煤焦气制甲醇合成工艺装置设计
煤焦气制甲醇合成工艺装置设计近年来，随着钢铁工业对焦炭的巨大需求而高速发展起来的炼焦产业，在焦炭产能无序扩张、产量大幅度增长的同时，大量副产的焦炉煤气导致了焦炭产区的环境急剧恶化，不少单一炼焦的独立焦化企业“只焦不化”，将大量的焦炉煤气采取点天灯的方式燃烧放散，既严重污染环境，又造成资源浪费。据粗略统计，随着我国焦化工业的飞速发展，每年焦炉煤气的放散量已超过250亿m3。作为贫油、缺气的能源需求大国，如何充分、合理地利用大量点天灯的焦炉煤气，对建设资源节源型社会，实现经济可持续发展具有重要意义。
1.设计依据
1.1 新鲜气条件
甲醇合成以焦炉气为原料，经转化后的转化气为新鲜气。
温度：30℃
压力：2.8MPa(a)
气量：84826.03Nm3/h（干基）
1.2 甲醇合成反应器性能
（1）甲醇产量年操作时间 8000 小时，设计能力100 万吨/年甲醇。本装置的产品为粗甲醇。
（2）副产中压蒸汽蒸汽压力 2.5～4.0MPa（a），副产蒸汽量 1.0 吨/吨甲醇，中压锅炉给水温度 170℃。
（3）生产负荷在 50～110％范围变动。
（4）催化剂使用周期二年（原料气达到净化指标，正常操作，催化剂质量保证）（5）甲醇合成塔阻力≤0.3Mpa
2.甲醇合成工艺原理
2.1 甲醇合成原理
（1）甲醇合成反应热力学
CO、CO
2加H
2
为复合反应体系，CO、CO
2
均可加H
2
合成CH
3
OH，CO与H
2
除生成CH
3
OH
外，还可生成一系列化合物。
在压力5.0、5.7MPa(a)、温度200～270℃的范围内，求得甲醇、一氧化碳、二氧化碳的平衡组成，分别由下表所示。
（2）甲醇合成催化剂与反应动力学
我国甲醇催化剂目前有C307、XNC98等型号，国外催化剂有Katalco51-8、MK121，其物化性能见下表：
加氢合成甲醇的动力学方程为：
在铜基催化剂上，CO、CO
2
2.2 主要操作条件
（1）温度
从化学平衡考虑，温度提高，对平衡不利；从动力学考虑，温度提高，反应速率加快。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200～270℃。温度过高，催化剂易衰老，使用寿命短；温度过低，催化剂活性差，且易生成羰基化合物。为保证催化剂长使用寿命，应在确保质量的前提下，尽可能控制温度较低些。
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，催化剂活性表面逐渐减少。如果温度超过 280℃，催化剂很快丧失
活性。
的反应中，副反应生产量增②温度高会影响产品质量。反应温度高，在 CO 加H
2
大，使粗甲醇中杂质增加，不但影响产品质量，而且增加了H
的单耗。
2
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。
（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。低压甲醇合成，合成压力一般为5～8MPa(a)。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。
从几家以水煤浆气化为原料的工厂来看，催化剂使用前期，操作压力一般可适当低一些；后期，压力适当提高。
（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一。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，空速影响不大。
（4）气体组成
②入塔气中的H
2
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含量是一个重要的操作参数，对甲醇入塔气的CO含量一般为7～13％左右。
④入塔气中的CO
2含量一般为 1～5％。CO
2
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CO
2，催化剂会过度还原为铜，催化剂活性降低，CO
2
可
使催化剂保持一种较高的氧化态，使活性组分处在 Cu+
的状态。生产实践表明，气体中CO
2在 1～5％时，与无CO
2
相比，甲醇合成率高，
但当CO
2
过高时，甲醇合成率又会降低。
⑤入塔气中的惰性气体，如CH4、N2、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。一般来说，催化剂使用前期，活性高，可允许较高的惰性气体含量，弛放气可少些；后期活性低，要求惰性气体含量低，弛放气就大一些。
（5）循环气中甲醇含量
水冷温度越低，循环气与入塔气中甲醇含量越低，有利于甲醇反应进行。
水冷温度应低于40℃，以使入塔气中CH
3
OH≤0.5％。
2.3 甲醇合成工艺
甲醇合成系统的设备为一台循环压缩机、一台甲醇合成反应器、一个汽包、一台换热器、一台锅炉给水预热器、一台水冷器、一台甲醇分离器。出循环压缩机的气体经换热器预热后去甲醇合成反应器，出反应器的气体经换热器、水冷器、醇分后，气体去循环压缩机，甲醇去粗甲醇储槽。
新鲜气与出循环压缩机的循环气混合，混合气在换热器中与反应器出口气体换热，升温至220℃左右（催化剂使用后期），然后进入管壳外冷－绝热复合式固定床催
化反应器。在反应器内，气体流经反应管，在催化剂作用下 CO、CO
2
加氢合成甲醇，反应热传给壳程的沸腾水，产生蒸汽进入汽包，出反应器的温度约 255℃，含甲醇约 6.1%。反应器出口气在换热器内经换热后温度为88℃，然后经水冷却器，温度降到40℃以下。经甲醇分离器后，粗甲醇去精馏系统。分离粗甲醇后的气体少部分作为弛放气，控制系统中惰性气体的含量，大部分气体进入循环压缩机加压后返回合成系统。
2.4 关键控制参数
（1）气体成分的控制
①新鲜合成气
根据化学计量要求的新鲜气中氢碳比(H
2- CO
2
)/(CO+ CO
2
)=2.0～2.1。正常生产时
应在所定数值范围内操作，当遇到大减量等不正常情况下可根据入塔气成分及时进行调整新鲜气组成来满足生产的需要。
在新鲜气组成中要严格控制毒物如硫含量：
H
2
S+COS≤0.1ppm
当生产中发现系统压力逐渐上升，而其它工况比较正常时，要首先考虑到新鲜气中硫含量，应及时对照分析，如果硫含量超标要采取相应停车或紧急停车。
②入塔合成气
根据有关化学计量和实际的生产经验得出，入塔气中氢碳比：
(H
2- CO
2
)/(CO+ CO
2
)=3～6
一般而言，氢碳比控制太低，副反应增加，催化剂活性衰退加快，还引起积炭反应；氢碳比控制太高，影响产量并引起能耗等消耗定额增加。
③惰性气
合成系统中惰性气体有：CH4、N2、Ar。其组分在合成反应中不参与反应，且影响反应速率。惰性气体含量太高，降低反应速率，生产单位产量的动力消耗增加；维持低惰性气体含量，则放空量增大，有效气体损失多。一般来说，适宜的惰性气体含量，要根据具体情况而定，而且也是调节式况的手段之一，触媒使用初期活性高，可允许较高的惰性气体含量，使用后期，一般应维持在较低的惰性气体含量。目标若是高产则可维持惰性气体含量低些。目标若是低耗，则可维持惰性气体含量高些。（2）压力的控制
合成系统在生产负荷一定的情况下，合成塔触媒层温度（汽包压力）、气体成分（放空量）、空速大小、冷凝温度等均能引起合成系统压力的变化，操作时应准确判断、及时调整，确保工艺操作在指标范围内。当合成条件恶化、系统压力升高时，可适当降低生产负荷；提高汽包压力；必要时打开放空阀控制系统压力不得超压，以维持正常生产。系统减量要及时提高汽包压力，调整循环量，控制温度在指标范围内。调节压力时，必须缓慢进行，确保合成塔温度正常。如果压力急剧变化会
使设备和管道的法兰接头和压缩机填料密封遭到破坏。一般压力升降速度可控制在≤0.4MPa/min。
（3）催化剂层温度的控制
