天然气制甲醇与煤制甲醇的区别
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煤制甲醇方程式煤制甲醇是一种通过煤炭转化为甲醇的化学过程。
煤炭是一种含碳丰富的化石燃料,而甲醇是一种无色、易挥发液体,常用作溶剂和燃料。
煤制甲醇的过程可以通过以下方程式表示:2CH4 + O2 -> 2CO + 4H2CO + H2O -> CO2 + H2CO + 2H2 -> CH3OH在煤制甲醇的过程中,需要用到煤炭和氧气。
当煤炭与氧气反应时,生成一氧化碳(CO)和水蒸气(H2O)。
这个反应可以用方程式2CH4 + O2 -> 2CO + 4H2表示,其中CH4代表甲烷(煤炭的主要成分),O2代表氧气。
生成的一氧化碳与水蒸气进一步反应,生成二氧化碳(CO2)和氢气(H2)。
这个反应可以用方程式CO + H2O -> CO2 + H2表示,其中CO代表一氧化碳,H2O代表水蒸气。
在生成的二氧化碳和氢气的存在下,进行甲醇的合成反应。
这个反应可以用方程式CO + 2H2 -> CH3OH表示,其中CH3OH代表甲醇。
总结一下,煤制甲醇的过程可以分为两个主要反应步骤。
首先,煤炭与氧气反应生成一氧化碳和水蒸气。
然后,一氧化碳和水蒸气进一步反应生成二氧化碳和氢气。
最后,在二氧化碳和氢气的存在下,进行甲醇的合成反应,生成甲醇。
煤制甲醇是一种重要的工业过程,具有多个应用领域。
甲醇可以用作燃料,特别是作为替代传统石油燃料的清洁能源。
此外,甲醇也可以用作溶剂,在化工领域中有广泛的应用。
煤制甲醇的过程可以通过煤炭资源转化为有用的能源和化学品,具有重要的经济和环境意义。
需要注意的是,煤制甲醇的过程需要严格控制反应条件和催化剂的选择。
合适的温度、压力和催化剂可以提高反应的效率和产率。
此外,反应中产生的二氧化碳也需要采取措施进行处理,以减少对环境的影响。
煤制甲醇是一种通过煤炭转化为甲醇的化学过程。
通过煤炭与氧气的反应,生成一氧化碳和水蒸气,然后再经过合成反应生成甲醇。
这个过程具有重要的应用价值,可以提供清洁能源和化学品,并且对于煤炭资源的利用具有重要的经济和环境意义。
认识煤气化合成甲醇的基本原理-化工煤气化合成甲醇是一种能够将煤等化石能源转化为液体燃料的技术。
它是利用煤、天然气等可再生资源,通过煤气化、化学反应、分离纯化等步骤,完成甲醇的合成。
这种技术的应用不仅可以在能源领域发挥作用,还可以应用于化工、医药和农药等方面。
本篇文章将介绍煤气化合成甲醇的基本原理。
煤气化在煤气化过程中,煤炭会被加热到900℃以上,并且在缺氧的条件下,煤中的大分子有机物会被分解成一系列小分子有机物。
这些小分子有机物的结构相对简单,并且很快就会转化成一种称为合成气的混合气体。
这种混合气体主要由二氧化碳、一氧化碳和一些氢气组成。
化学反应式如下:C + H2O → CO + H2C + 2H2 → CH4这一步主要是将复杂的有机物转化为小分子有机物。
甲醇合成合成气中的氢气和一氧化碳在高压和高温下,会发生化学反应,生成甲醇。
这种反应称为低温合成甲醇法。
其化学反应式如下:CO + 2H2 → CH3OH在工业生产过程中,这种反应通常在铜催化剂的作用下进行。
铜催化剂可以提高反应速率,并且增加反应产物的选择性。
分离纯化在反应结束后,产生的甲醇需要进行分离和纯化。
通常采用升华、蒸汽吸收和蒸馏等方法来分离和纯化甲醇。
其中,蒸馏是一种比较通用的方法,可以将合成气中的甲醇进行快速纯化。
