用焦炉煤气制甲醇的方法与相关技术
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目录1 绪论1.1 甲醇的性质和用途1.2 国内外甲醇合成技术的发展1.3 焦炉煤气制甲醇的发展前景2 甲醇原料气的制备2.1 煤气的冷凝与冷却2.2 煤气的输送和焦油雾的清除2.3 煤气中氨的回收2.4 煤气中硫化氢的脱除2.5 煤气中粗苯的回收思考题3 原料气的精脱硫3.1 原料气精脱硫的原理和方法3.2 原料气精脱硫的工艺流程3.3 原料气精脱硫操作参数及调节3.4 原料气精脱硫的主要设备3.5 原料气精脱硫岗位操作法思考题4 甲烷的转化4.1 甲烷转化的原理4.2 甲烷转化的工艺流程4.3 甲烷转化的操作及调节4.4 甲烷转化的影响因素4.5 甲烷转化的催化剂4.6 甲烷转化的主要设备4.7 甲烷转化的岗位操作思考题5 甲醇的合成5.1 甲醇合成的原理和方法5.2 甲醇合成的工艺流程5.3 甲醇合成的操作及影响因素5.4 甲醇合成的催化剂5.5 甲烷合成的主要设备5.6 甲醇合成的岗位操作法思考题6 粗甲醇的精制6.1 粗甲醇精馏的原理和方法6.2 粗甲醇精馏的工艺流程6.3 粗甲醇精馏操作与工艺调节6.4 粗甲醇精馏的设备6.5 粗甲醇精馏的岗位操作思考题7 甲醇质量检验与生产监控7.1 甲醇成品分析7.2 甲醇中间品的控制分析7.3 气体中微量总硫和形态硫的测定7.4 分析室安全规则8 甲醇清洁生产与安全8.1 甲醇清洁生产8.2 甲醇安全生产知识补充资料一、HT-306中温氧化铁脱硫剂升温还原方案二、Z205/Z204转化催化剂技术规格三、C307型合成甲醇催化剂使用说明书四、焦炉煤气压缩机岗位操作法五、合成气压缩机岗位操作法六、综合练习题参考文献。
10万吨甲醇操作法全套第一篇合成岗位操作规程第一章工艺原理一、合成工艺原理甲醇合成是在5.0MPa压力下,在催化剂的作用下,气体中的一氧化碳、二氧化碳与氢反应生成甲醇,基本反应式为:CO+2H2=CH3OH+QCO2+3H2=CH3OH+H2O+Q在甲醇合成过程中,尚有如下副反应:2CO+4H2=(CH3)2O+H2O2CO+4H2=C2H5OH+H2O4CO+8H2=C4H9OH+3H2O此外,还有甲酸甲酯,乙酸甲酯及其它高级醇、高级烷烃类生成。
以铜为主体的铜基催化剂,对于甲醇合成具有极高的选择性,而且在不太高的压力及温度下,要求合成气的净化要彻底,否则其活性将很快丧失,它的耐热性也较差,要求维持催化剂在最佳的稳定的温度下操作。
铜基催化剂一般可在210-280℃下操作,视催化剂的型号及反应器型式不同,其最佳操作温度范围与略有不同。
管壳式反应器的最佳操作温度在230-260℃之间。
在铜基催化剂上合成甲醇,合适的操作压力是5.0~10.0MPa,对于合成气中二氧化碳较高的情况,压力的提高对提高反应速度有比较明显的效果。
合成气的成份对甲醇合成反应的影响较大,由前述反应式可见,要降低能耗,应采用适量的二氧化碳浓度的合成气,若合成气中二氧化碳含量过高,会加重精馏工序的负担并增加了能耗,但二氧化碳含量太低,会导致催化剂活性和转化率过低。
理论的合成新鲜气成份,应满足以下比值:氢碳比f=(H2-CO2)/(CO+CO2)=2.05实际操作中氢碳比应适当增大,大约在2.05~2.15之间。
空速一般控制在8000~10000h-1左右。
甲醇合成是强烈的放热反应,必须在反应过程中不断的将热量移走,反应才能正常进行,管壳式反应器利用管子与壳体间副产中压蒸汽来移走热量,这样,合成反应适宜的温度条件维持就几乎全依赖于副产品中压蒸汽压力操作的正常与稳定。
第二章工艺流程简述由压缩工序来的循环气经入塔气预热器(C0401)预热至225℃,由顶部进入管壳式等温甲醇合成塔(D0401),在铜基触媒的作用下,CO、CO2与H2反应生成甲醇和水,同时还有少量的其它有机杂质生成。
焦炉煤气制甲醇工艺技术摘要:目前,焦炉煤气的再利用主要应用于制备甲醇的原料。
甲醇作为清洁能源,已经呈现出替代传统汽油的趋势,即甲醇的需求量将会越来越大。
因此,采用焦炉煤气制备甲醇有可能成为供应甲醇市场需求的关键途径。