反应管内甲醇合成的反应热传给管外的沸腾水，沸腾水上升入汽包后在汽包上部形成与沸腾水温度相对应的饱和蒸汽，此时蒸汽压力即为汽包所控制的蒸汽压力，合成塔触媒的温度就是靠调节此汽包蒸汽压力得以实现。因此通过调节汽包压力就可相应地调节催化剂床层温度。
一般而言，汽包压力每改就 0.1MPa，床层温度就相应改就 1.5℃。因此调节汽包压力一定要慢调，根据生产情况决定调节幅度。另外生产负荷、循环量、气体成分等的改变都能引起催化床层温度的改变，必要时应及时调节汽包压力，维持其正常操作温度，避免大幅度波动。
（4）液位的控制
①汽包液位
为了保证合成反应热能够及时顺利移出，汽包中必须保证有一定的液位，同时为了确保汽包蒸汽的及时排放，防止蒸汽出口管中带水，汽包液位又不能超过一定的高
限。在正常生产中汽包液位一般控制在汽包容积的1/3～1/2之间。锅炉水上水压力和上水阀门的开度都能直接影响到汽包的液位，当液位处于不正常时要及时检查、及时报告尽快恢复正常，防止联合压缩机因汽包液位过低而联锁停车。同时汽包排污量的大小也可以对其压力和液位进行微调，必要时可加大排污量来迅速降低汽包液位和压力，用以调节合成塔触媒层温度。
操作指标：
正常值：30～60％
高限报警值：90％
低限报警值：15％
联锁跳车值：10％
②甲醇分离器液位
分离器分离出液态甲醇的多少，随着生产负荷的大小，水冷器出口温度高低，塔内反应的好坏而变化，液面控制的过高或过低都会影响合成塔的正常操作，甚至造成事故。因此操作者要经常检查，早发现，早调节，将液位严格控制在指标之内。如果分离器液位过高，会使液态甲醇随气体进入联合压缩机循环段，循环段填料温度下降，严重时循环段带液，产生液击，损坏机器；而且入塔气中甲醇含量增高，恶化了合成塔内的反应，加剧了合成副反应的进行而使粗甲醇的质量下降。如果液位过低则易发生窜气，高压气窜入低压设备系统，造成爆炸等其它事故。
操作指标：
正常值：30～50％
高限值：85％
低限值：15％
联锁停车值：90％
由于分离器液位达 90％造成联锁停车，因此当液位>50％时应及时调节，如果液位在控制室无法控制时应及时联系现场采取措施加以调整，避免跳车事故的发生。（5）循环量的控制
入塔气量是指每小时进入合成塔的总气量。提高入塔气量可以提高合成塔催化剂的生产能力，系统阻力增加，催化剂床层温度下降。正常生产操作中，在压缩机新鲜气量一定的情况下可以通过调节循环量来控制入塔气量，即而调节催化剂层的温度。
循环量的大小主要是靠压缩机循环段近路阀控制的，加减循环量时应缓慢进行，不得过快。循环压缩机出口压力5.8MPa（a）。循环压缩机循环气量（最大） 38×104 Nm3/h。
3.甲醇合成反应器工艺设计
3.1 反应器设计原则
（1）设计原则
由于化学反应工程学的迅速发展与电子计算机的普遍应用，在掌握甲醇合成反应热力学和动力学基础数据的基础上，用理论分析方法模拟甲醇合成塔的特性，建立数学模型，可以设计出甲醇合成塔合理结构与工艺尺寸，模拟计算操作工况。
①选用拟均相一维数学模型“管壳外冷－绝热复合型”甲醇合成塔是固定床气－固相催化反应器。气固相催化反应器的数学模型，根据反应动力学可分为非均相与均相两类，鉴于“管壳外冷－绝热复合型”甲醇合成反应器中铜基催化剂上的甲醇合成反应，外扩散过程对宏观速率的影响可以不计，又该催化剂上的内扩散对宏观速率的影响很大，内表面利用率较低，但催化剂颗粒本身的导热系数较大，颗粒本身处于等温状态，可以计算等温状态下粒内效率因子，因此在设计时，无需采用非均相模型，只需采用拟均相模型。根据流动与温度分布，反应器数学模型可分为一维模型和二维模型。根据对管壳式反应器的计算实践表明，床层径向温差很小，用一维模型计算已足够准确，因此选用一维模型。
加氢的反应速率：对于CO、CO 加氢合成甲醇的反应体系，有②同时考虑CO、CO
2
3个反应：
这三个反应中，只有两个反应是独立的，对铜基催化剂的甲醇合成反应动力学进行
加氢合成甲醇为独立反应时，研究，研究结果表明，当选取反应(A)、(B)，即CO、H
2
加氢合成甲醇的双速率模其动力学模型与实验数据拟合较好，因此，采用 CO、CO
2
型。
③铜基催化剂的选择性较好，副产物少，在设计时，不考虑副反应。
（2）一维拟均相模型计算
设反应器进口摩尔流量为 NT1，组分 i 的进口组成为 yi,in，催化床中瞬时摩尔流量为NT，组分i 的瞬时组成为yi，物料衡算有：
催化床中各组分瞬时摩尔分率为
①微分方程组
在床层轴向高度l 处，取厚度为dl 的园柱体，物料与热量衡算有：
经过整理可得：
初始条件：
组成的方程组表征了“管壳外冷－绝热复合型”甲醇合成塔管
壳换热段的一维拟均相模型。绝热段的数学模型与管壳换热段类似，只是在中没有对外传热。一维拟均相模型为一阶常微分方程组，用龙格－库塔法求解。
3.2 反应器工艺结构
需进行排管、机械强度计算、热应力计算、机械设计。
（1）外壳
管壳外冷-绝热复合型甲醇合成反应器的外壳，直筒部分高约8400mm，上、下封头高约2000mm，筒体内径约φ4000mm、厚约100mm。在水入口与蒸汽出口处，壳体上、下设加强板。进水口 6 只，60°均布，接近下管板，进水管深入筒体内约 800mm，进入管公称直径DN200，每只进水管向上开孔14只。蒸汽出口6只，60°均布，接近上管板，蒸汽出口管公称直径DN250。上封头有进气管，倾斜45°，公称直径DN600。有人孔，倾斜45°处，公称直径DN500。下封头有出气管，在中心处，公称直径DN600。另有向下的卸触媒口，公称直径DN250。上封头有两组热电偶插入口，公称直径DN40，每组热电偶测量3点温度，1点在绝热层，2点在管壳层。热电偶插入口位置在φ2000mm处。热电偶测量
点：绝热层1点，（以上管板上平面向上计）50mm；管壳层2点，（以上管板向下计）2500mm、5000mm。
（2）管板与列管
列管焊接在管板上，管板焊接在筒体上，管板与筒体是同一类型材料，管板为
20MnMoNi55，筒体为20MnMoNi55，列管为φ44×2mm，长7000mm，共4424根。建议列管用特殊双相合金钢，如 SAF2205(奥氏体－铁素体)，与外壳膨胀系数相同，管子焊接在管板上，用双相钢堆焊，焊接覆盖层厚度为7mm。上管板处（向上计）直筒段高500mm的筒体内侧，也用双相钢堆焊，厚7mm。
（3）进气分布器
进气口处安装进气分布器。
（4）结构参数（mm）：
总高：～14500
筒体高：8400
上，下封头高：2000
筒体内径：φ4000
绝热层高度：700
列管管长：7000
列管管径：φ44×2
管心距：52
管数：4424根
换热面积（以中径计算）：3892m2
（5）催化剂装填：
上管板上部绝热层：0.7854×4.02×0.7=8.80m3
列管内冷却层：0.7854×0.042×7.0×4424=38.92m3
总计 47.72m3
催化剂型号：铜基催化剂。
3.3 催化剂初中后期甲醇合成反应器操作条件
在催化剂使用初期，由于催化剂活性高，此时操作压力可在4.4～5.1MPa(a)、蒸汽汽包压力2.5～2.7MPa(a)、沸腾水温度225～228℃下操作。在催化剂使用中期，操作压力可在4.7～5.4MPa(a)、蒸汽汽包压力3.2～3.4MPa(a)、沸腾水温度238～240℃的条件下操作。在催化剂使用后期，催化剂活性下降，操作压力、蒸汽压力
可适当提高，提高反应速率，但反应温度不要超过265℃。操作压力为5.0～
5.7MPa(a)，蒸汽汽包压力3.7～3.9MPa(a)、沸腾水温度244～249℃。
4. 催化剂装填、开停车与正常操作
4.1 反应器开车与停车
（1）催化剂装填前的试压与试漏
在催化剂装填前，应对合成塔与汽包进行清洗，并试压试漏。用脱盐水充满合成塔壳侧，加压至汽包试压压力，检验合成塔上、下管板及触媒管与管板焊接处是否渗漏。为减少压差，水压试漏时，管内可循环充压，防止设备损坏。将汽包液位降至正常液位，开启开工用中压蒸汽，通过开工喷射器带动炉水循环，使炉水升温，直至汽包压力与中压蒸汽压力相等为止。然后，汽包缓慢减压，将全部水排净，反应器自然降温。
