合成气制甲醇工艺技术介绍

合成气制甲醇工艺技术介绍

第一篇：甲醇的主要用途及国内外生产状况：

1、甲醇的主要用途：

甲醇是一种重要的基本有机化工产品，在化工、医药、轻纺、国防等许多工业部门有着广泛用途。在化工生产中，甲醇主要用于制造甲醛、醋酸、氯甲烷、甲胺、甲基叔丁基醚（MTBE）、碳酸二甲酯、对苯二甲酸二甲酯（DMT）、丙烯酸甲酯、二甲基甲酰胺、甲基丙烯酸甲酯（MMA）等一系列有机产品。另外，近年开发成功的MTO 工艺和MTP工艺，开辟了由甲醇生产烯烃的工艺路线，由甲醇替代石油生产石油化工产品的时代已经来临，其对甲醇的需求量将是非常巨大的。甲醇又是一种很好的有机溶剂；甲醇还是新一代能源的重要原料，是一种易燃的液体，具有良好的燃烧性能，可以应用于运输、工业、厨房和发电用燃料中。如：

以合成气合成低碳混合醇可直接加入汽油作燃料使用，可解决汽油加铅造成的污染问题；由合成气可制造液体燃料；以甲醇为原料可生产高辛烷值汽油等。作为液体燃料，甲醇－汽油混合燃料在国外早已研究、

开发并正在推广应用，我国许多单位已开发含甲醇15～20%的甲醇－汽油混合燃料并通过鉴定。今后将进一步推广应用。以甲醇为原料的燃料电池即将投入商业运行，用甲醇制微生物蛋白（SCP）作为饲料乃至食品添加剂也有着巨大的市场潜力。

2、生产状况：

（1）国外生产状况：

从上世纪的20年代开发成功合成气生产甲醇以来，甲醇工业得到了飞速发展。近20年来，世界甲醇生产能力的地区分布及生产状况已发生了巨大变化，甲醇工业与天然气的开发是同步发展的，新建装置大多建在天然气资源丰富的地区。这些地区的需求有限，因此大量的甲醇出口到美国、西欧和日本，而美国、西欧和日本的装置则由于经济方面的原因，已逐步减产或关闭，转而进口甲醇，如日本曾是世界主要的甲醇生产国，但现在已不再生产甲醇。预计这种趋势将会进一步发展。目前，甲醇生产世界各地分布也比较广。依据生产能力的大小，依次分布在北美、拉丁美洲、中东、东亚、东欧、西欧、大洋洲及非洲等地区。其中美洲是世界上最大的甲醇生产地区，占世界总生产能力近40.0%(其中北美占世界总生产能力的20.0%、拉丁美州占19.77%)；亚洲占世界总生产能力的28.7%(中东占15.60%、东亚占13.10%)；欧洲占世界总生产能力的22.60%(东欧占12.30%、西欧占10.30%)；大洋州占6.4%；非洲占2.5%。

（2）国内生产状况：

我国甲醇生产起始于20世纪60年代，50年代也建了一些规模很小的甲醇装置。总结我国甲醇工业的发展历程，大致可分为如下阶段：上世纪50年代，随着国民经济的发展，甲醇的需求量增加，为了满足当时国家的需要，建设了小规模的甲醇装置，同时在一些小型实验室对甲醇技术进行了研究。60年代初，随着太原、吉林几个当时大型的化工基地的建成，在这些化工区建设了几套以煤（或焦炉气）为

原料的较大型甲醇装置，规模在2～5万吨年。60年代，小合成氨厂在我国迅速发展，原料以煤为主，由于生产合成氨和生产甲醇合成气工艺技术相同和相近，于是大量的联醇装置发展起来，生产能力小的2000-3000吨年，大则3万吨年左右，大多数在1万吨年左右。这些联醇厂的建立，满足了当时国内市场对甲醇的需求。70～80年代，国内甲醇装置在数量增加的同时，四川和山东齐鲁石化公司引进技术，建设了当时国内最大的甲醇生产装置，生产能力各为10万吨/年，甲醇生产采用了低压法，技术也有了较大的提高，在消化、吸收国外引进技术的同时，国内甲醇技术也有了较大的发展。

