三大能源制甲醇.ppt

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1、煤、天然气、石油三大能源制甲醇工艺应用化工1222陈希34煤化工－煤制甲醇流程介绍近年来，世界能源需求不断提高，石油资源越来越少，而煤的储量相对很大，且成本相对较低，以煤为原料的煤化工受到人们关注。发展煤化工是我国保证煤炭工业可持续发展，优化能源结构，解决石油短缺，保证能源供应的最有效途径之一，在我国国民经济中占有重要的地位。新型煤化工－煤制甲醇是煤化工的发展趋势，其工艺流程分为以下六个工段:1.1煤气化水煤浆加压气化法，是目前国际上应用最广泛的煤气化方法，它可以适用多种煤种，而且生产效率高，能耗低，生产强度大，污染少。煤气化工艺流程如下：原料煤制成可以流动的水煤浆

2、，经煤浆加压泵加压后连同空分送来的高压氧通过烧嘴进入气化炉。气化炉是煤气化工段的核心装置，气化温度为1300-1500℃，气化压力为4-6.5MPa。气化反应在气化炉内瞬间完成，生成粗煤气及少量的其它物质（包括氯化物、硫化物、氮气、氩气及甲烷等）、液态熔渣及细灰颗粒。这些物质出气化炉燃烧室，沿下降管进入激冷室水浴。熔渣在水中淬冷固化，并沉入气化炉底部水浴。粗煤气与水直接接触进行冷却，大部分细灰留在水中。粗煤气沿下降管与导气管之间的环隙上升，从气化炉旁侧的出气口引出，经气液分离器，分离出粗煤气中夹带的水分，粗煤气送往文丘里管和洗涤塔，气液分离器分离出的黑水并入气化炉黑

3、水排放管道送闪蒸处理。1.2CO变换CO变换工段将煤气化工段产生的合成气中的CO部分变换成H2。变换工段的工艺流程如下：由气化碳洗塔来的粗水煤气经气液分离器分离掉气体夹带的水分后，进入气体过滤器除去杂质，然后分成两股，一部分进入原料气预热器与变换气换热至305℃左右进入变换炉，与自身携带的水蒸汽在耐硫变换催化剂作用下进行变换反应，出变换炉的高温气体经蒸汽过热器与甲醇合成及变换副产的中压蒸汽换热、过热中压蒸汽，自身温度降低后在原料气预热器与进变换的粗水煤气换热，温度约335℃进入中压蒸汽发生器，副产4.0MPa蒸汽，温度降至270℃之后，进入低压蒸汽发生器温度降至18

4、0℃，然后进入脱盐水加热器、水冷却器最终冷却到40℃进入低温甲醇洗吸收系统。1.3低温甲醇洗低温甲醇洗是50年代初德国林德公司和鲁奇公司联合开发的一种气体净化工艺。该工艺以冷甲醇为吸收溶剂，利用甲醇在低温下对酸性气体溶解度极大的优良特性，将气化过程产生的经过预洗涤和变换的粗煤气中的酸性气体CO2，H2S和COS去除。1.4甲醇合成经甲醇洗脱硫脱碳净化后的产生合成气压力约为5.6MPa，与甲醇合成循环气混合，经甲醇合成循环气压缩机增压至6.5MPa，然后进入冷管式反应器（气冷反应器）冷管预热到235℃，进入管壳式反应器（水冷反应器）进行甲醇合成，CO、CO2和H2在C

5、u-Zn催化剂作用下，合成粗甲醇。1.5甲醇精馏从甲醇合成膨胀槽来的粗甲醇进入精馏系统。精馏系统由预精馏塔、加压塔、常压塔组成。预精馏塔塔底出来的富甲醇液经加压至0.8MPa、80℃，进入加压塔下部，加压塔塔顶气体经冷凝后，一部分作为回流，一部分作为产品甲醇送入贮存系统。由加压塔底出来的甲醇溶液自流入常压塔下塔进一步蒸馏，常压塔顶出来的回流液一部分回流，一部分作为精甲醇经泵送入贮存系统。常压塔底的含甲醇的废水送入磨煤工段作为磨煤用水。在常压塔下部设有侧线采出，采出甲醇、乙醇和水的混合物，由汽提塔进料泵送入汽提塔，汽提塔塔顶液体产品部分回流，其余部分作为产品送至精甲醇

6、中间槽或送至粗甲醇贮槽。1.6硫回收硫回收过程是将煤化工净化工段分离出来的酸性气体中的H2S转化为单质硫，回收硫磺，同时使排放尾气中的SO2达到一定环保指标。硫回收装置由燃烧炉以及多个反应器组成，最后的尾气被输送到焚烧炉燃烧掉。合成甲醇的化学反应方程式：（1）、主反应：CO+2H2=CH3OH+102.5KJ/mol（2）、副反应2CO+4H2=CH3OCH3+H2O+200.2KJ/molCO+3H2=CH4+H2O+115.6KJ/mol4CO+8H2=C4H9OH+3H2O+49.62KJ/molCO2+H2=CO+H2O-42.9KJ/mol渣驰放气备煤（制

7、浆或磨粉）煤气化CO变换热回收空分循环机甲醇合成合成气压缩低温甲醇洗脱硫脱碳硫回收粗甲醇精馏甲醇产品空分氧气煤CO2H2S循环气CO+H2O(g)=CO2+H2（放热反应）煤制甲醇工艺路线图天然气制甲醇工艺流程(1)转化工段由管网来的天然气压力为1．15MPa，温度为常温，其硫含量为0．1ppm。经原料气压缩机升压至2．5MPa，进入蒸汽转化炉预热到250℃，然后天然气与汽提塔顶出口汽提蒸汽相混合，混合后的水碳比由汽提塔的蒸汽加入量调节，使混合原料气的水碳比为3左右。然后再经对流段的原料蒸汽混合气加热盘管加热至510℃，进入一段转化炉管内，发生转化反应。在此，天