焦炉煤气制备甲醇的产量及质量在很大一定程度上受制于其制备工艺。
为确保甲醇制备工艺的安全性、可靠性,对制备甲醇工艺的要求极高。
因此,设计一款实用型高效制备甲醇的工艺是当前急需解决的问题。
关键词:焦炉煤气;甲醇;脱硫引言近几年来,随着钢铁行业的快速发展,焦炭资源的开发以及利用的速度也越来越快,相关行业对于焦炭的需求量也在不断增加。
焦炭资源从产量也在逐年提升,与此同时,作为焦炭资源在开采、利用过程当中的副产物,焦炉煤气的量也在增加,并对环境产生了不良影响。
将焦炉煤气再利用制甲醇,很好地减轻了环境污染问题,并在节约资源方面起到了积极作用。
1焦炉煤气制甲醇的重要性按照现在情况来看,我国的焦炉煤气制甲醇工艺技术在化工制品的生产方面受到高度重视,作为甲醇制品的一种重要的制备方式,焦炉煤气制甲醇工艺技术受到各行各业的广泛关注。
在应用焦炉煤气制甲醇工艺技术之后,可以有效地提升甲醇综合性制备的质量,并将其进行不断的改进,使之趋于成熟。
目前,焦炉煤气制甲醇工艺技术正处于不断完善、不断优化的阶段,对当前阶段的焦炉煤气制甲醇工艺的发展进行研究,并对其中的经验以及教训进行总结和反思,使得焦炉煤气制甲醇工艺技术能够更加地符合现在的工业生产的相关需求,从而使得焦炉煤气在化工行业的综合性应用质量有所提升,这对于行业的发展来说具有重要的作用。
2焦炉煤气制甲醇工艺流程2.1甲醇甲醇作为一种液体,本身并没有颜色,但是具有易燃性,同时是一种有毒的成分。
一旦甲醇蒸气与空气发生融合,将会形成一种具有易爆炸性质的混合物,且爆炸的条件很低,即遇到明火便会爆炸。
在进行燃烧时,甲醇会产生分解反应,分解出来的物质为一氧化碳以及二氧化碳。
由于甲醇自身具有这样的性质,因此,甲醇常被各行各业广泛地应用在自身的生产当中。
焦炉煤气制甲醇工艺之合成操作规程焦炉煤气制甲醇工艺,是一种以煤炭或煤炭残炭为原料,通过合成操作进行甲醇的生产工艺。
该工艺相比其他生产甲醇的工艺,具有生产成本低、原料易得、产量高、能源利用率高等优点。
本文将介绍焦炉煤气制甲醇工艺之合成操作规程。
一、预处理操作:预处理操作旨在净化从焦炉煤气中收集的甲醇原料,包括氢气、一氧化碳、二氧化碳、硫化氢、氰化物、氯化物、苯、乙烯、丙烯、丁烯以及其他杂质。
预处理操作包括滤净、干燥、冷凝、吸附等步骤,确保原料的纯度达到要求。
二、反应操作:在反应器中,将预处理好的原料混合后,在高温、高压的条件下进行催化合成甲醇反应。
反应器通常采用搅拌式反应器,并设有加热和冷却系统以精确控制反应条件。
催化剂采用硫酸锌和氧化锌。
反应条件:温度160-250℃,压力3-15Mpa。
反应时间约为2-3小时。
三、分离操作:反应后的产物中含有大量的水、甲醇、一氧化碳、二氧化碳等气体和小量杂质,需要进行分离操作。
分离操作包括冷凝、膜分离、吸附、蒸馏等步骤。
其中,蒸馏是分离操作中最为重要的一步,该步骤可将产物中甲醇的纯度提高至99.5%以上。
四、纯化操作:纯化操作是指进一步提高甲醇产品的纯度。
该操作主要采用蒸馏和吸附等方法,将残余的水、碳氢类杂质、酸类杂质、杂质甲醇等有机物和无机物从甲醇中提取出来。
纯化后的甲醇产品可以最终得到经过瓶装、桶装、罐装等方式进行包装装载。
五、安全操作:焦炉煤气制甲醇工艺是一种高温、高压、易爆等危险的工艺,因此安全操作尤为重要。
在运行过程中,需注意以下几点:必须使用标准的安全设施和防爆设备;操作工人必须接受专业的安全知识和技能培训;应定期检查设备的安全状况和参数;生产过程中应注意气体的引爆和毒性危害等问题。
六、总结:焦炉煤气制甲醇工艺之合成操作规程涉及预处理、反应、分离、纯化、安全等多个环节,其中每个环节都需要精细严谨的操作。
生产甲醇同时也要高度重视工厂的环保问题,合理规划废气、废水等排放,缩小环境污染,实现可持续发展的目标为行业健康快速发展奠定了基础。
焦炉煤气制甲醇工艺方案1.原料准备:焦炉煤气和一定比例的水蒸气是制备甲醇的原料。
焦炉煤气中含有一氧化碳、二氧化碳、氢气、氮气和少量烃类。
首先,对原料焦炉煤气进行预处理,除去其中的硫化物和一些杂质。
2.原料净化:焦炉煤气经过预处理后,进一步进行净化工艺。
通过冷却、除尘和脱硫等工序,去除颗粒物、酸性气体等污染物,以保证后续反应的顺利进行。