至室温后，再重复以上过程2～3次。开工蒸汽压力为2.5～4.0MPa(a)，蒸汽流量约为3t/h。
（2）催化剂装填
催化剂装填时的基本要求：装填时要保持催化剂颗粒完整，不要使触媒破碎，催化剂要装填紧密，各管内装填均匀，以防止气体偏流；上管上部绝热层催化剂装填后，要保持上平面平整。装填催化剂按以下顺序进行：
――打开下封头人孔，装填工带面罩进入反应器内，装填下封头内耐火球，逐层装填，装填一层，将支撑结构装配好，再装上一层。
――打开上封头人孔，装填工带面罩进入反应器内，要保证装填过程中人员安全。――通过列管向下管板下部装耐火球，连同从下部装填的耐火球，总体积与下封头空间体积相当。
――根据列管体积与催化剂颗粒堆密度，计算每根管内应装填的催化剂的颗粒重量，装填催化剂，卸装时注意轻放。
――最后仔细装填置放热电偶的两根列管内的催化剂。
――待列管内催化剂装填完毕后，再装绝热层触媒。记录管壳层与绝热层的催化剂重量，用木板梳平上平面，保持平整。
――在气体进口管下部安装气体分布器。
（3）催化剂升温还原
催化剂升温还原是一项重要而细致的工作，应严格按催化剂制造商的规程进行升温还原。催化剂的升温还原要缓慢进行，升温升压的速度都要缓慢。在催化剂出水的还原期，要保证催化剂充分还原，精心操作。升温还原约90～100小时。升温还原结束后，可缓慢接受合成气，并调节汽包出口蒸汽压力调节阀，随着合成气不断加入，系统压力不断升高，至4.5MPa(a)，启用弛放气阀。然后逐步提高系统压力，慢慢增加新鲜气量，相应调节循环气量，逐步将系统操作条件提高至正常操作值。催化剂还原循环压缩机工况为：循环气量5×104～10×104Nm3/h，空速
1000～2000h-1；还原气中主要是氮气，氢气的浓度随还原进行逐渐增加，前期约0.4%，中期1%，后期10%；催化剂还原时反应器进口压力可在1.0MPa（a）、出口压力0.8MPa（a）操作。催化剂还原要根据催化剂制造商提供的催化剂还原方案进行。
（4）合成停车
临时停车时，可只停新鲜气压缩机，合成系统保温、保压，防止负压，防止空气漏入。必要时用氮气置换保压。长期停车时，合成塔冷却，合成系统用氮气置换并保压。长期停车而且必须打开合成塔检修或更换催化剂时，使催化剂钝化后卸出。4.2 正常操作
（1）温度
反应温度是重要指标，主要控制合成塔内反应温度与出塔气体温度。合成塔中温度重点控制热点温度，它反映了整个塔的反应情况。热点温度位置随着生产负荷、催化剂使用时间而变化。催化剂使用前期，催化剂活性好，热点位置在管内上部。催化剂使用后期，活性下降，主要反应区下移，热点在管内下部。在操作上，合成塔热点温度应该维持得低一些。合成塔内温度主要由控制汽包压力与循环量来实现。（2）压力
催化剂使用前期，由于活性好，可维持较低压力，后期可较高。压力不应短期中大幅度变化，否则会引起整个系统的大幅度变化，调节压力宜慎重、缓慢。
（3）循环量
用调节循环段近路阀开启度来实现。循环量的变化直接影响合成塔空速。随着催化剂使用时间推移，活性下降，为了保持一定产量，可适当将循环量增加。
（4）进塔气体组成
进塔气体组成一般可通过新鲜气和循环气之比来调节。若前工序可调节气体组成，则催化剂使用前期，CO含量可稍低些，后期CO含量可提高些。如新鲜气组成不能变动，则可用调节惰气含量来调节组成。反应前期，可减少弛放气量，维持较高惰性含量；后期，增大弛放气量，维持较低惰性气含量。
天然气制甲醇工艺总结word精品
天然气制甲醇工艺技术总结 中化二建集团有限公司王瑞军 工程名 称：内蒙古天野化工油改气联产20万吨/年甲醇项目 工程地点：内蒙古呼和浩特巾 开工日期：2004年5月 竣工日期：2005年11月 投资金 额： 约6亿元人民币 1甲醇装置简介 1.1内蒙古天野化工集团为调整产品结构，开拓碳一化工领域产品，增强企业参与市场的竞争能力，解决企业生存发展问题，以天然气取代重油为原料，采用非催化部分氧化技术对现有的30万吨/年合成氨生产装置进行技术改造，同时增建一套以天然气为原料年产20万吨的甲醇装置。 1.2 本项目由中国五环科技有限公司设计，中化二建集团有限公司承建。所采用的技术均为国产。所选用的设备除三台天然气压缩机组为进口外，其余均为国产。设计日产甲醇667吨，日耗天然气608500立方米。装置采用：变频电机驱动离心式天然气压缩、 2.5MPa 补碳一段蒸汽转化炉、蒸汽透平驱动离心式合成气压缩机、8.0MPa林达均温合成塔、三塔 精馏、普里森膜分离氢回收、MEA二氧化碳回收工艺。另外还为合成氨配套一台蒸汽透平驱动离心式天然气压缩机。 2甲醇装置工艺特点 2.1 天然气压缩工序 天然气压缩工序是将1.25MPa( A)天然气压缩至蒸汽转化要求的压力2.85MPa(A)。天然气压缩机组采用德国阿特拉斯生产的电机驱动的离心式压缩机组?离心压缩机的显著 特点是单机打气量大。运转平稳无脉冲、维修少、无需备用，与蒸汽透平驱动相比投资少，占地面积较小。 2.2 天然气转化工序 2.2.1天然气转化工序是通过天然气和蒸汽转化反应生产甲醇合成需要的合成气。天然气转化工序只设一段转化炉，转化炉采用顶烧方箱炉，对流段为水平布置，水碳比为 3.2, 转化炉出口转化气温度855E，压力2.19MPa,甲烷含量约2.5% (干基)。 2.2.2 原料天然气脱硫采用钻钼加氢串氧化锌脱硫工艺，氧化锌脱硫槽采用双塔，可并联可串联保证天然气中总硫小于O.IPPn,同时脱硫剂更换不影响生产。
煤化工工艺汇总
煤化工工艺汇总煤化工工艺路线图
煤制甲醇典型工艺路线图 1、合成甲醇的化学反应方程式： （1）主反应： CO+2H2=CH3OH+102.5KJ/mol （2）副反应 2CO+4H2=CH3OCH3+H2O+200.2 KJ/mol CO+3H2=CH4+H2O+115.6 KJ/mol 4CO+8H2=C4H9OH+3H2O+49.62 KJ/mol CO2+H2=CO+H2O-42.9 KJ/mol 2、甲醇合成气要求氢碳比f=(H2-CO2)/(CO+CO2)≈2.05~2.10，由于煤炭气化所得到的水煤气CO含量较高，H2含量较低，因此水煤气须经脱硫、变换、脱碳调整气体组成，以达到甲醇合成气的要求。 3、CO变换反应
CO+H2O(g)=CO2+H2 （放热反应） 4、水煤气组分与甲醇合成气组分对比 气体种类气体组分（%） CO H2CO2CH4水煤气37.350.0 6.50.3甲醇合成气29.9067.6429.900.1 天然气制甲醇工艺流程图 1、合成甲醇的化学反应方程式： CH4+H2O=CH3OH+H2 2、甲醇合成气要求氢碳比f=(H2-CO2)/(CO+CO2)≈ 2.05~2.10，由于天然气甲烷含量较高，因此要对天然气进行蒸 汽转化，生成以H2、CO和CO2位主要成分的转化气。由于蒸汽转化反应是强吸热反应，因此还要对天然气进行纯氧部分氧化
以获取热量，使得蒸汽转化反应正常连续进行，最终达到甲醇合成气的要求。 3、蒸汽转化反应 CH4+H2O(g)=CO+H2（强吸热反应） 4、纯氧部分氧化反应 2CH4+O2=2CO+4H2+35.6kJ/mol CH4+O2=CO2+2H2+109.45 kJ/mol CH4+O2=CO2+H2O+802.3 kJ/mol 5、天然气组分与甲醇合成气组分对比 气体种类气体组分（%） CO H2CO2CH4天然气----------- 3.296.2甲醇合成气29.9067.6429.900.1石油化工、煤炭化工产品方案对比（生产烯烃）
焦炉气制甲醇工艺