80年代后期直到现在，国内甲醇的生产能力成倍增加，单套装置最大生

产能力达到18万吨/年，生产技术和国产化有了质的飞跃。

2003年国内甲醇的生产能力合计为430万吨/年左右，产量达到298.9万吨。

造成上述产能高、产量低的主要原因是：我国小甲醇生产装置厂家多，生产规模小、能耗高、成本高，竞争力差。在我国已加入世贸组织的今天，缺乏竞争能力的小甲醇厂会逐步被淘汰。

第二篇：甲醇生产工艺（以甲醇工艺为例简介煤气化技术）：

一、气化

目前，大型甲醇装置所应用的气化技术主要有：美国德士古气化（Texaco）技术和荷兰壳牌谢尔（shell）粉煤加压气化技术和国产水煤浆四喷嘴撞击流气化技术。

（一）德士古气化技术属于气流床气化技术，是美国德士古（Texaco）公司根据油气化技术的思路开发出来的。它是在煤中加入添加剂、助熔剂和水，磨成水煤浆，加压后喷入气化炉，与纯氧进行燃烧和部份氧化反应。气化温度1300～1400℃，气化炉无转动部件，对于生产合成气的气化炉，大多采用冷激流程。该技术由于是水煤浆进料，大量水份要进行气化，因而煤耗和氧耗均较高。但它有以下优点：

?单台炉处理煤量大，生产能力高；

?气化压力高，合成气压缩功耗省，尤其是生产甲醇时，可实现等压合成；?有效气（CO+H2）含量高，适于作合成气；?煤的适应性宽。可利用粉煤，原料利用率高；?三废量小，污染环境轻，废渣可做水泥原料；

德士古气化技术在我国使用最多，鲁南化肥厂、上海焦化厂三联供装置、淮南化肥厂、渭河化肥厂、南化、金陵化肥厂、浩良河等均以水煤浆气化技术进行改造或扩建。

（二）谢尔气化技术是荷兰谢尔公司多年开发的一种先进的气化技术，该技术采用纯氧、蒸汽气化，干粉进料，气化温度达1400～1500℃，碳转化率达99%，有效气体（CO+H2）达87%以上，液态排渣，采用特殊的水冷壁气化炉，使用寿命长。采用废锅流程，可副产高压蒸汽。采用干粉气化，氧耗量较低。但需要氮气密封，气化压力不能太高；气化炉（带废锅）结构复杂庞大；设备费及专利费均较高，主要设备需在国外制造，建设周期较长。该技术目前只有一套大型装置运行，用于联合循环发电，工业化的经验不多，技术须全面依赖进口，

国内技术支撑率低。

（三）水煤浆四喷嘴撞击流气化技术：由华东理工大学会同鲁南化肥厂等单位合作开发，该技术氧耗、煤耗比德士古气化技术低，碳转化率可达98％，有效气体成分（CO＋H2）83～85％，这些指标均比德士古气化技术高。采用该技术建立的日处理煤量20吨的工业性试验装置已运转400小时以上，并经过72小时考核，取得了国家专利，经过科技部组织的评审与验收。德州恒升公司大氮肥国产化工程及兖矿集团年产24万吨甲醇项目采用了该技术。

二、净化

采用水煤浆气化工艺生产的粗煤气除含CO、H2、CO2外，还有少量H2S、COS、CH4、N2，微量的氯，氨等成分。硫化物、氯、重金属镍等对甲醇合成催化剂是毒物，必须除去，H2与CO的比例也不能满足甲醇合成的需要，因而粗煤气需经部分变换调整H2/CO、除去多余CO2、H2S、COS等净化过程方可进行甲醇合成。