3.变换反应:焦炉煤气中的一氧化碳和二氧化碳需要经过变换反应,将其转化为甲醇。
该反应采用催化剂进行催化。
一氧化碳与水蒸气在一定温度和压力下通过催化剂反应生成甲醇。
在反应器内,采用适当的催化剂、反应温度和压力条件,可以提高甲醇的产率和选择性。
4.分离纯化:经过变换反应后,产生的反应混合物中含有甲醇、水、未反应的一氧化碳和二氧化碳等。
需要进行分离纯化工艺,将甲醇从混合物中提取出来。
常用的分离纯化方法包括蒸馏、吸附、结晶等。
5.回收利用:在分离纯化过程中,除了得到纯度较高的甲醇产品外,还会产生一些副产物和废弃物。
这些副产物和废弃物可以通过进一步处理和回收利用,以实现资源的综合利用和环境保护。
总的来说,焦炉煤气制甲醇工艺方案是将焦炉煤气中的一氧化碳和氢气转化为甲醇的过程。
通过预处理、净化、变换反应、分离纯化和废弃物处理等工序,实现了焦炉煤气的高效利用和甲醇产品的生产。
然而,在实际生产中,还需要根据具体情况进行工艺参数的调整和优化,以提高产量和甲醇的品质。
此外,还需要关注工艺过程中的能耗和环境污染问题,不断改进工艺方案,提高产能和资源利用效率,推动绿色发展。
焦炉煤气制取甲醇合成原料气技术评述经过将焦炉煤气加工生产为CH3OH,不只是能够让废弃资源得到高效的利益,另外,还可以减小对周边环境产生的影响。
针对于这类操作技术,下文对将焦炉煤气加工生产为CH3OH的技术展开了重点分析,同时对技术内存在的缺陷展开了研究,目的是推动这一技术持续、深入的发展。
标签:焦炉煤气;制取甲醇;合成原料气;技术评述对于将焦炉煤气加工生产为CH3OH的企业而言,预防自身的生产建设对周边环境产生的不利影响,能够让企业自身的工作效率得到提升,推动企业提高经济利益,为企业后期的发展打下坚实的基础。
一、非催化技术焦炉煤气当中的非催化环节的氧化技术,其实质是在转化炉当中与媒介(CH4)进行接触,未充分氧化的方式。
按照有关的科学研究以及实践工作了解到,若是在温度处于1410℃~1430℃区间内,压力处于3.0MPa~3.5MPa状态中出现绝热反应,如果CH4的实际含量是在0.3%~0.4%范围内,则对非催化技术进行应用。
不用再转换炉内添加催化剂,同样不用把焦炉煤气内部的无机硫以及有机硫展开划分,直接就能够使用高温完成对CH4的转换工作。
此技术现在相对成熟,另外,其整个转换流程清晰可见然,不存在太大操作难度、亦或是过于复杂的操作方式。
可是,与催化方式进行对比,这一转换方式要将大量的O2以及焦炉气消耗掉。
以此转换方式为前提对压力开展设计工作期间,要设置一个压力体系,比如将6.0MPa作为初始值的压力体系,其目的是为了方便未来对硫化物展开对应的操作施工。
二、催化技术在使用催化方式将焦炉煤气加工生产为CH3OH过程中,存在的转化方式:第一,间歇类型的催化以及转化方式,第二,连续状态的催化以及转化方式。
在面对其具体进行论述:(一)间歇类型的催化以及转化方式这一方式的特点是焦炉气内部的烃进行转换期间使用的热量,要经过间歇进行加热的方式最终获取。
这一方式要通过吹风以及制气这两个环节,二者耗费的时长基本相同。
焦炉煤气制甲醇的技术分析进行甲醇制作是焦炉煤气应用的重要方式之一。
本文在阐述焦炉煤气制甲醇工艺流程的基础上,对其具体的工艺内容进行分析,并针对性的指出技术应用把控要点。
以期有利于焦炉煤气制甲醇技术的提升,推动企业经济效益和社会环保效益的获得。
标签:焦炉煤气;制甲醇;工艺应用;技术要点随着工业化建设的不断深入,我国的焦炭消耗了持续增加。
焦炭产业的发展虽然带来了较为明显的经济效益,然而其在能源消耗和环境保护方面缺陷明显。
新经济形态下,清洁化绿色生产的理念要求炼焦产业在进行节能生产的同时,必须合理控制焦炭副产物对环境的污染。
基于此,利用焦炉煤气制备甲醇得以迅速发展,本文由此展开分析。
1 焦炉煤气制备甲醇的工艺流程焦炉煤气产生于工业制焦的实践过程,其包含了H2、CO和CO2等基本成分,同时甲烷、焦油、苯、萘、氨和硫等都是其重要的结构组成。
在甲醇制备过程中,人们会将焦炉煤气输送进储气罐中,然后对其进行压缩和净化,进而确保焦油、苯、萘、氨和硫这些对制备甲醇有害的物质得以有效清除。
