論文甲醇生產(chǎn)技術((編輯修改稿)
2024-12-13 12:51 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 屆畢業(yè)論文 第 7 頁 共 15 頁 先實現(xiàn)工業(yè)合成的方法，但因其能耗大，加工復雜，材質(zhì)要求苛刻，產(chǎn)品中副產(chǎn)物多，今后將由 ICI 低壓和中壓法及 Lurgi 低壓和中壓法取代。 2H2+CO— CH3OH。 天然氣、石腦油 、重油、煤及其加工產(chǎn)品 (焦炭、焦爐煤氣 )、乙炔尾氣等均可作為生產(chǎn)甲醇合成氣的原料 。 天然氣與石腦油的蒸氣轉(zhuǎn)化需在結(jié)構(gòu)復雜造價很高的轉(zhuǎn)化爐中進行 。 轉(zhuǎn)化爐設置有輻射室與對流室 ,在高溫 ,催化劑存在下進行烴類蒸氣轉(zhuǎn)化反應 。 重油部分氧化需在高溫氣化爐中進行 。 以固體燃料為原料時 ,可用間歇氣化或連續(xù)氣化制水煤氣 。 間歇氣化法以空氣、蒸汽為氣化劑 ,將吹風、制氣階段分開進行 ,連續(xù)氣化以氧氣、蒸汽為氣化劑 ,過程連續(xù)進行。 甲 醇生產(chǎn)中所使用的多種催化劑 ,如天然氣與石腦油蒸氣轉(zhuǎn)化催化劑、甲醇合成催化劑都易受硫化物毒害而失去活性 ,必須將 硫化物除凈 。 氣體脫硫方法可分為兩類 ,一類是干法脫硫 ,一類是濕法脫硫 .干法脫硫設備簡單 ,但由于反應速率較慢 ,設備比較龐大 。 濕法脫硫可分為物理吸收法、化學吸收法與直接氧化法三類 。 甲醇的合成是在高溫、高壓、催化劑存在下進行的 ,是典型的復合氣 固相催化反應過程 。 隨著甲醇合成催化劑技術的不斷發(fā)展 ,目前總的趨勢是由高壓向低、中壓發(fā)展 。 粗甲醇中存在水分、高級醇、醚、酮等雜質(zhì) ,需要精制 。 精制過程包括精餾與化學處理 。 化學處理主要用堿破壞在精餾過程中難以分離的雜質(zhì) ,并調(diào)節(jié) PH.精餾主要是除去易揮發(fā)組分 ,如二甲醚、以及難以 揮發(fā)的組分 ,如乙醇高級醇、水等 。 甲醇生產(chǎn)的總流程長 ,工藝復雜 ,根據(jù)不同原料與不同的凈化方法可以演變?yōu)槎喾N生產(chǎn)流程 。 目前工業(yè)上幾乎都是采用一氧化碳、二氧化碳加壓催化氫化法合成甲醇 .典型的流程包括原料氣制造、原料氣凈化、甲醇合成、粗甲醇精餾等工序 。 甲醇生產(chǎn)中所使用的多種催化劑 ,如天然氣與石腦油蒸氣轉(zhuǎn)化催化劑、甲醇合成催化劑都易受硫化物毒害而失去活性 ,必須將硫化物除凈 .氣體脫硫方法可分為兩類 ,一類是干法脫硫 ,一類是濕法脫硫 .干法脫硫設備簡單 ,但由于反應速率較慢 ,設備比較龐大 .濕法脫硫可分為物理吸收法 、化學吸收法與直接氧化法三類。 武漢軟件工程職業(yè)學院 2020 屆畢業(yè)論文 第 8 頁 共 15 頁 三 .以天然氣、油、煤焦炭 等 生產(chǎn)甲醇的方法 （一）天然氣制甲醇的生產(chǎn)方法 天然氣是制造甲醇的主要原料 。 天然氣的主要組分是甲烷 ,還含有少量的其他烷烴、烯烴與氮氣 。 以天然氣生產(chǎn)甲醇原料氣有蒸汽轉(zhuǎn)化、催化部分氧化、非催化部分氧化等方法 ,其中蒸汽轉(zhuǎn)化法應用得最廣泛 ,它是在管式爐中常壓或加壓下進行的 。 由于反應吸熱必須從外部供熱以保持所要求的轉(zhuǎn)化溫度 ,一般是在管間燃燒某種燃料氣來實現(xiàn) ,轉(zhuǎn)化用的蒸汽直接在裝置上靠煙道氣和轉(zhuǎn)化氣的熱量制取 。 由于天然氣蒸汽轉(zhuǎn)化法制的合成氣中 ,氫過量而一氧化碳 與二氧化碳量不足 ,工業(yè)上解決這個問題的方法一是采用添加二氧化碳的蒸汽轉(zhuǎn)化法 ,以達到合適的配比 ,二氧化碳可以外部供應 ,也可以由轉(zhuǎn)化爐煙道氣中回收 .