【正文】 2)=%高熱值∕(kg∕m 3):11903凈煤氣：φ(CO 2)=%；φ(O 2)=%；φ(C 2H4)=%；φ(CO)=%；φ(H 2)=%；φ(CH 4)=%；φ(N2)=%高熱值∕(kg∕m 3):17070焦油組成：ω(C)=%； ω(H)=%；ω(O)=%；ω(N)=%；ω(S)=%13輕質(zhì)油組成：ω(C)=%； ω(H)=%副產(chǎn)品產(chǎn)率：ω(焦油)=%；ω(輕質(zhì)油)=%；ω(水溶性酚 )=%；ω(氨)=%氣化條件如下：原料粒度：6～25mm。氣化過程中氧的來源，一是原料中的化合氧（包括所含水分中的氧），二是氣化劑帶入的氧（包括水蒸氣中的氧）；帶出氣化爐的氧，主要是生成煤氣中的氧，以及焦油、輕質(zhì)油中的微量氧。氣化過程進入氣化爐內(nèi)的碳，主要是指原料帶入的碳；帶出氣化爐的碳，則包括煤氣、焦油、輕質(zhì)油、酚、煤氣吹出物和灰渣等幾項。 德士古氣化爐的物料衡算與熱量衡算在氣化過程中盡管每個過程的化學反應(yīng)不盡相同，但它們都遵循元素平衡的規(guī)律。缺點是熱效率較全熱回收型的低。合成氣由淬冷段底部送下一個工序。在全熱回收型爐中，粗合成氣離開氣化段后，在合成氣冷卻器中從 1400℃被冷卻到 700℃，加收的熱量用來生產(chǎn)高壓蒸氣。之后冷卻了的煤氣經(jīng)過側(cè)壁上的出口離開氣化爐的淬冷段。在淬冷型氣化爐中，粗合成氣經(jīng)過淬冷管離開氣化段底部，淬冷管底端浸沒在一水池中。以下是兩種典型的德士古氣化爐 [1]。氧氣和霧化后的水煤漿在爐內(nèi)受到高溫襯里的輻射作用，迅速進行著一系列的物理、化學變化：預(yù)熱、水分蒸發(fā)、煤的干餾、揮發(fā)物的裂解燃燒以及碳的氣化等。合格的水煤漿原料同氧氣從氣化爐頂部進入。煤氣的凈化系統(tǒng)較為簡單，因此本論文選擇褐煤為煤種 [1]。其工藝流程方框圖如圖 所示。汽提塔下部設(shè)有側(cè)線采出，采出部分異丁基油和少量乙醇，混合進入異丁基油貯槽。常壓塔底的含甲醇的廢水送入磨煤工段作為磨煤用水 [18]。預(yù)精餾塔塔底出來的富甲醇液經(jīng)加壓至 、80℃，進入加壓塔下部，加壓塔塔頂氣體經(jīng)冷凝后，一部分作為回流，一部分作為產(chǎn)品甲醇送入貯存系統(tǒng)。 精制工藝流程從甲醇合成送來的粗甲醇進入精餾系統(tǒng)。合成氣 壓縮機 冷管式反應(yīng)器 管殼式反應(yīng)器9圖 合成工藝流程方框圖 精制工藝 精制過程粗甲醇的精餾就是通過精餾的方法除去粗甲醇中的水分和有機雜質(zhì)，根據(jù)不同的要求制得不同純度的精甲醇，使粗甲醇中的大部分雜質(zhì)得以清除，其中某些雜質(zhì)降到微量，不致影響精甲醇的應(yīng)用。 合成工藝流程 經(jīng)甲醇洗脫硫脫碳凈化后的產(chǎn)生合成氣與甲醇合成循環(huán)氣混合，經(jīng)甲醇合成循環(huán)氣壓縮機增壓，然后進入冷管式反應(yīng)器（氣冷反應(yīng)器）冷管預(yù)熱到，進入管殼式反應(yīng)器（水冷反應(yīng)器）進行甲醇合成，CO、 CO2 和 H2 在 CuZn 催化劑作用下，合成粗甲醇 [14]。合成甲醇原料氣 H2/CO 的化學計量比是 2：1。一級冷卻器甲醇吸收塔氨冷器二級冷卻器甲醇合成氣H2S+CO2 分離器 變換氣圖 凈化工藝流程方框圖 合成工藝 合成過程CO 與 H2 合成甲醇是種可逆反應(yīng)：CO + 2H2 → CH3OH當反應(yīng)物中有 CO 存在時，還能發(fā)生下述反應(yīng)：CO2 + 3H2 → CH3OH + H2O即為減少合成甲醇過程中的副反應(yīng)，提高甲醇產(chǎn)率，須選擇適當?shù)臏囟?、壓力和催化劑，一般溫?300—400℃，壓力 20MPa 左右。 