一旦前期净化完成,制备人员应在剩余气体中加入催化剂,使得以甲烷和烃类为代表的气体逐步转化为H2和CO。
同时在获得较大比例容量H2和CO的基础上,对其进行碳元素的加入和比例调整,并通过气体压缩的方式使其形成粗制甲醇。
最后通过精馏技术的应用是进行粗制甲醇的提纯,实现精甲醇的制备获得。
具体流程如下图1。
2 焦炉煤气制备甲醇工艺的具体应用2.1 焦炉煤气净化脱除硫化物是焦炉煤气制备甲醇的重要工艺,其也是净化技术应用的难点所在[1]。
甲醇制备过程中,进行焦炉煤气总的硫化物脱除至关重要。
一般情况下,在加湿法去除大量H2S之后,对剩余气体中的有机硫进行加氢处理,确保其转化为H2S之后,在通过固体脱硫剂进行去除。
在焦炉煤气净化之前,其剩余气体中硫化物的含量会急剧减少,使其保持在0.1×10-6之下,从而满足工业生产的实际需要。
2.2 净化气体转化焦炉煤气制备甲醇中的净化气体转化主要指甲烷的转换。
焦炉煤气制甲醇工艺的概述摘要:本文介绍了利用焦炉副产品——焦炉煤气生产15万吨/年甲醇工艺及特点,并对此工艺进行了评价,提出了建议。
关键词:焦炉煤气;纯氧催化;制甲醇在未投建焦炉煤气制甲醇之前河北华丰能源科技发展有限公司焦炭的年综合生产能力已达到336万吨,此外还有3MW、6MW、2×15MW中温中压发电机组、30MW高温高压发电机组发电厂各一座。
为了抓住市场机遇,增加经济效益,充分利用丰富的焦炉煤气,河北华丰煤化电力有限公司总投资38475万元实施年产15万吨焦炉气制甲醇工程项目,以焦炉煤气为原料生产甲醇。
作一概述:1、生产规模和工艺路线本工程是利用每小时产35000标立米的焦炉煤气生产甲醇设计的,按年作业时间8000小时算,可年产甲醇15万吨,产品的质量指标达到GB338---92标准。
我公司生产的焦炉气甲烷含量达24%~28%,根据煤气组成采用纯氧催化部分转化工艺将甲烷及少量多碳烃转化为合成甲醇的有用成分一CO和H,以满足生产甲醇的基本要求。
工艺流程示意图2、工艺流程概述2.1预处理工序从焦化装置送来的焦炉气中还含有部分焦油、萘、粉尘等易凝或易结晶的物质,在常温常压下,这些物质也许不会凝结或结晶,但经加压后,由于其分压上升,造成其中部分物质凝结为液滴或固体颗粒,这些物质如不除去,将对后工序造成危害。
本工艺采用对焦炉气中焦油和萘具有极强吸附能力的焦炭颗粒做吸附剂,吸附焦油和萘后的焦炭颗粒进行相关处理。
该工艺的特点是:吸附剂廉价易得、吸附选择性好、吸附容量大、对焦油和萘的脱除率高(脱油率≥90%,脱萘率≥80%)且吸附条件温和(常温常压下即可实现)。
2.2气柜工序焦炉气的产生量是波动的,而甲醇装置的生产用气要求相对稳定,因此,在焦炉气供应系统设计中必须采取有效的稳压措施。
本装置采用外导架直升式湿式气柜,对原料焦炉气起着稳定供气的缓冲作用,可以有效地协调气源与后续工序用气之间的动态平衡。
焦炉煤气制甲醇的改进与创新我国的焦化行业,尤其是独立焦化企业剩余的焦炉煤气出路是个行业性的问题。
如果不能很好的解决这个问题,不仅造成企业的经济效益低下,更重要是的造成能源的极大浪费,并带来严重的环境污染,这与目前国家倡导的节能减排,清洁生产均不相符。
就如何合理利用剩余焦炉煤问题,近几年我国广大科技工作者进行深入研究和大胆尝试,焦炉煤气制甲醇就是解决这一问题的有效途径之一。
下面就10万吨/年甲醇装置的基本情况,运行实践和主要改进作一简要介绍。
一、生产工艺介绍。
利用焦炉煤气用纯氧部分氧化催化转化法制合成气生产甲醇装置,设计能力10万吨/年。
1、工艺流程。
图1.焦炉煤气制甲醇工艺流程框图2、各道工序的基本功能及组成变化(设计目标值)。
焦炉煤气部分氧化催化转化制甲醇根据各道工序的基本功能可分为以下五部分:一是空分功能,主要为转化提供合格的氧气以及生产过程所需要的氮气;二是脱硫净化功能,主要是为转化提供符合生产要求的原料煤气,同时满足合成气对硫、氯的净化要求;三是转化功能,主要是把煤气中的烃类物质经催化在水蒸汽的作用下转化为CO、CO2、H2满足合成需要的合成气;四是合成功能,主要是在合成催化剂的作用下将合成气合成甲醇;五是精馏功能,主要是将合成回收的粗醇加工成符合产品标准的甲醇和杂醇。
各工序工艺介质设计目标值见表1。