1、变换

水煤浆气化气中CO高达40～47%，H2量只占34～39%，不符合甲醇合成的需要，需将部分粗合成气进行CO变换，增加H2含量。这部分气量约占总气量的50～60%左右，以调整甲醇合成气的组成。

2、脱硫脱碳

从国内外煤气化装置中所采用的脱除酸性气体的工艺来看，低温甲醇洗(Rectisol)和NHD(或Selexol)较常见。低温甲醇洗(Rectisol)工艺是采用冷甲醇作为溶剂脱除酸性气体的物理吸收方法，是由德国林德公

司和鲁奇公司联合开发的一种有效的气体净化工艺。该技术成熟可靠，能耗较低，气体净化度高，可将CO2脱至20ppm以下，H2S小于0.1ppm。

NHD(或Selexol)同低温甲醇洗一样，同属物理吸收，其对CO2、H2S 等均有较强的吸收能力，可将CO2脱至0.1%以下，H2S小于1ppm。目前世界上大型煤气化装置产生的合成气净化采用低温甲醇洗技术较普遍，采用NHD技术的装置很少，NHD净化大都用于中小型装置。

3、冷冻

低温甲醇洗净化工艺需外供冷量，提供冷量的技术较多，较常用的有溴化锂吸收制冷技术，适用于提供5～-10℃冷量；氨制冷技术，适用于提供-5～-35℃冷量；丙烯制冷技术，适用于提供-25～-45℃冷量；乙烯制冷技术，适用于提供-35～-55℃冷量等等。低温甲醇洗技术需要－40℃冷量移出反应热，所以采用丙烯制冷技术比较合适。4、硫回收

硫回收工艺及尾气处理方式种类繁多，但基本是在克劳斯技术基础上发展起来的，主要有SCOT法、Clinsulf法、Sulfreen工艺等。

克劳斯硫回收装置（Claus）是目前炼厂气、天然气加工副产酸性气体及其它含H2S气体回收硫的主要方法。其最大的特点是流程简单、设备少、占地少、投资省、回收硫磺纯度高，但随着环保要求的提高，目前单独的Claus硫回收装置较难达到环保要求。

SCOT法是一种还原吸收法硫磺回收尾气处理技术，它将Claus装置尾气中的SO2、有机硫、单质硫等所有硫化物经加氢还原转化为H2S，

再采用溶剂吸收方法将H2S提浓后循环送回到Claus装置进行处理。鲁奇（Lurgi）的Sulfreen工艺是最早工业化的一种低温Claus工艺，该工艺与传统的克劳斯工艺接近，对原料气中H2S浓度有要求（>25%）。如果原料气硫含量偏低，整个装置将低负荷运转。当负荷低于25%时，Sulfreen装置便不能正常运行，因而总硫回收率受到影响。

三、合成：

甲醇的合成按压力分为高压、中压和低压。高压法是在30 MPa以上，320℃一380℃的操作条件下通过催化剂来合成甲醇，其特点是技术成熟，但投资和生产成本较高，产品质臣差，设备制造难度大，已逐渐淘汰。中低压法的合成压力分别为10MPa和5MPa左右，操作温度为200℃一300℃，使用Cu —Zn —Al系作催化剂，中低压法比高压法优越，主要表现在能耗低，粗甲醇产品质量商，设备易制造，投资相对较低。

甲醇合成工艺流程：由压缩送来的转化气和循环机出口(5.3MPa)的循环气混合，进入气气换热器升温至220℃左右进入甲醇反应器，在催化剂的作用下，进行甲醇合成反应。主要反应如下：CO十2H2——CH3OH。

四、精制：

合成塔合成后的甲醇经分离器初步分离，得到的是粗甲醇，降压到0.5MPa后进入闪蒸槽，闪蒸出来的精甲醇送去甲醇精馏塔精制,分离提纯，得到合格的甲醇。