焦炉气的精制是以炼焦剩余的焦炉气为生产原料,经化工产品回收(焦炉气的粗制);再经压缩后(2.55MPa),进入脱硫转化工段,脱硫采用NHD湿法脱硫和干法精脱硫技术,总硫脱至0.1×10-6,转化采用烃类部分氧化催化技术;制得合格的甲醇合成新鲜气(又称精制气),送去压缩工段合成气压缩机,最后进入甲醇合成塔制得甲醇。 第1章焦炉气成分分析 1.1典型焦炉气的组成 焦炉气的主要成分为甲烷26.49%、氢气58.48%、一氧化碳6.20%和二氧化碳2.20%等,还有少量的氮气、不饱和烃、氧气、焦油、萘、硫化物、氰化物、氨、苯等杂质。焦炉气基础参数:流量62967m3/h(2台焦炉生产的剩余焦炉气);温度25℃;压力0.105MPa(a)(煤气柜压力)。 1.2焦炉气的回收利用 焦炉气是良好的合成氨、合成甲醇及制氢的原料。根据焦炉气组成特点,除H 2 、CO、 CO 2 为甲醇合成所需的有效成分外,其余组分一部分为对甲醇合成有害的物质(如多种形态的硫化物,苯、萘、氨、氰化物、不饱和烃等)。如焦炉气中的硫化物不仅会与转化催化剂的主要活性成分Ni迅速反应,生成NiS使催化剂失去活性,而且还会与甲醇合成催化剂的主要活性组分Cu迅速反应,生成CuS,使催化剂失去活性,并且这两种失活是无法再生的。又如,不饱和烃会在转化催化剂表面发生析碳反应,堵塞催化剂的有效孔隙及表面活性位,使催化剂活性降低。另一部分为对甲醇合成无用的物质(对甲醇合成而言为惰 性组分),如CH 4、N 2 等。惰性气体含量过高,不仅对甲醇合成无益,而且会增加合成气体 的功耗,从而降低有效成分的利用率。 第2章焦炉气的精制 2.1硫的脱除及加氢净化 焦炉气制甲醇工艺中,焦炉气精制的首要工作是“除毒”,将对甲醇合成催化剂有害
天然气造气工艺流程说明
天然气造气工艺流程说明 一、合成氨工序造气流程： 经加压脱硫来的天然气和蒸汽混合分别送进各自的混合气 预热器预热后进入箱式一段转化炉和换热式转化炉进行转 化反应，反应后的气体和甲醇工段送来的驰放气进入二段炉。压缩送来的空气，经过空气预热器预热达到一定温度后进入二段炉，空气中的氧与转化气中的氢燃烧释放热量在二段炉内继续进行甲烷转化（当有甲醇弛放气时，配适量的纯氧）。出二段炉的工艺气体进入换热式转化炉的管间，作为热源供换热式转化炉转化管内天然气的转化，然后管间的二段转化气离开换热式转化炉进入换转炉的混合气预热器，预热进换转炉的混合气，换热后的二段转化气经过废热锅炉进一步回收热量产生蒸汽，气体降至一定温度后进入中温变换炉进行一氧化碳的变换，中温变换炉出来的气体进入甲烷化第二换热器，预热甲烷化入口气，换热后的中温变换气进入中变废锅，气体降至一定温度后进入低温变换炉，进一步将一氧化碳变换为二氧化碳，出低温变换炉一氧化碳达到≤． 0.3%，经低变废锅回收部份热量产蒸汽，回收热量后的低变气进入脱碳系统低变气再沸器预热再生塔底部溶液，最后进入低变冷却系统降温至35℃以下进入压缩工段或碳化工段。脱碳来的净化气或压缩来的碳化气进入甲烷化第一换热器
预热后进入甲烷化第二换热器进一步预热，气体达到一定温度后进入甲烷化炉，残余的一氧化碳和二氧化碳在镍触媒作用下生成甲烷，使CO+CO的含量＜10PPm，甲烷化出来的气2体进入甲一换回收部份热量后进入甲烷化第一、第二冷却器，气体温度降至35℃以下送压缩加压，最后送往合成氨工序。 二、甲醇造气流程 经加压脱硫来的天然气和蒸汽混合分别送进各自的混合气 预热器预热后进入箱式一段转化炉和换热式转化炉进行转 化反应，反应后的气体进入二段炉。空分来的氧气经预热后达到一定温度进入二段炉，氧与转化气中的氢燃烧释放热量在二段炉内继续进行甲烷转化。出二段炉的工艺气体进入换热式转化炉的管间，作为热源供换热式转化炉转化管内天然．气的转化，然后管间的二段转化气离开换热式转化炉进入换转炉的混合气预热器，预热进换转炉的混合气，换热后的二段转化气经过废热锅炉进一步回收热量产生蒸汽，气体降至一定温度后根据甲醇合成气体成分情况通过中变近路阀调 整入中温变换炉的气量进行一氧化碳的变换，以便调整气体成分。中温变换炉出来的气体和中变近路转化气进入甲化第二换热器，预热甲醇合成来的弛放气，换热后的中温变换气或转化气进入中变废锅，气体降至一定温度后根据中变气体的成分通过低变近路阀调整入低温变换炉的气量，进一步调整气体成分，低变炉或低变近路来的气体经低变废锅回收部
国内最大天然气制甲醇生产装置全部建成
行业信息 我国首座整体煤气化联合循环发电ＩＧＣＣ示范电站建成投产 中国华能集团公司联合国内的科研、设计和制造等单位，日前在天津滨海新区建成投产了我国首座整体煤气化联合循环发电ＩＧＣＣ示范电站，标志着国内洁净煤发电技术取得了重大突破，使我国已成为世界上为数不多掌握ＩＧＣＣ发电技术的国家之一。ＩＧＣＣ技术是清洁、高效煤基发电主要技术途径之一，是实现我国节能减排目标的重要技术路线。该技术可实现燃煤发电的高效利用和超低排放，污染物的排放量约为常规燃煤电站的１０％，脱硫效率可达９９％，氮氧化物排放只有常规电站的１５％～２０％。利用ＩＧＣＣ技术，除发电外，还能同时生产甲醇、汽油、氢气、尿素、硫磺及灰渣建材等化工产品，实现电力和化工的联产，有利于实现煤炭资源的清洁转化和综合利用，应用前景广阔，市场潜力巨大。 国内最大天然气制甲醇生产装置全部建成 重庆卡贝乐化工有限公司建设的８５万ｔ／ａ甲醇项目是目前国内规模最大的以天然气为原料的甲醇装置，也是２００７年７月国家发改委核准建设的国内最后一套天然气制甲醇生产装置，该项目计划总投资２３．５５亿元。该项目的１０．４ｋｍ天然气长输管线已于２０１２年８月实现全线贯通，为项目的正式投运奠定了坚实的基础。目前８５万ｔ甲醇生产装置已经全部建成，该公司于２０１３年３月１５日召开了开车动员大会。装置投产后，将产精甲醇８５万ｔ／ａ，实现销售收入２２亿元，利润近４亿元。未来企业还将逐步形成天然气—甲醇—甲醇深加工一体化的产业链，以提高甲醇产品的附加值。 云南启动低热值褐煤高效综合利用示范工程项目 云南省褐煤储量居全国首位，在云南省煤炭资源总量中褐煤占６２％，其中昭通盆地褐煤储量达８１．９８亿ｔ，是我国南方最大的褐煤煤田。寻甸县境内褐煤矿产资源保有储量为３．３３亿ｔ，具有煤层厚、埋藏浅、层位稳定、倾角平缓等特点。目前，由云南先锋化工有限公司投资４５亿元的低热值褐煤洁净化综合利用示范工程项目在该省寻甸县特色工业园区内开工建设。该项目采用具有国家自主知识产权的１６项专利技术，如碎煤熔渣加压气化技术、低温分离甲烷生产ＬＮＧ技术、固体床绝热反应器一步法甲醇转化制汽油技术、粗酚精制、低温煤焦油加工、煤气化废水处理等，将利用低热值褐煤生产天然气、石油等清洁能源和高附加值产品，主要产品为甲醇、汽油、液化天然气（ＬＮＧ）、液化石油气、工业硫酸、柴油、燃料油、酚类等。项目建成投产后可将煤炭资源就地清洁转化，每年可实现销售收入２７亿元，利润近７亿元。 海南东方恒河拟建设２０亿ｍ３／ａ 煤渣转化合成天然气项目 海南东方恒河能源发展有限公司拟投资１００亿元，计划于２０１４年在江西省赣州市于都县开工建设２０亿ｍ３／ａ煤渣转化合成天然气项目。 煤制气项目选择ＳＥＳ煤气化技术，东方恒河已与ＳＥＳ公司就未来１２个月为该项目进行排他性合作达成了一致意见，将共同完成ＳＥＳ技术许可、设备供应及服务的商务协议。ＳＥＳ煤气化技术是由美国综合能源系统投资有限公司（ＳｙｎｔｈｅｓｉｓＥｎｅｒ－ｇｙＳｙｓｔｅｍｓＩｎｖｅｓｔｍｅｎｔｓ，Ｉｎｃ．）在原Ｕ－Ｇａｓ流化床技术的基础上进一步开发的单段循环流化床粉煤气化工艺，这种新型的流化床反应器能够高效地进行多种最具挑战性的原料煤的气化。ＳＥＳ煤气化总体装置费用较低，燃料灵活性高、操作成本低，不需要熔化所有的灰，可低成本地捕集二氧化碳等温室气体。 据悉，海南东方恒河公司下一步还将计划投资７５０亿元，用４年的时间在于都县建设完成５００万ｔ／ａ煤制油、５５亿ｍ３／ａ煤制气项目。（汪家铭） ? １６?行业信息
焦炉工艺流程