表1 各工序工艺介质设计目标值二、生产装置的选择。
1、空分装置。
为满足10万吨/年甲醇生产所需要的氧气、氮气,选用了KDON-6000/3000型空分装置一套。
主要参数如下:氧气6000Nm3/h,纯度99.6%;氮气3000 Nm3/h,纯度99.99%。
本装置采用目前较为先进的分子筛纯化增压流程,空气经袋式除尘后,由空压机增压至0.6MPa通过空冷塔冷却至16℃左右,进入分子筛纯化器,脱去空气中的水、二氧化碳、有机杂质等,然后分两路进入分馏塔,一路是大部分空气进入分馏塔中的主换热器,被返流气冷却至-172℃(其中小部分液空)进入下塔底部;另一路空气经增压机将压力增至0.8~0.9 MPa,经冷却后进入主换热器被冷至-108℃左右,再从主换热器中部抽出去透平膨胀机膨胀至0.14 MPa左右,以-165℃进入上塔进行精馏,获得产品氧气和氮气,部分污氮用作分子筛再生,出塔的氧气、氮气经氧压机、氮压机增压后送生产装置使用。
65 尽管三塔精馏比两塔精馏一次性投资大,但由于明显的节能效果与产品精度,近年设计的甲醇装置均采用三塔流程。
该流程在产品采出上灵活方便,既可生产化工原料级的精甲醇,又可生产车用燃料级的普通甲醇。
20万t/a焦炉煤气制甲醇当选用三塔精馏技术。
1.3 焦炉煤气制甲醇的工艺流程20万t/a焦煤气制甲醇工艺:净化脱硫采用低温甲醇洗工艺,甲烷转化采用甲烷蒸汽催化转化技术,甲醇合成采用低压法合成技术,甲醇精馏采用三塔精馏技术,空分装置宜采用全低压法内压缩流程。
1.3.1 焦炉煤气制甲醇工艺流程图(略)1.3.2 流程说明来自界区外的焦炉煤气进入甲醇气柜储存,运行时气柜中的煤气先脱焦过滤,压缩到2.3 MPa后进入低温甲醇洗工序将有机硫和无机硫脱除到<1×10-6送转化工序,确保转化催化剂不中毒。
来自空分系统的纯O2和净化后的煤气经喷咀进入转化炉,蒸汽经过喷咀夹套也进入转化炉,在转化炉内进行H2和O2的部分氧化反应和甲烷通过催化剂床层的蒸汽转化反应,制得符合甲醇合成的转化气,转化过程中残留在净化气中的有机硫转化成无机硫。
转化气再进入低温甲醇洗进一步脱硫净化,总硫降低到0.1×10-6。
净化达标后的煤气压缩到5.3 MPa进入甲醇合成塔,合成塔出塔气冷凝冷却分离后的气体大部分返回压缩机入口,作为循环气被压缩与新鲜气混合进入合成塔。
合成气冷凝分离后的小部分气体作为弛放气弛放,冷凝分离得到的粗甲醇进入甲醇精馏系统进行精馏提纯,精馏出的精甲醇送甲醇贮槽。
低温甲醇洗系统含有H2S、CO2和少量H2的再生气返回到焦化厂的“三脱”(脱硫、脱氨、脱苯)装置进一步回收利用。
合成系统弛放气可以采用PSA变压吸附技术回收H2和CO返回系统利用。
空分制得的液N2或气N2进行系统保护和置换或外售,空分副产品液氩外售。
甲醇合成采用先进的JW均温型合成塔,塔结构合理体积小合成效率高。
表 5 20万t/a焦炉煤气制甲醇生产成本估算表序号项目消耗定额单价(元)金额(元)原料及辅助材料294.80 1、焦炉煤气(Nm3)2040 0.12 244.80 1 2、催化剂及其它化学药品(kg)1.00 50.00 50.00 燃料和动力215.90 1、冷却水(t)15.00 2.5 37.5 2、脱盐水(t)2.10 8.00 16.8 3、电(t)220.00 0.38 83.60 2 4、燃料煤(t)0.30 260.00 78.00 3 工资和福利费25.05 制造费用240.63 1、折旧费151.39 2、修理费44.62 4 3、其它44.62 5 生产成本776.38 6 管理费23.00 7 完全成本799.38 *工资与福利费按1.5万元/人年计,折旧年限14年。
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焦炉煤气制甲醇的原理煤气制甲醇是一种重要的工业化学过程,通过这个过程可以将一氧化碳和氢气合成甲醇。
煤气制甲醇的原理是将煤炭、石油或天然气等含碳物质气化成一氧化碳和氢气,然后经过一系列反应生成甲醇。
这个过程具有重要的意义,一方面为了提高能源利用率,另一方面也为了满足市场需求,因为甲醇是一种重要的化工原料,广泛用于化工行业和能源领域。