凈化工藝流程8由變換來的變換氣進入原料氣一級冷卻器、氨冷器、進入分離器，出分離器的變換氣與循環(huán)高壓閃蒸氣混合后，噴入少量甲醇，以防止變換氣中水蒸氣冷卻后結(jié)冰，然后進入原料氣二級冷卻器冷卻至20℃，進入變換氣甲醇吸收塔，依次脫除 H2S、CO 2，經(jīng)過甲醇吸收凈化后的變換氣和未變換氣混合，作為甲醇合成的新鮮氣 [13]。凈化工藝的主要任務(wù)是脫除、變換氣中的 H2S、COS、CO 2 等酸性氣體。 凈化工藝 凈化過程氣化裝置產(chǎn)生的粗煤氣中除含 H CO、CO 2 外，還有少量COS、 H2S、CH 及微量的 ClNH 3 等。圖 煤氣化流程框圖 變換工藝在本工段將氣體中的 CO 部分變換成 H2。氣化爐反應(yīng)中生成的熔渣進入激冷室水浴后被分離出來，排入鎖斗，定時排入渣池，由扒渣機撈出后裝車外運，余熱通過廢熱鍋爐回收 [11]。煤漿由煤漿槽經(jīng)煤漿加壓泵加7壓后連同空分送來的高壓氧通過燒咀進入氣化爐，在氣化爐中煤漿與氧發(fā)生反應(yīng)生成 CO、H CO H 2O 和少量 CHH 2S 等氣體。煤氣化包括煤漿制備、氣化、灰水處理。它是以煤為原料，以氧氣（空氣、富氧、或純氧） 、水蒸氣或氫氣等做氣化劑，在高溫條件下通過化學反應(yīng)在氣化爐內(nèi)將煤中的可燃部分轉(zhuǎn)化為氣體燃料的過程。其工藝流程框圖如圖 。即甲醇合成工藝的簡單流程為: 煤炭→加壓氣化→合成氣凈化→合成反應(yīng)→粗甲醇→甲醇精制→純甲醇。煤在高溫常壓下，與氣化劑在氣化爐內(nèi)反應(yīng)轉(zhuǎn)化為 CO， H2 等可燃性氣體。其研究內(nèi)容為：.；；。中國是資源和能源相對匾乏的國家，少氣，缺油，但煤炭資源相對豐富，大力發(fā)展煤化工，合理開發(fā)利用煤炭資源己成共識。選擇反應(yīng)器應(yīng)結(jié)合原料特點、催化劑是否能實現(xiàn)國產(chǎn)化、甲醇產(chǎn)品的質(zhì)量等級等各方面的因素進行綜合考慮 [8]。因我國的原料特點，新開發(fā)的反應(yīng)器大多適用于以煤或重油為原料的裝置，生產(chǎn)規(guī)模一般較小，但具有技術(shù)支持方便，價格便宜，比較適用中國國情等特點。(5)投資及可獲得性　選擇國外反應(yīng)器，具有使用廠家多，技術(shù)成熟，制造經(jīng)驗豐富，運行比較可靠，但一般來說投資比較高。(4)制造因素　 有的反應(yīng)器結(jié)構(gòu)簡單，對設(shè)備供應(yīng)商的依賴程度低，容易培養(yǎng)維修人員，維修簡單，容易仿制和擴能。(3)裝置規(guī)模　 有的反應(yīng)器比較適用于小規(guī)模生產(chǎn)，從小規(guī)模放大到若干倍，需要解決的工程問題比較多。有的反應(yīng)器側(cè)重于節(jié)能，有的反應(yīng)器側(cè)重于反應(yīng)器的單產(chǎn)擴大，有的側(cè)重于降低產(chǎn)品副產(chǎn)物，還有的側(cè)重于裝置結(jié)構(gòu)緊湊，節(jié)約用地。這就是不同的廠家對同一類型反應(yīng)器的使用效果不一樣的主要原因。該類反應(yīng)器的缺陷在于絕熱層升溫較快，對銅基催化劑影響較大 [7]。(3)三套管并流反應(yīng)器是我國使用最多的一種甲醇合成反應(yīng)器。合成氣預(yù)熱到 230~250℃進入反應(yīng)器，段間用菱形分布器將冷激氣噴入床層中間降溫。根據(jù)國內(nèi)應(yīng)用的情況來看，大部分催化劑均可使用，對生產(chǎn)影響不大。這種合成塔溫度幾乎是恒定的，從而有效地抑制了副反應(yīng)，延長了催化劑的使用壽命。2 種氣體分別呈軸向流動。該反應(yīng)器采用管殼式結(jié)構(gòu)，在壓力為 5. 2~7Mpa，溫度為 230~255℃的條件下工作。主要有 Lurgi 甲醇合成塔、 冷激型合成塔、并流三套管式甲醇合成塔等 [6]。三種工藝條件綜合的比較見表 。中壓法：它是在低壓法基礎(chǔ)上開發(fā)的在 5～10MPa 壓力下合成甲醇的方法。