另一種方法是以天然氣為原料的二段轉(zhuǎn)化法 ,即在第一段轉(zhuǎn)化中進行天然氣的蒸汽轉(zhuǎn)化 ,只有約 1/4的甲烷進行反應 ,第二段進行天然氣的部分氧化 ,不僅所得合成氣配比合適而且由于第二段反應溫度提高到 800℃ 以上 ,殘留的甲烷量可以減少 ,增加了合成甲醇的有效氣體組分 。 天然氣進入蒸汽轉(zhuǎn)化爐前需進行凈化處理清除有害雜質(zhì) ,要求凈化后氣體含硫量小于 。 （二）煤、焦炭制甲醇的生產(chǎn)方法 煤與焦炭是制造甲醇粗原料氣的主要固體燃料 .用煤和焦炭制甲醇的工藝路線包括燃料的氣化、氣體的脫硫、變換、脫碳及甲醇合成與精制 。 用蒸汽與氧氣 (或空氣、富氧空氣 )對煤、焦炭進行熱加工稱為固體燃料氣化 ,氣化所得可燃性氣體通稱煤氣是制造甲醇的初始原料氣 ,氣化的主要設備是煤氣發(fā)生爐 ,按煤在爐中的運動方式 ,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(nèi)用煤與焦炭制甲醇的煤氣化 —— 般都沿用固定床間歇氣化法 ,煤氣爐沿用 UCJ爐 .在國外對于煤的氣化 ,目前已工業(yè)化的煤氣化爐有柯柏斯 托切克 (KoppersTotzek)、魯奇 (Lurgi)及溫克勒 (Winkler)三種 .還有第二、武漢軟件工程職業(yè)學院 2020 屆畢業(yè)論文 第 9 頁 共 15 頁 第三代煤氣化爐的爐型主要有德士古 (Texaco)及謝爾 柯柏斯 (ShellKoppers)等 。 用煤和焦炭制得的粗原料氣組分中氫碳比太低 ,故在氣體脫硫后要經(jīng)過變換工序 .使過量的一氧化碳變換為氫氣和二氧化碳 ,再經(jīng)脫碳工序?qū)⑦^量的二氧化碳除去 。 原料氣經(jīng)過壓縮、甲醇合成與精餾精制后制得甲醇 。 （三）油制甲醇的生產(chǎn)方法 工業(yè)上用油來制取甲醇的油品主要有二類 :一類是石腦油 ,另一類是重油 。 原油精餾所得的 220℃ 以下的餾分稱為輕油 ,又稱石腦油 。 以石腦油為原料生產(chǎn)合成氣的方法有加壓蒸汽轉(zhuǎn)化法 ,催化部分氧化法、加壓非催化部分氧化法、間歇催化轉(zhuǎn)化法等 .目前用 石腦油生產(chǎn)甲醇原料氣的主要方法是加壓蒸汽轉(zhuǎn)化法 。 石腦油的加壓蒸汽轉(zhuǎn)化需在結(jié)構(gòu)復雜的轉(zhuǎn)化爐中進行 。 轉(zhuǎn)化爐設置有輻射室與對流室 ,在高溫、催化劑存在下進行烴類蒸汽轉(zhuǎn)化反應 。 石腦油經(jīng)蒸汽轉(zhuǎn)化后 ,其組成恰可滿足合成甲醇之需要 .既無需在轉(zhuǎn)化前后補加二氧化碳或設二段轉(zhuǎn)化 ,也無需經(jīng)變換、脫碳調(diào)整其組成 。 重油是石油煉制過程中的一種產(chǎn)品 ,根據(jù)煉制方法不同 ,可分為常壓重油、減壓重油、裂化重油及它們的混合物 。 以重油為原料制取甲醇原料氣有部分氧化法與高溫裂解法兩種途徑 .裂解法需在 1400℃ 以上的高溫下 ,在蓄熱爐中將重油裂解 ,雖然 可以不用氧氣 ,但設備復雜 ,操作麻煩 ,生成炭黑量多 。 重油部分氧化是指重質(zhì)烴類和氧氣進行燃燒反應 ,反應放熱 ,使部分碳氫化合物發(fā)生熱裂解 ,裂解產(chǎn)物進一步發(fā)生氧化、重整反應 ,最終得到以 H CO 為主 ,及少量 CO CH4的合成氣供甲醇合成使用 .重油部分氧化法所生成的合成氣 ,由于原料重油中碳氫比高 ,合成氣中一氧化碳與二氧化碳含量過量 ,需將部分合成氣經(jīng)過變換 ,使一氧化碳與水蒸氣作用
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