煤气制甲醇的原理主要包括气化、换热、净化、合成和分离这几个关键步骤。
首先是气化过程。
气化是通过在高温和高压下将含碳物质转化成一氧化碳和氢气。
常见的气化方法包括部分氧化气化、煤炭气化、水蒸气重整气化等。
气化产生的气体中含有一氧化碳、氢气和少量的二氧化碳、一氧化碳、甲烷等。
其次是换热过程。
气化产生的气体含有大量热量,需要进行换热来提高能源利用率。
常见的换热方式有水煤气变换、合成气冷却等。
通过换热,可以将大部分热能转化成汽化水或蒸汽,提高系统的能效。
接下来是净化过程。
气化产生的气体中含有一些杂质,例如硫化氢、氰化物、苯等,需要进行净化处理,以提高反应的选择性和催化剂的使用寿命。
净化过程通常包括酸碱洗涤、吸附、氧化等步骤,以去除气体中的杂质。
然后是合成过程。
在催化剂的作用下,一氧化碳和氢气进行甲醇合成反应,生成甲醇。
甲醇的合成反应通常在高压和高温下进行,常见的催化剂有铜锌或铜铝复合催化剂,也可以使用高压合成氨法的氮碘化铁作为催化剂。
最后是分离过程。
合成产物中还含有一些未反应的气体和液体,需要进行分离提取。
分离过程通常包括蒸馏、吸附、结晶等步骤,以分离出纯度较高的甲醇产品。
总体来说,煤气制甲醇的原理是通过气化、换热、净化、合成和分离这几个关键步骤,将含碳物质转化成甲醇。
这个过程需要合理设计反应条件,选择适当的催化剂和分离工艺,以提高甲醇的产率和纯度。
除了化学反应过程,还需要考虑能源利用、环境保护、安全生产等方面的问题。
煤气制甲醇的原理在工业化生产中得到了广泛应用,尤其是在能源匮乏的地区。
焦炉气制甲醇工艺流程焦炉气制甲醇工艺是一种利用焦炉煤气来制造甲醇的工艺。
甲醇是一种重要的化学原料,广泛应用于合成化学品、塑料、染料、涂料等领域。
本文将介绍焦炉气制甲醇的工艺流程。
焦炉煤气是焦炉生产焦炭时产生的一种副产品。
焦炭的主要成分是炭,但焦炉煤气中还含有一定的甲烷、氢气、氮气、一氧化碳等物质。
焦炉气制甲醇的工艺利用焦炉煤气中的甲烷和一氧化碳作为原料,通过一系列的反应和分离步骤最终制得甲醇。
首先,焦炉煤气经过除尘处理,去除其中的灰尘和颗粒物。
然后进入加热炉,在高温下进行加热,使其温度逐渐升高。
接下来,焦炉煤气经过预热、空气混合等步骤后进入主炉。
在主炉中,甲烷和一氧化碳发生催化反应,生成甲醇。
这个反应需要高温和压力作为条件,因此需要在主炉中提供适宜的反应条件。
在主炉中,焦炉煤气进入催化剂层,与催化剂接触后发生化学反应。
甲烷和一氧化碳在催化剂的作用下发生部分氧化反应生成甲醇。
同时,甲烷和一氧化碳也会发生副反应,产生一些副产物。
催化剂的选择和使用也是影响工艺效率的关键因素之一。
甲醇生成后,焦炉煤气中的其他组分如氢气、氮气等会通过分离步骤进行分离和回收利用。
这些物质对于后续的工艺步骤来说并不是主要原料,但它们可以被转化为其他有用的化学品。
最后,焦炉气制甲醇工艺也需要一个合适的能源供应系统,确保反应过程中的能量平衡和稳定供应。
这个系统包括锅炉、换热器、循环泵等设备。
总之,焦炉气制甲醇是一种利用焦炉煤气制造甲醇的工艺。
它可以将焦炉煤气中的甲烷和一氧化碳转化为甲醇,并且将其他组分进行分离和回收利用。
这个工艺在化工行业中有着广泛的应用前景,为能源的有效利用和环境保护做出了贡献。
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一种用焦炉煤气制甲醇的生产方法,该方法使用的装置包括一套焦炉气精制装置、一套变压吸附提氢装置、一套变压吸附提甲烷装置、一套湿法脱碳装置、一套氢气和二氧化碳混合气压缩装置、一套甲醇合成和精馏装置。
其方法步骤:提取氢气、提取甲烷、提取甲烷后的尾气去焦炉和化产作燃料、尾气在焦炉燃烧后的燃烧气,经过湿法脱碳装置提取CO2,CO2与H2混和,经压缩机加压去甲醇合成与精馏装置生产甲醇。
该方法充分利用焦炉煤气中不同组分的特点,组建了焦炉气生产甲醇的新的生产流程,该流程科学、简捷、合理,不但满足焦炉和化产的热量需要,而且尾气的单位热值比原来用的焦炉煤气作燃料要高出30%,使焦炉的操作条件比现有技术更好。
技术要求
