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煤制甲醇原理

煤和焦炭是生產甲醇粗原料氣的主要固體燃料。煤和焦炭制甲醇的技術路線包括燃料氣化、氣體脫硫、變換、脫碳和甲醇合成與精制。

用蒸汽和氧氣對煤和焦炭進行熱處理稱為固體燃料氣化。氣化得到的可燃氣體壹般稱為煤氣,作為生產甲醇的初始原料氣。氣化的主要設備是煤氣發生爐。根據煤在爐內的運動方式,氣化方法可分為固定床(移動床)氣化法、流化床氣化法和氣流床氣化法。

國內煤氣化由煤和焦炭生產甲醇壹般采用固定床間歇氣化法,煤氣爐采用UCJ爐。

煤和焦炭制得的粗原料氣中氫碳比太低,所以氣體脫硫後,多余的壹氧化碳轉化為氫氣和二氧化碳,再通過脫碳除去多余的二氧化碳。原料氣經壓縮、甲醇合成、精制生產甲醇。

擴展數據?

1,來自天然氣的甲醇

天然氣是生產甲醇的主要原料。天然氣的主要成分是甲烷,但也含有少量的其他烷烴、烯烴和氮氣。天然氣制甲醇原料氣有水蒸氣重整、催化部分氧化、非催化部分氧化等方法,其中水蒸氣重整應用最為廣泛。

在管式爐中常壓或常壓下進行。由於反應的吸熱必須由外界供給以維持所需的轉化溫度,壹般是通過在管間燃燒部分燃料氣來實現的,轉化用的蒸汽是由煙氣和轉化氣的熱量直接在裝置上產生的。

在通過天然氣的蒸汽重整生產的合成氣中,存在過量的氫氣,但是壹氧化碳和二氧化碳的量不足。工業上解決這壹問題的壹種方法是采用二氧化碳蒸汽重整,二氧化碳可以從外部供應或從重整器的煙道氣中回收。

另壹種方法是以天然氣為原料的兩段轉化法,即第壹段進行天然氣的蒸汽轉化,僅反應約1/4甲烷,第二段部分氧化。不僅所得合成氣的比例合適,而且由於第二階段的反應溫度提高到800℃以上,增加了甲醇合成的有效氣體組分,所以殘余甲烷的量可以減少。

天然氣在進入蒸汽轉化爐前應進行凈化,去除有害雜質,凈化後的天然氣含硫量應小於0.1mL/m3。轉化後的氣體被壓縮到合成工段合成甲醇。

2.從石油中提取甲醇

工業上用於生產甲醇的油主要有兩種:石腦油和重油。

原油精餾得到的220℃以下的餾分稱為輕油,又稱石腦油。由石腦油生產合成氣的方法包括加壓蒸汽重整、催化部分氧化、加壓非催化部分氧化、間歇催化重整等。由石腦油生產甲醇原料氣的主要方法是加壓蒸汽重整。

石腦油的加壓蒸汽重整需要在結構復雜的重整爐中進行。重整爐配備有輻射室和對流室,並且烴蒸汽重整反應在催化劑的存在下在高溫下進行。蒸汽轉化後,石腦油的組成剛好能滿足甲醇合成的需要。不需要在轉化前後加入二氧化碳或設置兩段轉化,也不需要通過變換和脫碳來調整其組成。

重油是石油煉制過程中的壹種產品。根據煉制方法的不同,可分為常壓重油、減壓重油、裂化重油及其混合物。重油制甲醇原料氣有兩種方法:部分氧化法和高溫裂解法。裂解法需要在1400℃以上的高溫下在蓄熱爐中裂解重油。雖然不需要氧氣,但是設備復雜,操作麻煩,產生大量炭黑。

重油部分氧化是指重質烴類與氧氣發生燃燒反應,反應放出熱量,使部分烴類熱裂解,裂解產物進壹步氧化重整,最終得到以H2和CO為主要成分,含有少量CO2和CH4的合成氣,用於甲醇合成。

重油部分氧化生成的合成氣碳氫比高,合成氣中壹氧化碳和二氧化碳含量超標。需要轉化部分合成氣,使壹氧化碳與水蒸氣反應生成氫氣和二氧化碳,再脫除二氧化碳,達到合成甲醇所需的組成。

合成的粗甲醇需要精制以除去雜質和水,從而獲得精制甲醇。

百度百科-甲醇生產工藝

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