煤制甲醇工艺和设备概述(PPT116页)
煤制甲醇技术（一）
煤制甲醇技术（一）
1甲醇生产工艺的发展
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。目前，国外的液相甲醇合成新工艺具有投资省、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H2/（CO＋CO2）比的原料气，在价格上能够与天然气原料竞争。
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9.5万吨／年低压法装置，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20万吨／年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低压均温甲醇合成技术，打破长期来被ICI、Lurgi等国外少数公司所垄断拥的局面。现在由于甲醇制丙烯（MTP）和甲醇制烯烃（MTO）技术的广泛应用，煤制甲醇出现井喷式发展趋势。
2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。
煤制甲醇工艺
煤制甲醇工艺
煤炭作为一种重要的能源资源，其利用效率和环境友好性一直是人们关注的热点问题。煤制甲醇工艺作为一种煤炭深加工的技术，被广泛应用于化工行业。本文将介绍煤制甲醇工艺的基本原理、工艺流程和主要应用领域。
煤制甲醇工艺的基本原理是通过将煤炭经过一系列的加工和转化步骤，最终得到甲醇这一有机化合物。煤炭在加热过程中会发生热解反应，产生一系列的气体和液体产物，其中就包括甲烷和一氧化碳等。而甲醇则是通过对这些气体进行催化反应得到的。
煤制甲醇的工艺流程可以分为煤气化、合成气制备、甲醇合成和甲醇分离四个主要步骤。首先，在煤气化过程中，煤炭在高温下与氧气或蒸汽反应，产生一种称为合成气的混合气体。合成气中主要包含一氧化碳、氢气和一些杂质气体。
接下来，合成气会被送入合成气制备装置中进行净化和调节。通过一系列的净化步骤，将合成气中的硫化氢、氰化氢等有害物质去除，同时对气体的成分进行调整，以满足甲醇合成的要求。
在甲醇合成阶段，合成气会经过一系列的反应器，通过催化剂的作用，将一氧化碳和氢气转化为甲醇。甲醇合成反应通常是在高压和适当的温度下进行，以提高反应的选择性和收率。
甲醇分离是将合成反应器中得到的气液混合物进行分离，将甲醇从其他杂质中提取出来。常用的分离方法包括蒸馏、吸附、萃取等。
煤制甲醇工艺具有许多优点。首先，煤炭作为广泛存在的资源，煤制甲醇可以有效利用这种资源，提高能源利用效率。其次，甲醇作为一种重要的化工原料，广泛应用于合成氨、甲醛、甲苯等化工产品的生产中。此外，煤制甲醇工艺还可以减少对传统石油资源的依赖，有利于能源结构的多元化。
然而，煤制甲醇工艺也存在一些挑战和问题。首先，煤制甲醇工艺需要大量的能源投入，特别是在煤气化和甲醇合成过程中。其次，甲醇作为一种有毒有害的化学品，对环境和人体健康有一定的风险。因此，在煤制甲醇的生产过程中，需要采取有效的措施来控制和减少甲醇的排放和泄漏。
煤制甲醇工艺是一种重要的煤炭深加工技术，可以将煤炭转化为甲醇这一有机化合物。煤制甲醇工艺的基本原理是通过煤气化、合成气制备、甲醇合成和甲醇分离等步骤实现。煤制甲醇工艺具有利用煤炭资源、多元化能源结构和减少对传统石油资源依赖等优点，但也面临着能源消耗和环境风险等挑战。未来，我们需要进一步研究和改进煤制甲醇工艺，以实现其可持续发展和环境友好性。
煤制甲醇工艺与设备
煤制甲醇工艺与设备
1. 煤制甲醇工艺概述
煤制甲醇是一种重要的化工工艺，通过将煤炭进行气化反应，得到合成气，再经过一系列的转化和加氢反应，最终生成甲醇。煤制甲醇工艺具有独特的技术优势和环境优势，被广泛应用于煤炭资源转化利用领域。