但是,这种方法的能耗比较高。
应用甲醇是一种重要的有机化工原料,它可以被用于制备化工产品和合成其他的有机溶剂。
此外,甲醇也可以被用作燃料,它可以被混合到汽油中,或者被直接使用到燃料电池中。
煤气化合成甲醇技术的发展,不仅可以利用可再生能源,还可以改善全球的环境问题,从而在能源和环境领域都发挥着重要的作用。
煤气化合成甲醇是一种将分解的煤和一定量的气体转化为液体燃料的技术。
这种技术在化工、能源和环保领域都具有重要意义。
它不仅可以实现可持续发展的目标,还可以减少有害物质的排放,改善环境,并促进社会经济的发展。
煤制甲醇原理
煤制甲醇是一种重要的化学工业过程,其原理是通过将煤进行加热、气化和合成反应,将煤中的碳氢化合物转化为甲醇。
具体的步骤如下:
1. 煤的热分解:将煤在高温下进行热分解,产生一系列的气体和液体产物,其中包括可燃气体、焦炭和煤焦油。
2. 煤气化反应:将产生的可燃气体(主要是一氧化碳和氢气)与水蒸气进行反应。
这个过程称为煤气化,主要是通过添加水蒸气来调节气化反应的产物比例,并增加氢气的产量。
这个步骤通常在高温和高压下进行。
3. 合成甲醇:将产生的气体混合物经过一系列的催化反应,将一氧化碳和二氧化碳转化为甲醇。
这个过程通常使用一种称为铜催化剂的催化剂来进行。
在合成甲醇的过程中,可以发生一些副反应,产生其他化合物,如甲烷、硫化氢等。
为了提高甲醇的产量和纯度,需要对反应过程进行优化和控制。
此外,还可以通过对甲醇进行加工处理,以得到其他有机化合物和化工产品。
煤制甲醇是一种传统的能源转化方式,具有一定的环境和能源效益问题。
随着新能源技术的发展,煤制甲醇正在逐渐被替代或改进。
目前世界甲醇生产原料中,天然气大约占80%,我国天然气资源相对较少、价格较高,从而使以天然气为原料生产甲醇的比以煤为原料高出35%左右。
煤炭是中国储量最多、产量最大的主导能源,且我国煤制甲醇生产技术成熟,因此,甲醇汽油研制成功将会带动煤化工及可燃物质提取混合醇工业的发展。
甲醇项目主要由两个控股公司实施,即苏里格天然气化工有限公司(简称苏天化)目前拥有18万吨甲醇产能,在建15万吨甲醇项目;内蒙古博源联合化工有限公司100万吨甲醇项目,2007年7月份投产40万吨。
预计公司将拥有133万吨甲醇产能,成为全国最大的甲醇生产基地。
天然气在中占75%左右的比重,是甲醇最主要成本,因而天然气价格对于甲醇生产的成本具有决定性的作用。
公司地处鄂尔多斯苏里格气田之上,与中东部甲醇生产商相比,公司天然气价格要低20%左右。
2007年中期,公司实现主营业务收入50850万元,净利润4974万元,同比分别增长-0.6%和31.5%。
主营业务利润率为32.5%,比去年同期的26.8%提高6个百分点。
近年来,随着天然气价格的上升和煤炭价格涨幅的相对缓和,用煤炭生产甲醇在经济性上已开始凸现出成本优势。
据中金公司研究部测算,和天然气价格相比,以热值算,420元/吨的煤炭相当于天然气价格0.63元/立方米,或者2.2美元/百万英热单位(MMBTU),实际运行中加上煤气化的成本,高效煤气化的甲醇生产成本相当于天然气价格1.10元/立方米左右或3.80美元/MMBTU的水平。