炼焦工艺 现代焦炭生产过程分为洗煤、配煤、炼焦和产品处理等工序。 1.洗煤 原煤在炼焦之前，先进行洗选。目的是降低煤中所含的灰分和去除其他杂质。 2.配煤 将各种结焦性能不同的煤按一定比例配合炼焦。 目的是在保证焦炭质量的前提下，扩大炼焦用煤的使用范围，合理地利用国家资源，并尽可能地多得到一些化工产品。 3.炼焦 将配合好的煤装入炼焦炉的炭化室，在隔绝空气的条件下通过两侧燃烧室加热干馏，经过一定时间，最后形成焦炭。 4.炼焦的产品处理 将炉内推出的红热焦炭送去熄焦塔熄火，然后进行破碎、筛分、分级、获得不同粒度的焦炭产品，分别送往高炉及烧结等用户。 熄焦方法有干法和湿法两种。
湿法熄焦是把红热焦炭运至熄焦塔，用高压水喷淋60～90s。 干法熄焦是将红热的焦炭放入熄焦室内，用惰性气体循环回收焦炭的物理热，时间为2～4h。 在炼焦过程中还会产生炼焦煤气及多种化学产品。焦炉煤气是烧结、炼焦、炼铁、炼钢和轧钢生产的主要燃料。 炼焦工艺主要设备 1、焦炉简介: 现代焦炉炉体由炭化室、燃烧室和蓄热室三个主要部分构成。一般，炭化室宽0.4～0.5m、长10～17m、高4～7.5m,顶部设有加煤孔和煤气上升管(在机侧或焦侧)，两端用炉门封闭。燃烧室在炭化室两侧，由许多立火道构成。蓄热室位于炉体下部，分空气蓄热室和贫煤气蓄热室。 焦炉系统中常用的控制设备：PLC、变频器、组态软件、电动机、断路器、接触器、按钮、温度仪表等等。 2、捣固焦炉简介: 捣固焦泛指采用捣固炼焦技术在捣固焦专用炉型内生产出的焦炭，这种专用炉型即捣固焦炉。捣固炼焦技术是一种可根据焦炭的不同用途，配入较多的高挥发分煤及弱粘结性煤，在装煤推焦车的煤箱内用捣固机将已配合好的煤捣实后，从焦炉机侧推入炭化室内进行高温干馏的炼焦技术。
合成气制甲醇(精品)
合成气制甲醇（精品） 合成气制甲醇( 合成气可以由煤、焦炉煤气、天然气等生产) 一、甲醇合成工艺技术 合成甲醇工艺技术概况: 自从1923年德国BASF公司首次用一氧化碳在高温下用锌铬催化剂实现了甲醇 合成工业化之后，甲醇的工业化合成便得以迅速发展。当前，合成法甲醇生产几乎 成为目前世界上生产甲醇的唯一方法。半个多世纪以来，随着甲醇工业的迅速发 展，合成甲醇的技术也得以迅速改进。目前世界上合成甲醇的方法主要有以下几种: 1、高压法(19.6~29.4 MPa) 这是最初生产甲醇的方法，采用锌铬催化剂，反应温度为360~400?，压力 19.6~29.4Mpa。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效果。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，投资大，成本高等问题，其发展 长期以来处于停滞状态。 2、低压法(5.0~8.0 MPa) 这是20世纪60年代后期发展起来的甲醇合成技术。低压法基于高活性的铜 系催化剂。铜系催化剂活性明显高于锌铬催化剂，反应温度低(240~270?)，在较低 的压力下获得较高的甲醇收率，而且选择性好，减少了副作用，改善了甲醇质量， 降低了原材料的消耗。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。 3、中压法(9.8~12.0 MPa)
随着甲醇单系列规模的大型化(目前已有日产2000吨的装置甚至更大单系列的装置)，如采用低压法，势必导致工艺管道和设备非常庞大，因此在低压法的基础上，适当提高合成压力，即成为中压法。中压法仍采用与低压法相同的铜系催化剂，反应温度也与低压法相同，因此它具有与低压法相似的优点，但由于提高了合成压力，相应的动力消耗略有增加。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，其中尤以低压法为最多。英国I.C.I公司和德国Lurgi公司是低压甲醇合成技术的代表，这两种低压法的差别主要在甲醇合成反应器及反应热回收的形式有所不同。目前世界上合成甲醇主要采用低压法工艺技术，它是大型甲醇装置的发展主流。甲醇合成系统包括合成气压缩(等压合成除外)、甲醇合成热量回收、甲醇精馏等工序，其核心设备是甲醇合成塔。有多种形式的合成塔在工业化装置中应用，经实际验证都是成熟可靠的。但在选择中要精心比较。二、甲醇精制 甲醇精制目前工业上采用的有两塔流程和三塔流程，两塔流程已能生产优质的工业品甲醇，但从节能降耗角度出发，选择三塔流程是较好的。三塔流程将以往的主精馏塔分为加压精馏塔和常压精馏塔，将加压精馏塔塔顶出来的甲醇蒸汽作为常压精馏塔的热源，降低了蒸汽消耗。通常情况下可降低能耗30%，但投资略有增加试析甲醇行业未来发展方向 甲醇是一种重要的有机化工原料，应用广泛，可以用来生产甲醛、合成橡胶、甲胺、对苯二甲酸二甲脂、甲基丙烯酸甲脂、氯甲烷、醋酸、甲基叔丁基醚等一系列有机化工产品，而且还可以加入汽油掺烧或代替汽油作为动力燃料以及用来合成甲醇蛋白。随着当今世界石油资源的日益减少和甲醇单位成本的降低，用甲醇作为新的石化原料来源已经成为一种趋势。尽管目前全球甲醇生产能力相对过剩，并且不排除由于某种原因而引起甲醇市场的波动，但是对于有着丰富的煤、石油、天然
合成气制备甲醇原理与工艺
合成气制备甲醇原理与工艺 简要概述 班级：xxxxxxxxxxxxxxxxxxxxx 专业：化学工程与工艺 姓名：xxxxx 学号：201473020108 指导教师：xxxxx
一、甲醇的认识 1.物理性质 无色透明液体，易挥发，略带醇香气味；易吸收水分、CO2和H2S，与水无限互溶；溶解性能优于乙醇；不能与脂肪烃互溶，能溶解多种无机盐磺化钠、氯化钙、最简单的饱和脂肪醇。 2.化学性质 3.甲醇的用途 （1）有机化工原料 甲醇是仅次于三烯和三苯的重要基础有机化工原料 （2）有机燃料 (1)、甲醇汽油混合燃料；(2)、合成醇燃料；(3)、与异丁烯合成甲基叔丁基醚（MTBE）、高辛烷值无铅汽油添加剂；(4)、与甲基叔戊基醚（TAME）合成汽油含氧添加剂
4.甲醇的生产原料 甲醇合成的原料气成分主要是CO 、 CO2、 H2 及少量的N2 和CH4。主要有煤炭、焦炭、天然气、重油、石脑油、焦炉煤气、乙炔尾气等。 天然气是生产甲醇、合成氨的清洁原料，具有投资少、能耗低、污染小等优势，世界甲醇生产有90％以上是以天然气为原料，煤仅占 2%。 二、合成气制甲醇的原理 1.合成气的制备 a.煤与空气中的氧气在煤气化炉内制得高 CO 含量的粗煤气； b.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； c.经净化工序将多余的 CO2 和硫化物脱除后即是甲醇合成气。 说明： 由于煤制甲醇碳多氢少,必需从合成池的放气中回收氢来降低煤耗和能耗，回收的氢气与净化后的合成气配得生产甲醇所需的合成气, 即( H2-CO2) /( CO+CO2)＝2.00~2.05。 2.反应机理 主反应 OH CH H CO 322→+ △H 298=-90.8kJ/mol CO 2 存在时 O H OH CH H CO 23222+→+ △H 298=-49.5kJ/mol 副反应 O H OCH CH H CO 233242+→+ O H CH H CO 2423+→+ O H OH H C H CO 2942384+→+ O H CO H CO 222+→+ 增大压力、低温有利于反应进行，但同时也有利于副反应进行，故通过加入催化剂，提高反应的选择性，抑制副反应的发生。 3. 影响合成气制甲醇的主要因素 （1）合成甲醇的工业催化剂
天然气转化合成甲醇的工艺
天然气转化合成甲醇的工艺综述 2015-6-24 专业：化工12-3班 学号： 学生姓名：劳慧 指导教师：刘峥
一．前言 (1) 二．主体部分 (2) 1. 天然气合成甲醇的原理 (2) 2. 高压法合成甲醇的原理及工艺流程 (2) 3. 低压法合成甲醇的原理及工艺流程 (3) 4. 中压法合成甲醇的原理及流程 (4) 5. 三者的比较 (4) 6. 以天然气合成甲醇的优势和现状 (6) 7. 其他原料合成甲醇与天然气合成甲醇的比较 (6) 三．结论部分 (8) 1. 对天然气合成甲醇的认识和了解 (8) 2. 对天然气转化合成甲醇提出我的观点和见解 (8) 四．参考文献 (8)