2. 煤制甲醇工艺流程
煤制甲醇的主要工艺流程包括煤气化、合成气净化、甲醇合成和甲醇精制等步骤。下面将对每个步骤进行详细介绍。 2.1 煤气化
煤气化是将煤炭在高温和高压条件下与氧气或水蒸气进行反应，生成合成气的过程。煤气化可以采用固定床气化、移动床气化、流化床气化等不同的技术。煤气化反应需要一定的催化剂和反应器设备。
2.2 合成气净化
合成气净化是将从煤气化反应中获得的合成气进行净化处理，以去除其中的固体颗粒物、硫化物、氮氧化物等杂质。常用的净化方法包括吸附、吸收、膜分离等。合成气净化可以提高甲醇合成催化剂的使用寿命，减少甲醇合成过程中的催化剂中毒。
2.3 甲醇合成
甲醇合成是煤制甲醇工艺的核心步骤，通过将合成气在合成催化剂的催化作用下发生甲醇合成反应，生成甲醇产品。甲醇合成反应可采用高压法和低压法两种不同的工艺路线。常用的甲醇合成催化剂有铜锌催化剂、铝锌催化剂等。
2.4 甲醇精制
甲醇精制是将合成甲醇中的杂质，如水、碳酸物、甲醇酯等进行去除，以提高甲醇的纯度。甲醇精制可以采用蒸馏、吸附、结晶等不同的技术。甲醇精制过程对设备的材料和设备结构有较高的要求。
3. 煤制甲醇设备
煤制甲醇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精制设备等。以下将对这些设备进行简要介绍。
3.1 煤气化设备
煤气化设备主要包括气化炉、气化反应器和催化剂等。气化炉是煤气化反应的核心设备，可采用固定床气化炉、移动床气化炉或流化床气化炉等不同类型。气化反应器是进行气化反应的容器，需要具备高温、高压和耐腐蚀等特性。
3.2 合成气净化设备
合成气净化设备主要包括净化塔、吸附剂和脱硫设备等。净化塔用于对合成气进行固体颗粒物的去除，吸附剂用于吸附合成气中的硫化物和氮氧化物，脱硫设备用于去除合成气中的硫化物。
第一章煤制甲醇技术概述
个人收集整理 勿做商业用途
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，在气化时部分转个人收集整理 勿做商业用途
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。
煤制甲醇的工艺流程(精选课件)
1 / 2 煤制甲醇的工艺流程
以煤为原料生产甲醇的工艺流程，采用固定床气化方法制取水煤气作为合成甲醇的原料，可分为单醇技术和合成氨联产甲醇工艺，后者规模均较小，一般不超过10万吨／年；另一种是采用气流床气化(主要是采用水煤浆气化）方法制取水煤气作为合成甲醇的原料，单套装置规模可以达到20万吨年以上，目前正在朝大型化方向发展。以煤为原料生产甲醇的主要工艺流程为：气化、净化、甲醇合成、甲醇精制等(参见工艺流程图）
煤制甲醇工艺流程
焦炉煤气－---—三段压缩—－----三段油过滤器----焦炉气初预热器-——－铁钼脱硫——－-氧化锰脱硫—--—中温锌脱硫—－－—-——焦炉气预热器----—-预热炉————-转化炉-－—-－－焦炉气预热器-－—－－焦炉气初预热器—-—－——锅炉给水预热器--－－-第一二水冷器－--—-－气液分离器-－—-—常温锌脱硫-——--五段压缩－－--—－五段油过滤器———---——气气换热器-－——-电加热器--——－－合成塔— 空分
氧气
气化 煤
变换 变换气提尾气
净化 二氧化碳
压缩 甲醇合成 氢回收
驰放气
精馏 精甲醇常压塔排水
产品甲醇 废催化剂 净化废水
变换冷却塔废水 废催化剂 废渣
气化废水 空气 氢气 2 / 2 ——-—－—合成废锅----－－气气换热器———－—水冷器———－—-甲醇分离器(气体大部分打循环，少部分放空）--－-－闪蒸槽-—－-—－-甲醇中间槽-—-－-预塔精馏－——-加压塔精馏－—---常压塔精馏-———-回收塔精馏-－--精甲醇储罐.
