等国外少数公司所垄断拥的局面,并在2004年获得国家技术发明二等奖。

2005年,该技术成功应用于国内首家焦炉气制甲醇装置上。

1.4甲醇生产原料合成甲醇的工业生产是以固体(如煤、焦炭)、液体(如原油、重油、轻油)或气体(如天然气及其它可燃性气体)为原料,经造气、净化(脱硫)变换,除二氧化碳,配制成一定配比的合成气。

在不同的催化剂存在下,选用不同的工艺条件可单产甲醇(分高、中、低压法),或与合成氨联产甲醇(联醇法)。

将合成后的粗甲醇经预精镏脱除甲醚,再精镏而得成品甲醇。

自1923年开始工业化生产以来,甲醇合成的原料路线经历了很大变化。

20世纪50年代以前多以煤和焦碳为原料;50年代以后,以天然气为原料的甲醇生产流程被广泛应用;进入60年代以来,以重油为原料的甲醇装置有所发展。

对于我国,从资源背景看,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,因此在大力发展煤炭洁净利用技术的背景下,在很长一段时间内煤是我国甲醇生产最重要的原料。

1.5产品质量标准工业级甲醇执行国家《GB338-2004》标准,具体指标见下表表1-1 《GB338-2004》(优等品),1+9(一等品)车用染料甲醇执行国家《GB/T 23510-2009》标准,具体指标见下表表1-2 《GB/T 23510-2009》2工艺由煤经煤气化制取合成气,再有合成气在有催化剂的条件下合成甲醇的典型流程如下图。

图2-1 煤制甲醇的典型工艺流程示意图煤与空分的氧气在煤气化炉内制得高CO含量的粗煤气,经高温变换将CO 变换为H2来实现甲醇合成时所需的氢碳比,再经净化工序将多余的CO2和硫化物脱除后即是甲醇合成气。

由于煤制甲醇碳多氢少,必需从合成弛放气中回收氢来降低煤耗和能耗(弛放气是指在化工生产中合成工艺生产工段中没有参加合成反应,被当作合成工艺的废弃物而排放的气体的统称)。

回收的氢气与净化后的甲醇合成气配得甲醇所需的合成气,即(H2-CO2)/(CO+CO2)=2.00-2.05。

甲醇合成的含水粗甲醇最后精制得产品甲醇。

煤制甲醇典型工艺流程中的气化和合成是二个决定性的工序工艺。

而空分、压缩和氢回收属于成熟的成套工艺包,直接选用即可。

其余的如变换净化及精馏均为常规设计。

2.1煤气化煤气化技术通常按气化反应器的形式来划分,可分为移动床(固定床)、流化床、气流床三类。

图2-2 煤气化分类示意图2.1.1移动床气化采用一定粒度范围的碎煤(5mm~50mm)为原料,与气化剂逆流接触,炉内温度分布曲线出现最高点,反应残渣从炉底排出,生成气中含有可观量的挥发气。