天然气转化合成甲醇的工艺 一．前言 20世纪60年代，石油和天然气作为一次能源与煤炭一起成为主要能源。与此同时，以石油和天然气为原料的化学工业也迅猛发展起来。与石油不同的是，天然气的成分主要是低分子量的烷烃。因此，天然气化工在发展中逐步成为一个体系。天然气是储量十分丰富的资源和能源，同时也是主要的温室气体之一，合理地利用天然气不仅关系到未来的资源配置和能源利用，而且也是可持续发展的重要战略发展方向之一。 天然气可以合成多种化工原料产品，比如生产合成氨还有甲醇，其中甲醇是最重要的。甲醇是一种重要的基础化工产品和化工原料，主要用于生产甲醛。醋酸、甲苯胺、氯甲烷、乙二醇及各种酸的酯类和维尼纶等，并在很多工业部门中广泛用作溶剂。甲醇在气田开发中用作防冻剂，添在汽油中可提高汽油的辛烷值，甲醇还可直接用作燃料用于发动机。 目前工业上几乎都是采用一氧化碳、二氧化碳加压催化氢化法合成甲醇。典型的流程包括原料气制造、原料气净化、甲醇合成、粗甲醇精馏等工序。 天然气、石脑油、重油、煤及其加工产品（焦炭、焦炉煤气）、乙炔尾气等均可作为生产甲醇合成气的原料。天然气与石脑油的蒸气转化需在结构复杂造价很高的转化炉中进行。由天然气制合成气进而合成甲醇是制甲醇产品一条重要的工艺路线。
探讨焦炉煤气制作甲醇的工艺技术
探讨焦炉煤气制作甲醇的工艺技术 摘要：随着钢铁工业的快速发展,尤其是在焦煤燃料等的需求逐渐增大,出现了一系列的环境与经济社会发展的问题。如果一味的追求焦炭产能的无序扩张,在追求产量的增长,这样,就会导致环境的进一步恶化,特别是在以牺牲自然环境为前提的焦炭发展,给人们的生活健康带来了一定的影响。因此,在全面思考如何解决大量的焦炉煤气燃烧放散的存在问题基础上,通过对技术层面的研究,将这些焦炉煤气化为一种有效的物质,既环保又能促进经济的循环进步,将是有着重要的现实意义。本文从焦炉煤气的利用途径来分析,对其中的组成和杂质含量进一步分析,从而提出焦炉煤气制甲醇的工艺技术,实现甲醇合成与精馏工艺技术,更好的促进经济社会的快速发展。 关键词：焦炉煤气制作甲醇合成工艺技术 合成甲醇是一个多相催化反应的过程,通过各种选择性的限制还有合成压力、温度、气组等因素的影响,在合成甲醇之外,还会伴随有烃、高碳醇、醛等一些产物,因此,全面形成合成甲醇的技术参数,分离和闪蒸出的气体大部分送合成气压缩工段与新鲜合成气混合加压后进入合成塔循环反应,提升催化剂的活性和选择性工艺的操作水平。 1、简述焦炉煤气的利用途径 1.1 分析焦炉煤气的组成与杂质含量 从当前焦炉煤气的构成成分来看,主要集中组成部分就是如H2、CO、CH4、CO2等,在具体的应用中,由于炼焦过程中,配比和工艺参数的不同,在焦炉煤气的组成上也会有一定的变化,可以通过下面的表格进行分析探讨。一般焦炉煤气的组成见（表1),杂质含量见(表2)。 1.2 概述焦炉煤气的综合利用途径 焦炉煤气作为一种很好的气体燃料,同时也是一种最有效的化工原料气,在通过采取进化的措施之后,可以作为一种最佳的燃气,应用到制作甲醇、合成甲醇类等各种需要,还能作用于工业生产,譬如合成氨、提取氢气等,并能用在发电行业中,尤其是在合成甲醇的价值上,能体现出更高的效果和附加值,能收取很好的经济效益。有研究显示,如果能将放散的350×108m3焦炉煤气全用于制造甲醇,可产出1600万吨的甲醇,从而有效缓解石油供应不足的现状,实现经济效益的全面发展和带动作用。 2、探讨焦炉煤气制甲醇的工艺技术 2.1 焦炉煤气制甲醇的工艺流程 在焦炉煤气制作甲醇的工艺技术掌握上,可以采取有效地流程,通过将焦化厂经过各种预处理的焦炉煤气送进储气罐缓冲稳压、压缩增压,接着进行加氢转化精脱硫,使其总硫体积分数≤0.1×10－6,此即焦炉煤气的净化;在此基础上,采取补炭的方式,具体的操作就是,就是应用煤炭制气,采取压缩、脱硫、脱碳等措施,形成碳多氢少的水煤气,并注入到原材料的配比中,实现调整原材料中碳与氢的比例,制成比例符合甲醇需求的合成气,这是合成甲醇的工艺第一步[1];通过将合成气压缩后增压送入甲醇合成塔参与化学合成反应,制作出粗甲醇,这样,就可以通过采取进一步的技术应用,在对粗甲醇进行精馏之后,制成与煤基清洁能源和用途广泛的有机化工原料精甲醇,在这个全过程中,充分把握焦炉煤气技术应用中的关键点,就是净化和转化,这是最关键的技术应用,直接影响着甲醇合成的成功率。
煤气化制甲醇工艺流程
煤气化制甲醇工艺流程 1 煤制甲醇工艺 气化 a）煤浆制备 由煤运系统送来的原料煤干基（<25mm）或焦送至煤贮斗，经称重给料机控制输送量送入棒磨机，加入一定量的水，物料在棒磨机中进行湿法磨煤。为了控制煤浆粘度及保持煤浆的稳定性加入添加剂，为了调整煤浆的PH值，加入碱液。出棒磨机的煤浆浓度约65%，排入磨煤机出口槽，经出口槽泵加压后送至气化工段煤浆槽。煤浆制备首先要将煤焦磨细，再制备成约65%的煤浆。磨煤采用湿法，可防止粉尘飞扬，环境好。用于煤浆气化的磨机现在有两种，棒磨机与球磨机；棒磨机与球磨机相比，棒磨机磨出的煤浆粒度均匀，筛下物少。煤浆制备能力需和气化炉相匹配，本项目拟选用三台棒磨机，单台磨机处理干煤量43～ 53t/h，可满足60万t/a甲醇的需要。 为了降低煤浆粘度，使煤浆具有良好的流动性，需加入添加剂，初步选择木质磺酸类添加剂。 煤浆气化需调整浆的PH值在6～8，可用稀氨水或碱液，稀氨水易挥发出氨，氨气对人体有害，污染空气，故本项目拟采用碱液调整煤浆的PH值，碱液初步采用42％的浓度。 为了节约水源，净化排出的含少量甲醇的废水及甲醇精馏废水均可作为磨浆水。 b）气化 在本工段，煤浆与氧进行部分氧化反应制得粗合成气。 煤浆由煤浆槽经煤浆加压泵加压后连同空分送来的高压氧通过烧咀进入气化炉，在气化炉中煤浆与氧发生如下主要反应： CmHnSr+m/2O2—→mCO+（n/2-r）H2+rH2S CO+H2O—→H2+CO2 反应在6.5MPa（G）、1350～1400℃下进行。 气化反应在气化炉反应段瞬间完成，生成CO、H2、CO2、H2O和少量CH4、H2S等气体。 离开气化炉反应段的热气体和熔渣进入激冷室水浴，被水淬冷后温度降低并被水蒸汽饱和后出气化炉；气体经文丘里洗涤器、碳洗塔洗涤除尘冷却后送至变换工段。 气化炉反应中生成的熔渣进入激冷室水浴后被分离出来，排入锁斗，定时排入渣池，由扒渣机捞出后装车外运。 气化炉及碳洗塔等排出的洗涤水（称为黑水）送往灰水处理。 c）灰水处理 本工段将气化来的黑水进行渣水分离，处理后的水循环使用。 从气化炉和碳洗塔排出的高温黑水分别进入各自的高压闪蒸器，经高压闪蒸浓缩后的黑水混合，经低压、两级真空闪蒸被浓缩后进入澄清槽，水中加入絮凝剂使其加速沉淀。澄清槽底部的细渣浆经泵抽出送往过滤机给料槽，经由过滤机给料泵加压后送至真空过滤机脱水，渣饼由汽车拉出厂外。 闪蒸出的高压气体经过灰水加热器回收热量之后，通过气液分离器分离掉冷凝液，然后进入变换工段汽提塔。 闪蒸出的低压气体直接送至洗涤塔给料槽，澄清槽上部清水溢流至灰水槽，由灰水泵分别送至洗涤塔给料槽、气化锁斗、磨煤水槽，少量灰水作为废水排往废水处理。 洗涤塔给料槽的水经给料泵加压后与高压闪蒸器排出的高温气体换热后送碳洗塔循环
天然气转化合成甲醇的工艺课件
天然气转化合成甲醇的工艺综述 专业：化工12-3班 学号：3120313310 学生姓名：劳慧 指导教师：刘峥 2015-6-24
一．前言 (1) 二．主体部分 (2) 1. 天然气合成甲醇的原理 (2) 2. 高压法合成甲醇的原理及工艺流程 (2) 3. 低压法合成甲醇的原理及工艺流程 (3) 4. 中压法合成甲醇的原理及流程 (4) 5. 三者的比较 (4) 6. 以天然气合成甲醇的优势和现状 (6) 7. 其他原料合成甲醇与天然气合成甲醇的比较 (6) 三．结论部分 (8) 1. 对天然气合成甲醇的认识和了解 (8) 2. 对天然气转化合成甲醇提出我的观点和见解 (8) 四．参考文献 (8)