.
·····谢阅。。。。。
[感谢您的阅览以及下载，关注我，每天更新]
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
煤制甲醇工艺 2
煤制甲醇工艺
1)气化
a)煤浆制备
由煤运系统送来得原料煤干基(＜25ｍｍ)或焦送至煤贮斗,经称重给料机控制输送量送入棒磨机,加入一定量得水,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得稳定性加入添加剂,为了调整煤浆得PH值,加入碱液、出棒磨机得煤浆浓度约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％得煤浆。磨煤采用湿法,可防止粉尘飞扬,环境好。用于煤浆气化得磨机现在有两种,棒磨机与球磨机;棒磨机与球磨机相比,棒磨机磨出得煤浆粒度均匀,筛下物少。煤浆制备能力需与气化炉相匹配,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甲醇得需要。
为了降低煤浆粘度,使煤浆具有良好得流动性,需加入添加剂,初步选择木质磺酸类添加剂。
煤浆气化需调整浆得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得PＨ值,碱液初步采用42％得浓度。
为了节约水源,净化排出得含少量甲醇得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得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与少量CH４、Ｈ2Ｓ等气体。
离开气化炉反应段得热气体与熔渣进入激冷室水浴,被水淬冷后温度降低并被水蒸汽饱与后出气化炉;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。
气化炉反应中生成得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、
煤制甲醇
煤制甲醇（清洁生产）
在当前石油资源紧缺以及清洁能源、环保需求的情况下，以煤为原料生产的甲醇有望成为替代石油的清洁燃料、化工原料与二次能源。同时我国有着丰富廉价的煤炭资源，因此以煤为原料生产甲醇将是近期的发展方向。
煤与来自空分的氧气在气化炉内制得高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和硫化物脱除后得到甲醇合成气。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。回收的氢气与净化后的气体形成甲醇所需的合成气，即(H2-CO2)/(CO+CO2)＝2.00~2.05，经过压缩、合成等工序制得含水粗甲醇，经过精馏工序精制得到产品甲醇。上述八个工序中的气化和合成是二个决定性的工艺；而空分、变换、净化、压缩、氢回收、精馏均为常见工艺，与相关行业（如冶金、合成氨工业）的工艺基本一致。
原料：煤 纯氧 蒸气；CuO/ZnO/Al2O3；
步骤：
1 壳牌（SHELL）煤气化（SCGP）
属于加压气流床粉煤气化，干煤粉进料，气化剂为纯氧与水蒸气。气化温度约1400~1600℃，气化效率高，碳转化率高达99%，单炉产气能力高，气化反应充分，影响环境的副产物少，属于洁净气化工艺。
SCGP工艺过程概述
① 原料煤经粉碎及干燥后，由氮气气流输送至粉煤贮仓
② 干燥的煤粉经锁斗系统加压后，通过几组对称式烧嘴与氧气、蒸气一起被送入气化炉。气化炉由外部压力容器和内置的膜式壁组成。
③ 在气化炉内，煤与氧气和蒸气发生部分氧化反应，操作温度在1400~1600℃，操作压力在2.0~4.0MPa。高温操作不仅使煤中的灰分熔化并流至底部渣池，水淬后变成炉渣被清除，而且还避免了有毒热解副产物，如苯、酚和环状芳烃的形成。
④ 高温合成气用循环气体激冷，使其中飞灰固化，然后进入合成气冷却器进一步冷却，同时产生高压或中压蒸汽。
⑤ 从气化炉出来的合成气流中所夹带的灰分颗粒通过旋风分离器和陶瓷过滤器分离清除。
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。这个技术具有可持续性和环保性，能够有效地将煤炭资源转化为高附加值的化学品，并减少对传统能源的依赖。
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。