表格1:煤、天然气和原油转化为甲醇的成本比较原料价格对比气化成本合成气成本甲醇产品成本煤炭420元/吨,单位热值24.2MJ/Kg,相当于17.4元/GJ 12.7元/GJ 37.55元/GJ1300元/吨65.3元/GJ天然气1.2元/m3,单位热值36.2MJ/m3,相当于33.1元/GJ 5元/GJ 41.7元/GJ1400元/吨70.35元/GJ原油3000元/吨(50美元/桶),单位热值41.0MJ/Kg,相当于73.2元/GJ 7元/GJ 88.3元/GJ2310元/吨116.2元/GJ注:原油一般不会直接用来生产甲醇,在此仅用相当重油价格作比较。
甲醇合成的工艺流程和设备甲醇是一种重要的化工原料,广泛应用于化工、医药、食品等领域。
甲醇的合成工艺流程主要包括天然气制甲醇和煤制甲醇两种。
以下将以天然气制甲醇为例,介绍甲醇的合成工艺流程和设备。
1. 甲醇合成工艺流程甲醇的合成主要通过气相合成法进行,该方法通过一系列复杂的催化反应将一氧化碳和氢气合成甲醇。
具体的工艺流程如下:- 天然气→天然气净化→变化转换反应→合成气→合成气净化→合成气改质→甲醇合成→甲醇回收2. 甲醇合成设备甲醇合成设备主要包括催化反应器、冷凝器、分离塔等:- 催化反应器:将一氧化碳和氢气催化反应生成甲醇,需要具有较高的反应活性和选择性。
- 冷凝器:用于冷却和凝结合成气中的甲醇,使其形成液体甲醇。
- 分离塔:用于将液体甲醇从残余的气相中分离出来,保证甲醇的纯度和回收率。
3. 甲醇生产过程甲醇生产过程主要包括天然气的催化转变、合成气的制备、甲醇的合成和甲醇的回收等环节。
整个过程需要耗费大量的热能和电能,因此需要具备较为完备的能源设施和配套设备。
总的来说,甲醇的合成工艺流程较为复杂,需要涉及多个催化反应和分离过程,所需要的设备也比较繁杂。
企业在进行甲醇合成生产时,需要充分考虑到工艺流程和设备配置,确保生产过程的高效稳定。
甲醇是一种重要的化学品,其合成工艺的复杂性和对能源的依赖性使得甲醇工业在全球范围内备受关注。
天然气制甲醇是目前全球最为主流的甲醇生产工艺。
下面将详细介绍甲醇的合成工艺流程和设备,以及在甲醇生产过程中可能出现的关键技术和挑战。
4. 甲醇合成过程甲醇的合成工艺主要涉及以下几个过程:4.1 天然气制备合成气首先,天然气需要在天然气净化设备中进行净化处理,去除其中的硫化氢、二氧化碳和水等杂质。
通过石灰石和干燥剂的吸附、脱硫等处理,可使天然气达到合成气制备的要求。
然后,经催化转化反应,天然气中的甲烷和水蒸气进行高温反应,生成一氧化碳和氢气,形成合成气。
4.2 合成气的制备合成气是由一氧化碳和氢气所组成的气体混合物,它是甲醇合成的重要中间产物。
煤制甲醇生产原理煤制甲醇是一种利用煤炭作为原料,通过化学反应生产甲醇的工艺。
它是一种典型的化石能源转化为可再生能源的技术,具有重要的经济和环境效益。
煤制甲醇的生产原理主要包括煤气化、合成气制甲醇以及甲醇纯化三个步骤。
首先是煤气化过程。
煤气化是将煤利用水蒸气、氧气或空气等气体作为气化剂,在高温高压条件下进行热化学反应,将固体煤转化为可燃气体煤气的过程。
煤经过煤气化反应,产生的气体主要包括一氧化碳(CO)、二氧化碳(CO2)、氢气(H2)、甲烷(CH4)等。
其中,一氧化碳和氢气是后续制甲醇的重要原料。
其次是合成气制甲醇过程。
合成气制甲醇是指利用煤气中的一氧化碳和氢气作为原料,通过催化剂反应生成甲醇。
合成气制甲醇过程中,一氧化碳和氢气通过一系列的催化反应转化为甲醇。
合成气制甲醇的主要反应是一氧化碳与氢气生成甲醇的反应,该反应主要由甲醇合成催化剂催化进行。
其反应方程式为:CO + 2H2 →CH3OH。
甲醇合成催化剂一般使用氧化锌(ZnO)、铬(Ⅲ)氧化物(Cr2O3)等。
最后是甲醇纯化过程。