天然气转化合成甲醇的工艺 一．前言 20世纪60年代，石油和天然气作为一次能源与煤炭一起成为主要能源。与此同时，以石油和天然气为原料的化学工业也迅猛发展起来。与石油不同的是，天然气的成分主要是低分子量的烷烃。因此，天然气化工在发展中逐步成为一个体系。天然气是储量十分丰富的资源和能源，同时也是主要的温室气体之一，合理地利用天然气不仅关系到未来的资源配置和能源利用，而且也是可持续发展的重要战略发展方向之一。 天然气可以合成多种化工原料产品，比如生产合成氨还有甲醇，其中甲醇是最重要的。甲醇是一种重要的基础化工产品和化工原料，主要用于生产甲醛。醋酸、甲苯胺、氯甲烷、乙二醇及各种酸的酯类和维尼纶等，并在很多工业部门中广泛用作溶剂。甲醇在气田开发中用作防冻剂，添在汽油中可提高汽油的辛烷值，甲醇还可直接用作燃料用于发动机。 目前工业上几乎都是采用一氧化碳、二氧化碳加压催化氢化法合成甲醇。典型的流程包括原料气制造、原料气净化、甲醇合成、粗甲醇精馏等工序。 天然气、石脑油、重油、煤及其加工产品（焦炭、焦炉煤气）、乙炔尾气等均可作为生产甲醇合成气的原料。天然气与石脑油的蒸气转化需在结构复杂造价很高的转化炉中进行。由天然气制合成气进而合成甲醇是制甲醇产品一条重要的工艺路线。
天然气制甲醇与煤制甲醇的区别
浅谈天然气制甲醇与煤制甲醇的区别 摘要：天然气制甲醇和煤制甲醇是我国目前主要产甲醇工艺，但是随着经济的发展，各种资源的短缺，煤和天然气的产量存在了差异，这就直接导致甲醇的产量和主要生产工艺的选择。本文将从天然气和煤产甲醇各自的利弊进行分析，探究甲醇未来生产道路。关键词：天然气煤甲醇利弊分析 一、天然气制甲醇与煤制甲醇各自的利弊 经济飞速发展的当下，甲醇以及其下游、上游产品的需求量在不断的增加，制甲醇的方法工艺也日渐增多，然而煤制甲醇和天然气制甲醇这两种工艺依旧是最主要的制造生产甲醇的重要工艺手段。这两种生产工艺可以说是各有千秋。本文就从生产工艺、建设成本、生产成本、产品质量以及发展前景对这两个主要制甲醇工艺予以比较。 在生产工艺方面，煤制甲醇总体是一个气化、变换、低温甲醇洗、甲醇合成及精馏、空分装置地过程。煤制甲醇，是以煤和水蒸气为原料生产甲醇，在这个过程中得先把煤制成煤浆，通过加入碱液调整煤浆的酸碱度，使用棒磨机或者球磨机对原煤进行煤浆气化，相比之下球磨机磨出的煤浆粒度均匀，筛下物少，在这个过程中排出的废水中含有一定量的甲醇和甲醇精馏废水，这些废水可以充分利用在磨浆水；气化就是煤浆与氧气部分氧化制的粗合成气，在这个过程中会产生co、co2等有害气体；接下来是灰水处理；变换的
过程就是把co转化成h2；在这个过程会产生大量的杂质；低温甲醇洗，这一过程是把制的甲醇的硫化物和杂质等脱除；甲醇合成及精馏的过程其实就是把制的甲醇进行再次净化和优化。煤制甲醇工艺整个过程相对于复杂，在生产过程中产生的杂质比较多，操作难度比较大，杂质多就导致甲醇纯度相对比较低，合成的粗甲醇中杂质种类和量都比天然气甲醇多，因此精馏难度也较大。天然气制甲醇的主要原料是天然气，甲烷是天然气的主要部分，此外还存在少量的烷烃、氮气与烯烃。以非催化部分氧化、蒸汽氧化等方法进行生产甲醇，蒸汽转化法作为应用最广的生产方法，它的生产环境是管式炉中在常压或者加压下进行的，在催化剂的催化下，甲烷与水蒸气进行反应，生成甲醇以及二氧化碳等混合气体。目前我国主要采取的是一段炉采用蒸汽转化、两段炉串联工艺，可以更高效直接的生产出甲醇。这些工艺手段简单高效，生产过程中不会产生大量的有害物质，清洁燃料莫过于这种生产工艺。 煤制甲醇工艺的建设成本，从以上的制造工艺中不难看出，该种制造工艺复杂，每一道工序需要的设备比较多，成本自然而然会比较高；天然气制甲醇工艺流程相对比较简单，所需设备一般都是高效的质量保证的设备，经过工序少，建设成本不高。 在生产成本上，煤碳的消耗是固定的，它的消耗量也受设备装置和生产工艺的影响，此外煤制甲醇还需要电力的支持。煤炭、电力费用在经济日益发展的当前费用也在日益增加，根据相关部门的数
焦炉气制甲醇工艺
焦炉气制甲醇工艺(总8页) -CAL-FENGHAI.-(YICAI)-Company One1 -CAL-本页仅作为文档封面，使用请直接删除
第1章焦炉气成分分析 1.1典型焦炉气的组成 焦炉气的主要成分为甲烷26.49%、氢气58.48%、一氧化碳6.20%和二氧化碳2.20%等,还有少量的氮气、不饱和烃、氧气、焦油、萘、硫化物、氰化物、氨、苯等杂质。焦炉气基础参数:流量62967m3/h(2台焦炉生产的剩余焦炉气);温度25℃;压力0.105MPa(a)(煤气柜压力)。 1.2焦炉气的回收利用 焦炉气是良好的合成氨、合成甲醇及制氢的原料。根据焦炉气组成特点,除H2、CO、CO2为甲醇合成所需的有效成分外,其余组分一部分为对甲醇合成有害的物质(如多种形态的硫化物,苯、萘、氨、氰化物、不饱和烃等)。如焦炉气中的硫化物不仅会与转化催化剂的主要活性成分Ni迅速反应,生成NiS使催化剂失去活性,而且还会与甲醇合成催化剂的主要活性组分Cu迅速反应,生成CuS,使催化剂失去活性,并且这两种失活是无法再生的。又如,不饱和烃会在转化催化剂表面发生析碳反应,堵塞催化剂的有效孔隙及表面活性位,使催化剂活性降低。另一部分为对甲醇合成无用的物质(对甲醇合成而言为惰性组分),如CH4、N2等。惰性气体含量过高,不仅对甲醇合成无益,而且会增加合成气体的功耗,从而降低有效成分的利用率。 第2章焦炉气的精制 2.1硫的脱除及加氢净化 焦炉气制甲醇工艺中,焦炉气精制的首要工作是“除毒”,将对甲醇合成催化剂有害 的物质脱除到甲醇合成催化剂所要求的精度。这是因为甲醇合成催化剂对硫化物的要求要高于转化催化剂。甲醇合成催化剂要求总硫＜0.1×10-6,转化催化剂要求总硫＜0.×10-6。第二就是要减少惰性组分的含量。脱除“毒物”的方法,根据系统选择工艺方案的不同而有所差别。而降低惰性气体的组分含量主要是采用将烃类部分氧化催化转化的方法,使其转化为甲醇合成有用的CO和H2,同时达到降低合成气中惰性组分的目的。 2.1.1无机硫的脱除 焦炉气中硫质量浓度高达6g/m3,氰化物质量浓度约为1.5g/m3。在焦炉气净化工艺中设有脱硫、脱氰、蒸苯、焦油电捕捉等一系列净化装置,除为了减轻硫化氢和氰化物对后续装置的腐
煤制甲醇工艺原理
第一章:甲醇生产工艺原理 第一节:甲醇的物理化学性质、用途 甲醇是一种有机化学产品。1661年英国化学家波义耳最早从干馏木材中发现了甲醇。所以也叫木醇。1922年,德国BＡSF公司用化学方法合成了甲醇。１923年建成年产300吨的甲醇生产装置。采用锌铬催化剂,在高压条件下生产甲醇,所以也叫高压法甲醇。到１966年,英国帝国化学工业（I.C.Ｉ）研究出了铜基催化剂,开发出了低压合成工艺,197１年,德国鲁奇公司(Lurgｉ)也开发出了低压合成甲醇工艺,以后,世界上甲醇生产工艺基本上采用低压合成工艺。 从1９75年以后，世界上甲醇生产规模越来越大,甲醇装置单套生产能力达到20万吨／年，到９0年代，单套生产能力达到60-80万吨/年，目前已达到100万吨/年的水平。 1.甲醇的物理化学性质 在常态下，甲醇是无色透明的液体，有轻微的酒香;有良好的溶解性,与水、乙醇互溶,在汽油中有较大的溶解度;易燃易爆;有毒性,人摄入20-３0ml,会导致失明;摄入５0－60mｌ，会致死。 甲醇分子式:CH３OＨ，分子量：32 结构式： H Ｈ-Ｃ－OH H 沸点:64.4-64．8℃; 冰点：-9７.68℃；比重０.791；
