论文甲醇生产技术(

论文甲醇生产技术(内容摘要：

届毕业论文 第 7 页 共 15 页 先实现工业合成的方法，但因其能耗大，加工复杂，材质要求苛刻，产品中副产物多，今后将由 ICI 低压和中压法及 Lurgi 低压和中压法取代。 2H2+CO— CH3OH。 天然气、石脑油 、重油、煤及其加工产品 (焦炭、焦炉煤气 )、乙炔尾气等均可作为生产甲醇合成气的原料。 天然气与石脑油的蒸气转化需在结构复杂造价很高的转化炉中进行。 转化炉设置有辐射室与对流室 ,在高温 ,催化剂存在下进行烃类蒸气转化反应。 重油部分氧化需在高温气化炉中进行。 以固体燃料为原料时 ,可用间歇气化或连续气化制水煤气。 间歇气化法以空气、蒸汽为气化剂 ,将吹风、制气阶段分开进行 ,连续气化以氧气、蒸汽为气化剂 ,过程连续进行。 甲 醇生产中所使用的多种催化剂 ,如天然气与石脑油蒸气转化催化剂、甲醇合成催化剂都易受硫化物毒害而失去活性 ,必须将 硫化物除净。 气体脱硫方法可分为两类 ,一类是干法脱硫 ,一类是湿法脱硫 .干法脱硫设备简单 ,但由于反应速率较慢 ,设备比较庞大。 湿法脱硫可分为物理吸收法、化学吸收法与直接氧化法三类。 甲醇的合成是在高温、高压、催化剂存在下进行的 ,是典型的复合气 固相催化反应过程。 随着甲醇合成催化剂技术的不断发展 ,目前总的趋势是由高压向低、中压发展。 粗甲醇中存在水分、高级醇、醚、酮等杂质 ,需要精制。 精制过程包括精馏与化学处理。 化学处理主要用碱破坏在精馏过程中难以分离的杂质 ,并调节 PH.精馏主要是除去易挥发组分 ,如二甲醚、以及难以 挥发的组分 ,如乙醇高级醇、水等。 甲醇生产的总流程长 ,工艺复杂 ,根据不同原料与不同的净化方法可以演变为多种生产流程。 目前工业上几乎都是采用一氧化碳、二氧化碳加压催化氢化法合成甲醇 .典型的流程包括原料气制造、原料气净化、甲醇合成、粗甲醇精馏等工序。 甲醇生产中所使用的多种催化剂 ,如天然气与石脑油蒸气转化催化剂、甲醇合成催化剂都易受硫化物毒害而失去活性 ,必须将硫化物除净 .气体脱硫方法可分为两类 ,一类是干法脱硫 ,一类是湿法脱硫 .干法脱硫设备简单 ,但由于反应速率较慢 ,设备比较庞大 .湿法脱硫可分为物理吸收法 、化学吸收法与直接氧化法三类。 武汉软件工程职业学院 2020 届毕业论文 第 8 页 共 15 页 三 .以天然气、油、煤焦炭 等 生产甲醇的方法 （一）天然气制甲醇的生产方法 天然气是制造甲醇的主要原料。 天然气的主要组分是甲烷 ,还含有少量的其他烷烃、烯烃与氮气。 以天然气生产甲醇原料气有蒸汽转化、催化部分氧化、非催化部分氧化等方法 ,其中蒸汽转化法应用得最广泛 ,它是在管式炉中常压或加压下进行的。 由于反应吸热必须从外部供热以保持所要求的转化温度 ,一般是在管间燃烧某种燃料气来实现 ,转化用的蒸汽直接在装置上靠烟道气和转化气的热量制取。 由于天然气蒸汽转化法制的合成气中 ,氢过量而一氧化碳 与二氧化碳量不足 ,工业上解决这个问题的方法一是采用添加二氧化碳的蒸汽转化法 ,以达到合适的配比 ,二氧化碳可以外部供应 ,也可以由转化炉烟道气中回收 .