1.一种用焦炉煤气制甲醇的方法,其特征在于,所述方法的生产过程使用的装置包括一套焦炉气精制装置、一套变压吸附提氢装置、一套变压吸附提甲烷装置、一套湿法脱碳装置、一套氢气和二氧化碳混合气压缩装置、一套甲醇合成和精馏装置;其方法步骤包
括:
a.焦炉所产的焦炉气,送入焦炉气精制装置经过精制后全部送入变压吸附提氢装置提取氢气;
b.提氢后的尾气,经过变压吸附提甲烷装置,提取出10800Nm3/h的甲烷作为天然气销售;
c.提取甲烷后的尾气去焦炉和化产作燃料;
d.尾气在焦炉燃烧后的燃烧气,经过湿法脱碳装置提取CO2,CO2与H2按氢碳比大于3:1的比例混和,混合后经压缩机加压到5-8 MPa(g)后去甲醇合成与精馏装置生产甲醇。
2.根据权利要求1所述的用焦炉煤气制甲醇的方法,其特征在于,将焦化及化产所产的全部焦炉气经加压至0.8-2.5Mpa(g)后全部送去精制装置进行精制。
3.根据权利要求1所述的用焦炉煤气制甲醇的生产方法,其特征在于,所述的焦炉煤气的组分为:H2 58%;CO 6.2%;CO2 2.2%;CH4 26%;CnHm2.5%;N2
4.5%;H2S 50mg/Nm3;有机硫400 mg/Nm3。
4.根据权利要求1所述的用焦炉煤气制甲醇的方法,其特征在于,所述的焦炉及化产所需燃料由后工序的尾气提供。
5.根据权利要求1所述的用焦炉煤气制甲醇的方法,其特征在于,甲醇合成用的是铜系催化剂。
说明书
用焦炉煤气制甲醇的方法
技术领域
本技术涉及煤化工产品的生产领域,具体涉及一种以焦炉气为原料,对焦炉气中不同组分进行分离,合理配置用焦炉煤气制甲醇的方法。
背景技术
传统的焦炉气制甲醇工艺(见图2),存在着巨大的资源浪费问题。
以200万吨焦化配套产20万吨甲醇为例,焦炉及化产自身烧掉了近一半的焦炉气,其中仅烧掉氢气就有28000 Nm3/h(不包括烧掉的甲烷和一氧化碳),在转化炉中又烧掉了氢气17800 Nm3/h,在驰放气作为燃料时又烧掉了氢气16600 Nm3/h,总计烧掉了氢气60000 Nm3/h之多,而实际上合成甲醇利用的氢气只有50000 Nm3/h。
如果将氢气合成为甲醇,氢气价值大于1.2元/Nm3。
但作为燃料热值很低,烧掉所利用的热量价值不足0.3元/Nm3,烧掉造成的浪费巨大。
其二,甲烷转化需要消耗大量的水蒸气、纯氧,需要设置一套空分装置,投资巨大,能耗也很巨大。
技术内容
本技术的技术目的就是针对现有技术的弊病,提供一种用焦炉煤气制甲醇的方法。
该方法将全部焦炉气进行精制后,对不同的组分进行分离,价值高的氢气用于与CO2反应生产甲醇,热值高的甲烷用于作为燃料。
多余的甲烷作为天然气销售,物尽其用,更加合理。
实现上述目的采用以下技术方案:
一种用焦炉煤气制甲醇的生产方法,所述方法的生产过程使用的装置包括一套焦炉气精制装置、一套变压吸附提氢装置、一套变压吸附提甲烷装置、一套湿法脱碳装置、一套氢气和二氧化碳混合气压缩装置、一套甲醇合成和精馏装置;其方法步骤包括:
a.焦炉所产的焦炉气,送入焦炉气精制装置经过精制后全部送入变压吸附提氢装置提取氢气;
b.提氢后的尾气,经过变压吸附提甲烷装置,提取出10800Nm3/h的甲烷作为天然气销售;
c.提取甲烷后的尾气去焦炉和化产作燃料;
d.尾气在焦炉燃烧后的燃烧气,经过湿法脱碳装置提取CO2,CO2与H2按氢碳比大于3:1的比例混和,混合后经压缩机加压到5-8 MPa(g)后去甲醇合成与精馏装置生产甲醇。
作为优选方案,将焦化及化产所产的全部焦炉气经加压至0.8-2.5Mpa(g)后全部送去精制装置进行精制。
作为优选方案,所述的焦炉煤气的组分为:
H2 58%;CO 6.2%;CO2 2.2%;CH4 26%;CnHm2.5%;N2 4.5%;H2S 50mg/Nm3;有机硫
400 mg/Nm3。
作为优选方案,所述的焦炉及化产所需燃料由后工序的尾气提供。
作为优选方案,甲醇合成用的是铜系催化剂。
采用上述技术方案,与现有技术相比,本技术取消了现有技术焦炉气制甲醇工艺中高耗能的空分装置、甲烷转化装置,由于取消了高能耗的甲烷转化装置及其配套的空压机、氧压机装置(增加的变压吸附提氢、变压吸附提取甲烷和脱碳3套装置的投资和能源消耗远小于转化和空分装置),投资降低了10%,总生产成本大幅度下降,每年可增加利润2亿元左右。