爆炸极限：6.０%-36.5％；闪点：１6℃; ２．甲醇的主要用途。 甲醇的化学性质很活泼。可进行氧化、脂化、羰基化、胺化、脱水反应。甲醇是一种重要的基本有机化工原料。是碳一化学的基础。用甲醇可以生产上百种化工产品。典型的有:甲醛、聚甲醛、醋酸、甲胺、甲基叔丁基醚(ＭTBE)、甲基丙烯酸甲脂（MMＡ）、聚乙烯醇、碳酸二甲脂、硫酸二甲脂、对苯二甲酸二甲脂(DＭＴ）、二甲脂甲酰胺(DMF）、二甲醚、乙烯、丙烯及苯,等等。还是一种重要的能源，可直接做燃料、做甲醇燃料电池、甲醇汽油、还可以分解制氢和一氧化碳。2０08年,全球甲醇产量达到４500万吨。我国甲醇产量1000多万吨。 第二节:甲醇生产工艺原理 1．合成气的制造与生产甲醇的主要原料 合成气(含有CO、CO2、H2的气体）在一定压力(5—10ＭPa）、温度230-2８0℃)和催化剂的条件下反应生成甲醇，合成反应如下:ＣO+2Ｈ2＝ＣH３OH＋Q CＯ2＋３H2=ＣH3ＯH+H2O+Q １．1生产甲醇的主要原料 含有CO、ＣO2、H２的气体叫合成气。能生产合成气的原料就是生产甲醇的原料。主要有：
浅谈天然气制甲醛的工艺流程
浅谈天然气制甲醛的工艺流程 【摘要】天然气制甲醛是比较成熟的工艺，本文就天然气制甲醛的工艺流程进行了探讨。 【关键词】天然气；甲醛；工艺流程 1.引言 天然气制甲醇技术从最初从国外引进以来，工艺日趋完善成熟。相对流程较为简单，主要分为天然气的转化、新鲜气的压缩、合成、以及精馏提浓四大块。工业化生产甲醇基本采用CO、CO2、H2三种新鲜气在特定的温度、压力和催化剂的条件下合成而成。合成甲醇的新鲜气如何制取。天然气工艺则采用天然气与水蒸气在特定的温度压力和催化剂下得出。同时CO、CO2、H2合成出的甲醇含有一定成分的水，根据要求行业标准精馏提浓。故简言之天然气生产甲醇工艺的大步骤即为转化、压缩、合成、精馏。 2.天然气低压合成甲醇工艺流程 （1）天然气脱硫 来自气田的天然气经粗脱硫后由一压力阀控制压力，天然气进入天然气总管，再由另一段管线引出进入本装置。天然气分两路，一路送往对流段作为工艺原料气，另一路作为燃料气送往燃料系统。 原料天然气送往箱式炉对流段，经4组和6组加热至
350～400℃进入铁锰脱硫罐和ZnO脱硫罐脱硫。原料天然气自上而下通过脱硫剂床层，从脱硫罐底部出来，天然气中的的硫化物被铁锰脱硫剂和ZnO脱硫剂转化吸收，硫含量降至0.14mg/m3以下，使符合转化炉进气要求。 设有两个铁锰脱硫罐，内装铁锰脱硫剂，根据生产需要并联或串联，也可以单独使用。设有ZnO脱硫罐一个，串在铁锰脱硫罐后面，起到精脱硫把关的作用。每个脱硫罐进口和出口都设有压力指示，上部床层和下部床层设有温度指示，出口设有取样、现场导淋和去火炬放空。脱硫罐总进出口设有一DN100的主线和两个副线阀，开停车需要甩出脱硫罐时用。两副线阀中间设有一DN20的小排放阀，正常运行中将其打开，监视副线阀的内漏情况。在脱硫罐进口设有一引自2.5MPa的中压蒸汽管线，在铁锰脱硫剂还原时床层温度“飞升”时可以用其来降温。进口还设有一条N2置换管线。在脱硫出口工艺天然气总管上设有去火炬放空管线。 （2）一段转化。脱硫后的天然气分为两路与汽提塔来的蒸汽混合，混合比例H2O/∑C=3.5控制，分别进入箱式炉对流段二组A和B，预热至510℃。出二组A的混合气进入箱式炉B201进行天然气蒸汽一段转化，出二组B的混合气再分两路对称进入换热炉进行天然气蒸汽一段转化。 箱式炉内设有转化管，转化管共分四排，每排若干根。工艺气由上集气总管通过上猪尾管分别进入转化管，至上而
焦炉气制甲醇
焦炉气制甲醇 焦炉煤气制甲醇的工艺技术研究2008-06-05 14:49 吴创明(新奥集团股份有限公司，河北廊坊065001) 近年来，随着钢铁工业对焦炭的巨大需求而高速发展起来的炼焦产业，在焦炭产能无序扩张、产量大幅度增长的同时，大量副产的焦炉煤气导致了焦炭产区的环境急剧恶化，不少单一炼焦的**焦化企业“只焦不化”，将大量的焦炉煤气采取点天灯的方式燃烧放散，既严重污染环境，又造成资源浪费。作为贫油、缺气的能源需求大国，如何充分、合理地利用大量点天灯的焦炉煤气，对建设资源节源型社会，实现经济可持续发展具有重要意义。1 焦炉煤气的利用途径1.1 焦炉煤气的组成与杂质含量焦炉煤气的主要组分为H2、CO、CH4、CO2等，随着炼焦配比和操作工艺参数的不同，焦炉煤气的组成略有变化。一般焦炉煤气的组成见表1，杂质含量见表2。表1 焦炉煤气的组成 组分 H2 CO CO2 CH4 CmHn N2 O2 ,(V) 54.0,59.0 5.0,8.0 2.0,4.0 23.0,27.0 2.0,3.0 3.0,6.0 0.2,0.4 表2 焦炉煤气中的杂质含量(mg/m3)名称焦油苯萘硫化氢 COS 二硫化碳 氨噻吩类 杂质含量微量 2000,5000 300 100 100 80,100 300 20,50 1.2 焦炉煤气的综合利用途径焦炉煤气是很好的气体燃料和宝贵的化工原料气，净化后的焦炉煤气除用作城市燃气外，还可用于制造甲醇、合成氨、提取氢气和发电，其中以制造甲醇的附加值最高，经济效益最好。若将全国每年放散的 350×108 m3焦炉煤气全用于制造甲醇，可产甲醇1 600万吨，可大大缓解我国石油供应的紧张局面，从而带动经济高速发展。2 焦炉煤气制甲醇的工艺技术2.1 焦炉煤气制甲醇的工艺流程 2004年底，世界上第一套8万t/ a焦炉煤气制甲醇项目在云南曲靖建成投产以来，目前国内已有近10套焦炉煤气制甲醇装置已投入
甲醇合成成本分析(天然气和煤)
天然气制甲醇与煤制甲醇对比分析 天然气制甲醇和煤制甲醇是我国目前主要产甲醇工艺，但是随着经济的发展，各种资源的短缺，煤和天然气的产量存在了差异，这就直接导致甲醇的产量和主要生产工艺的选择。本文将从天然气和煤产甲醇各自的利弊进行分析，探究甲醇未来生产道路。 一、天然气制甲醇与煤制甲醇各自的利弊 经济飞速发展的当下，甲醇以及其下游、上游产品的需求量在不断的增加，制甲醇的方法工艺也日渐增多，然而煤制甲醇和天然气制甲醇这两种工艺依旧是最主要的制造生产甲醇的重要工艺手段。这两种生产工艺可以说是各有千秋。本文就从生产工艺、建设成本、生产成本、产品质量以及发展前景对这两个主要制甲醇工艺予以比较。 在生产工艺方面，煤制甲醇总体是一个气化、变换、低温甲醇洗、甲醇合成及精馏、空分装臵地过程。煤制甲醇，是以煤和水蒸气为原料生产甲醇，在这个过程中得先把煤制成煤浆，通过加入碱液调整煤浆的酸碱度，使用棒磨机或者球磨机对原煤进行煤浆气化，相比之下球磨机磨出的煤浆粒度均匀，筛下物少，在这个过程中排出的废水中含有一定量的甲醇和甲醇精馏废水，这些废水可以充分利用在磨浆水；气化就是煤浆与氧气部分氧化制的粗合成气，在这个过程中会产生co、co2等有害气体；接下来是灰水处理；变换的过程就是把co转化成h2；在这个过程会产生大量的杂质；
低温甲醇洗，这一过程是把制的甲醇的硫化物和杂质等脱除；甲醇合成及精馏的过程其实就是把制的甲醇进行再次净化和优化。煤制甲醇工艺整个过程相对于复杂，在生产过程中产生的杂质比较多，操作难度比较大，杂质多就导致甲醇纯度相对比较低，合成的粗甲醇中杂质种类和量都比天然气甲醇多，因此精馏难度也较大。天然气制甲醇的主要原料是天然气，甲烷是天然气的主要部分，此外还存在少量的烷烃、氮气与烯烃。以非催化部分氧化、蒸汽氧化等方法进行生产甲醇，蒸汽转化法作为应用最广的生产方法，它的生产环境是管式炉中在常压或者加压下进行的，在催化剂的催化下，甲烷与水蒸气进行反应，生成甲醇以及二氧化碳等混合气体。目前我国主要采取的是一段炉采用蒸汽转化、两段炉串联工艺，可以更高效直接的生产出甲醇。这些工艺手段简单高效，生产过程中不会产生大量的有害物质，清洁燃料莫过于这种生产工艺。 煤制甲醇工艺的建设成本，从以上的制造工艺中不难看出，该种制造工艺复杂，每一道工序需要的设备比较多，成本自然而然会比较高；天然气制甲醇工艺流程相对比较简单，所需设备一般都是高效的质量保证的设备，经过工序少，建设成本不高。 在生产成本上，煤碳的消耗是固定的，它的消耗量也受设备装臵和生产工艺的影响，此外煤制甲醇还需要电力的支持。煤炭、电力费用在经济日益发展的当前费用也在日益增加，根据相关部门的数据显示，在煤制甲醇中，甲醇成本在1411元每吨时，原料煤的价格是350元，甲醇成本在1941元每吨时，原料煤价在600元；