低壓法：它是在壓力為 5MPa，操作溫度為 230～ 270℃的情況下，使用銅基低溫高活性催化劑生產(chǎn)甲醇的工藝。高壓法：它是在壓力為 30MPa，溫度為 300～400 ℃下使用鋅鉻催化劑合成甲醇的工藝。企業(yè)在選擇技術(shù)時應(yīng)以人為本，選擇的工藝技術(shù)應(yīng)確保安全并實現(xiàn)清潔生產(chǎn)，盡量少排放“三廢” ，盡可能地減少對生態(tài)環(huán)境的影響。⑷經(jīng)濟性原則經(jīng)濟性是企業(yè)發(fā)展的根本，因此要求所采用技術(shù)投資省、消耗低、運行成本和維護成本低。⑶先進性原則工藝技術(shù)的先進性決定項目的市場競爭力，因此在擬建項目選擇煤氣化技術(shù)時，應(yīng)充分研究工藝技術(shù)的現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢，了解是否存在更先進的工藝技術(shù)以及采用的可能性，以保證項目的競爭能力。可靠性是生產(chǎn)裝置長周期、滿負荷、安全、穩(wěn)定運行的保證，企業(yè)選用的技術(shù)要具有煤化工工業(yè)化運行業(yè)績，應(yīng)該首選已經(jīng)充分驗證并已在使用的技術(shù)。3 煤制甲醇氣化工藝的選擇原則 [3]⑴適用性原則我國煤資源分布廣泛，而各地煤炭種類有很大差別，不同煤種適用不同的煤氣化技術(shù)，這就要求企業(yè)要根據(jù)所用煤的質(zhì)量、品種等實際情況來選擇合適的煤氣化工藝。發(fā)展煤制甲醇，以煤代替石油，是國家能源安全的需要，也是化學工業(yè)高速發(fā)展的需求。國外 3 個國家建有甲醇生產(chǎn)廠基本上是從天然氣制取甲醇，2022 年全球甲醇生產(chǎn)能力為，預(yù)計 2022 年可達 ，國外甲醇工業(yè)呈現(xiàn)三大特點即：產(chǎn)能大于需求，裝置向廉價原料基地轉(zhuǎn)移，以及裝置大型化。在克服 ICI 和 Lurgi 缺陷的基礎(chǔ)上，日本東洋公司等開發(fā)的 MRF 系列反應(yīng)器逐漸在國內(nèi)外的一些中型甲醇裝置上得到推廣。合成甲醇的反應(yīng)器為冷激式絕熱反應(yīng)器和列管式等溫反應(yīng)器，在反應(yīng)器中獲得的粗甲醇需要采用精餾塔精制。煤氣化制合成氣的好處是可以脫除氣態(tài)硫等污染物，是煤潔凈利用的關(guān)鍵所在。 （2)并逆流—流化床或沸騰床，如 HTWKRW 灰熔聚爐；( 3)并流—氣流床、噴流床、夾帶床，如 KT，Texaco， Shell 爐。煤制甲醇工藝主要包括造氣、壓縮、合成和粗甲醇精制等 4 個工序。隨著科學技術(shù)的發(fā)展，以甲醇為原料生產(chǎn)各種有機化工產(chǎn)品的新應(yīng)用領(lǐng)域正在不斷被開發(fā)出來，其地位將會更加重要 [1]。隨著我國煤炭替代石油轉(zhuǎn)化制甲醇工藝的發(fā)展，甲醇產(chǎn)量將躍為第一位。主要用于生產(chǎn)甲醛、汽油添加劑甲基叔丁基醚、醋酸、甲胺、甲烷氯化物、二甲醚等， 除用作化工原料外，還可作溶劑或車用燃料， 用途十分廣泛。然后，2經(jīng)萃取、精餾，將一、二、三甲胺進行分離。（3）高溫下，在催化劑上進行甲醇的脫水，可以制得二甲醚，二甲醚再脫水生成乙烯。甲醇鈉在沒有水的條件下才穩(wěn)定，因為水可以使它水解成甲醇和水?；蛴闷渌呋瘎┤玢~、鐵鉬等，甲醇在鐵鉬催化劑上的氧化溫度為 320~350℃。（1）甲醇可以在銀催化劑上，在 600~650℃下進行氣相氧化，或脫氫生成甲醛。甲醇的一般性質(zhì)見表 。 rectifying section with trifractionating balance and heat balance of gasification are calealated.Keywords：Methanol ； Texaco Gasifier；–quenchtypeThesis： En