典型的气化炉为鲁奇(Lurgi)炉。

移动床气化,是目前世界上用于生产合成气的主要方法之一。

在大型煤制甲醇的装置中,固定床的优点是投资低,可是它有很多不足:(1)对原料煤的黏结性有一定有一定要求:(2)气化强度低:(3)环境污染负荷大,治理较麻烦。

2.1.2流化床气化采用一定粒度分布的细粒煤(<10mm)为原料,吹入炉内的气化剂使煤粒呈连续随机运动的流化状态,床层中的混合和传热都很快。

所以气体组成和温度均匀,解决了固定床气化需用煤的限制。

生成的煤气基本不含焦油,但飞灰量很大。

发展较早且比较成熟的是常压温克(Winkler)炉。

它的缺点是:(1)在常压或接近于常压下生产,生产强度低、能耗高、碳转化率只有88%~90%。

(2)对煤的气化活性要求高,仅适合于气化褐煤和高活性的烟煤。

(3)缺少大型使用经验;要在大型甲醇装置中推广,受一定限制。

2.1.3气流床气化流化床比固定床有较多的优点,但气化温度不能更高,要求煤具有高的反应性。

气流床气化优点很多,它是针对流化床的不足开发的。

气流床气化具有以下特点:(1)采用<0.2mm的粉煤。

(2)气化温度达1 400~1 600℃,对环保很有利,没有酚、焦油,有机硫很少,且硫形态单一。

(3)气化压力可达3.5~6.5MPa,可大大节省合成气的压缩功。

(4)碳转化率高,均大于90%,能耗低。

(5)气化强度大。

但投资相对较高,尤其是Shell粉煤气化。

从技术先进性、能耗、环保等方面考虑,对于大型甲醇煤气化应选用气流床气化为宜.目前,常用的、技术较成熟的气流床主要有干粉和水煤浆两种;从高温煤气的冷却流程分,可分为冷激式流程和废热锅炉流程。

前者在煤气离开气化炉后用激冷水直接冷却,它适合于制造氨气或氢气。

因为这种流程易于和变换反应器配套,激冷中产生的蒸汽可满足变换反应的需要。

后者热煤气是经辐射锅炉,再送往对流锅炉,产生高压蒸汽可用于发电或作热源。

2.1.3.1 干粉气流床:代表性的干粉气流床技术有:Shell、Prenflo和GSP技术。

Shell工艺是将原煤粉碎到0.09mm粒度,水分干燥2%以下送入常压煤仓和加压煤仓。

然后以氮气为载体用喷嘴输入气化炉。

氧气、蒸汽和粉煤在炉内反应,温度超过1 400~1 600℃。

熔渣沿水冷壁内衬里注入水溶而固化,通过锁斗打出,煤气和炭灰用循环冷煤气激冷到约900℃以免黏性灰渣带入废热锅炉。

煤气冷到约300℃,在一个特殊的除尘器,分离炭灰再送入气化炉,冷煤气(约40℃)送出气化装置。

Shell气化工艺属废热锅炉流程。

图2-3 Shell煤气化工艺流程示意图Prenflo气化流程是K-T炉的改进技术。

进炉粉煤的粒度0.075mm(200目),输送载气为氮气,烧嘴通常为2个,对喷嘴和飞灰向上进入废热锅炉,经冷却后在旋风除尘器和洗涤塔除尘。

该气化冷却流程兼有废热锅炉和水洗流程,保证煤气低的含尘量。

图2-4 Prenflo煤气化工艺流程示意图GSP气化流程中,原煤磨到0.2mm粒度,水分干燥到2%以下送入气化炉,并同烧嘴喷入的氧气在气化室进行燃烧和部分氧化反应。

GSP是单个烧嘴。

粉煤载气是氮气还是C0:可根据煤气用途而定。

煤气和熔渣同向由下部出口导出并进入激冷室用水淬冷,液渣固化为颗粒状排出。

出气化炉的煤气温度为210℃-220℃的饱和煤气。

GSP是冷激式热回收流程。

图2-5 GSP煤气化工艺流程示意图干粉气流床气化的共同点:(1)入炉煤是粒度为0.075~0.250mm,水分小于2%的干粉煤;(2)气化压力在3.5~4.0MPa;(3)干粉气流床气化反应式:2C + CO2 =2CO + 246.4MJ (1)C + O2=CO2 + 408.8MJ (2)C + H2O =CO+H2 -118.8MJ (3)气化温度约1 500℃。

因此碳的转化率高,气化反应中(2)式和(3)式的反应少,煤气中CO高,H2较低。

相比这种煤气的热值较高。

另外气化炉均采用水冷壁而不是耐火砖,炉衬的使用寿命长。

2.1.3.2 水煤浆气流床适合于大型化的水煤浆气化有Texaco气化和DOW公司的LGTI气化。

Texaco激冷气化流程。

原煤先经磨煤制成水煤浆,其质量分数为55~60%。

煤浆与氧经烧嘴喷入炉内。

炉内温度高于煤的流动温度。

Texaco煤气热回收流程有两种,即激冷流程与废锅流程。

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