在大幅度降低生产成本的同时,有甲醇和天然气两种产品,其产值比原来高出50%以上,经济效益提高数倍。
而且本技术不再直接回焦炉及化产作燃料,焦炉及化产所需燃料由后工序的尾气提供。
在传统的焦炉气制甲醇装置中,只能生产25吨/h的甲醇,年产值约5亿元,而在本技术的装置中,在生产23吨/h甲醇的同时,还可以生产天然气10800 Nm3/h,年产值增加到7.8亿元。
本技术的显著效果还在于:本技术充分利用焦炉煤气中不同组分的特点,组建了焦炉气生产甲醇的新的生产工艺流程,该流程科学、简捷、合理,不但满足焦炉和化产的热量需要,而且尾气的单位热值比原来用的焦炉煤气作燃料要高出30%,使焦炉的操作条件比现有技术更好。
附图说明
图1是本技术的工艺流程图。
图2是现有技术焦炉气制甲醇的工艺流程图。
图3是现有技术焦炉气精制工艺流程图。
具体实施方式
下面结合附图对本技术做进一步的描述。
本技术介绍了一种用焦炉煤气制甲醇的生产方法,该方法的设计思想是:生产装置取消空分装置、甲烷转化装置,提供科学合理的焦炉煤气制甲醇工艺路线。
本技术的生产过程使用的装置包括焦炉气精制装置、变压吸附提氢装置、变压吸附提甲烷装置、二氧化碳湿法脱碳装置、氢气和二氧化碳混合气压缩装置、甲醇合成和精馏装置,这些装置都是市场上出售的成熟的化工装置。
利用这些装置生产甲醇的生产方法见图1:
(1)将焦化及化产所产的全部焦炉气经加压至0.8-2.5Mpa(g)后全部送去精制装置进行精制(见图3)。
(2)步骤(1)得到的精制后的焦炉气经压缩后进入变压吸附提氢装置提取氢气,提取的氢气与二氧化碳按氢碳比略大于3:1的比例混和,压缩至5-8 Mpa(g)后,去甲醇合成装置生产甲醇,甲醇合成用的是铜系催化剂。
(3)步骤(2)的尾气(解析气),经压缩至0.25-0.8Mpa(g)后,去变压吸附装置提取甲烷。
提取出的甲烷经压缩后作为天然气或车用CNG出售。
(4)步骤(3)得到的尾气,作为焦炉和化产用燃料。
(5)焦炉燃烧后的燃烧气,经过湿法脱碳装置,提取出二氧化碳,加压至0.8-2.5 Mpa(g)后与氢气混合后,经压缩至5-8Mpa(g),送甲醇合成装置生产甲醇。
尾气大部分为氮气,含有少量的二氧化碳,H2S几乎为零,排空没有任何污染物。
具体实施例:
实施例1
以年产200万吨焦炉所产焦炉气为例:
焦炉所产、经化产初步净化后的焦炉气,每小时10.34万立方米,成分为:
H2 58%; CO 6.2%; CO2 2.2%; CH4 26%; CnHm2.5%; N2 4.5%; H2S 50mg/ Nm3;有机硫400 mg/ Nm3;热值4288大卡/ Nm3(不同的焦化厂,因配煤不同,焦炉气成分变化略有差异),去压缩机升压至0.8-2.5MPa(g)送精制装置进行精制(精制后H2S及总硫含量小于0.1PPm,其它杂质为0),精制后的高纯度焦炉气,进入变压吸附提氢装置,按90%的提取率,可提取出99.99%纯度的氢气50000Nm3/h,用于合成甲醇。
提氢后的尾气
48400 Nm3/h,其组分为:
H2 11.59%; CO 13.24%; CO2 4.7%; CH4 55.53%; CnHm5.33%; N2 9.6%。
经压缩机加压到0.25-0.8Mpa(g) 进入变压吸附提甲烷装置,可提取甲烷10800 Nm3/h,作为天然气销售。
提取甲烷后的尾气37550 Nm3/h,组分为:
H2 15%; CO 17%; CO2 6%; CH4 43%; CnHm7%; N2 12%,热值高达5560大卡/ Nm3,比原来用焦炉气作燃料热值要高出30%,回焦炉和化产做燃料。
出焦炉的燃烧气,升压后去湿法脱碳装置回收二氧化碳,尾气排空。
二氧化碳加压至0.8-2.5 MPa(g)后,与氢气按氢碳比略大于2的比例混合,经压缩机加压到5-8 MPa(g)后去甲醇合成与精馏装置生产甲醇。
可生产甲醇23吨/h。
上述实施例仅表达了本技术的一种实施方式,但并不能因此而理解为对本技术范围的限制。
应当指出,对于本领域的普通技术人员来说,在不脱离本技术构思的前提下,还可以做出若干变形和改进,这些都属于本技术的保护范围。