另一种方法是以天然气为原料的二段转化法 ,即在第一段转化中进行天然气的蒸汽转化 ,只有约 1/4的甲烷进行反应 ,第二段进行天然气的部分氧化 ,不仅所得合成气配比合适而且由于第二段反应温度提高到 800℃ 以上 ,残留的甲烷量可以减少 ,增加了合成甲醇的有效气体组分。 天然气进入蒸汽转化炉前需进行净化处理清除有害杂质 ,要求净化后气体含硫量小于。 （二）煤、焦炭制甲醇的生产方法 煤与焦炭是制造甲醇粗原料气的主要固体燃料 .用煤和焦炭制甲醇的工艺路线包括燃料的气化、气体的脱硫、变换、脱碳及甲醇合成与精制。 用蒸汽与氧气 (或空气、富氧空气 )对煤、焦炭进行热加工称为固体燃料气化 ,气化所得可燃性气体通称煤气是制造甲醇的初始原料气 ,气化的主要设备是煤气发生炉 ,按煤在炉中的运动方式 ,气化方法可分为固定床 (移动床 )气化法、流化床气化法和气流床气化法 .国内用煤与焦炭制甲醇的煤气化 —— 般都沿用固定床间歇气化法 ,煤气炉沿用 UCJ炉 .在国外对于煤的气化 ,目前已工业化的煤气化炉有柯柏斯 托切克 (KoppersTotzek)、鲁奇 (Lurgi)及温克勒 (Winkler)三种 .还有第二、武汉软件工程职业学院 2020 届毕业论文 第 9 页 共 15 页 第三代煤气化炉的炉型主要有德士古 (Texaco)及谢尔 柯柏斯 (ShellKoppers)等。 用煤和焦炭制得的粗原料气组分中氢碳比太低 ,故在气体脱硫后要经过变换工序 .使过量的一氧化碳变换为氢气和二氧化碳 ,再经脱碳工序将过量的二氧化碳除去。 原料气经过压缩、甲醇合成与精馏精制后制得甲醇。 （三）油制甲醇的生产方法 工业上用油来制取甲醇的油品主要有二类 :一类是石脑油 ,另一类是重油。 原油精馏所得的 220℃ 以下的馏分称为轻油 ,又称石脑油。 以石脑油为原料生产合成气的方法有加压蒸汽转化法 ,催化部分氧化法、加压非催化部分氧化法、间歇催化转化法等 .目前用 石脑油生产甲醇原料气的主要方法是加压蒸汽转化法。 石脑油的加压蒸汽转化需在结构复杂的转化炉中进行。 转化炉设置有辐射室与对流室 ,在高温、催化剂存在下进行烃类蒸汽转化反应。 石脑油经蒸汽转化后 ,其组成恰可满足合成甲醇之需要 .既无需在转化前后补加二氧化碳或设二段转化 ,也无需经变换、脱碳调整其组成。 重油是石油炼制过程中的一种产品 ,根据炼制方法不同 ,可分为常压重油、减压重油、裂化重油及它们的混合物。 以重油为原料制取甲醇原料气有部分氧化法与高温裂解法两种途径 .裂解法需在 1400℃ 以上的高温下 ,在蓄热炉中将重油裂解 ,虽然 可以不用氧气 ,但设备复杂 ,操作麻烦 ,生成炭黑量多。 重油部分氧化是指重质烃类和氧气进行燃烧反应 ,反应放热 ,使部分碳氢化合物发生热裂解 ,裂解产物进一步发生氧化、重整反应 ,最终得到以 H CO 为主 ,及少量 CO CH4的合成气供甲醇合成使用 .重油部分氧化法所生成的合成气 ,由于原料重油中碳氢比高 ,合成气中一氧化碳与二氧化碳含量过量 ,需将部分合成气经过变换 ,使一氧化碳与水蒸气作用。