煤制甲醇通过合成气制得到后,还需要进行甲醇的纯化工艺。
甲醇纯化主要是通过蒸馏、萃取、吸附等方法进行。
蒸馏是将甲醇与其他杂质(如水、乙醇等)进行分离的方法,根据不同的汽化温度和沸点进行分馏,使得甲醇得到纯化。
萃取是利用溶剂来将甲醇与其他成分分离,常用的溶剂为乙醇、丙酮等。
吸附则是通过将甲醇气体通入固体吸附剂(如活性炭)中,从而将甲醇吸附到固体表面上以达到纯化甲醇的目的。
总之,煤制甲醇的生产原理是通过煤气化得到合成气,再通过合成气制甲醇的反应过程,最后通过甲醇纯化工艺得到纯化的甲醇。
煤制甲醇技术具有广泛的应用前景,能够提高能源利用效率,减少环境污染,并有望成为新一代可再生能源的重要来源之一。
液化石油气、天然气、甲醇、乙醇、二甲醚五种车用燃料的对比分析前言我国是一个富煤、贫油、有气的国家,随着经济的飞速发展,国内石油供需矛盾日显突出,对进口的依存度逐年增加,2000年净进口7000万吨,2001年达到8000万吨,2003年净进口石油达到创记录的9779万吨,占我国能源需求总量的40%以上。
但是,我国天然气总储量为38万亿立方米、煤炭总储量为1145亿吨。
因此推广应用清洁替代燃料,作为石油资源的补充,对我国已具有非常重要的战略意义。
就针对车用燃料而言,目前国际国内车用清洁燃料主要有以下五种:液化石油气、天然气、甲醇汽油、乙醇汽油、二甲醚。
它们各有自己的特性和优劣式,但归根结底谁是现阶段发展的主题、谁是今后发展的趋势以及使用情况怎样、现有哪些企业在运作此类项目等等,这都是我们应该也是很有必要了解的。
下面就从燃料的基本介绍、优缺点、使用效果、发展情况、运作企业、经济分析六个方面加以阐述和分析:一、液化石油气液化石油气(Liquefied Petroleum Gas ,简称LPG)是以三个或四个碳原子的烃类(如丙烷、丙烯、丁烷、丁烯)为主的混合物,常温常压下是无毒、无色、无味的气体,具有辛烷值高、抗爆性能好、热值高、储运压力低等优点,是一种性能优良的汽车代用燃料。
1、基本介绍液化石油气是一种干净高效的汽车燃料,它具有如下优点:①比汽油便宜;②国际国内丰富的储量;③丁烷和丙烷混合可以形成一定量的辛烷,使液化气有较好的抗爆性。
液化气还有许多操作优点:①几乎可以完全充分地燃烧;②和汽油车的尾气排放量相比,对环境污染小;③可满足各国的排放标准;④引擎部件的碳沉淀极小,因此液化气引擎运转更自如、寿命更长,比汽油机和柴油机需要更少的日常维修保养;⑤由于燃料是气态,寒冷天气更易启动;⑥专用天然气引擎或两用燃料汽油机等各种火花塞引擎都能以液化气为燃料;⑦液化气在注入引擎气缸前是气态并与空气混合,所以寒冷天气启动时,气缸壁的润滑薄膜不会被洗掉,发动机油不会出现稀释现象;液化气的缺点:①相对较高的更换费用;②若用一些低质的液化气,系统需要定期调试以维持恰当的混合状态,并易发生气阻现象;③极度寒冷天气下启动受到液化气混合中所需丁烷含量的限制(因为燃料中丁烷含量增加,原有压力下降,在摄氏零度时,丁烷就不能转变成气态,而液化气在气态状态下才能燃烧);2、液化气汽车(LPGV)的优缺点液化气汽车的优点:①可以替代十分短缺的汽、柴油随着我国国民经济的飞速发展,汽车保有量急剧增长;同时,我国的石油产储量不足,因此大力发展液化石油气汽车是一条石油资源补充的可行之路。
年产万吨煤制甲醇生产的工艺设计技术进步和环境保护的双重要求下,煤化工产业正逐渐向高效、低污染的方向发展。
其中,煤制甲醇是煤化工产业中备受关注的重要产物之一。
一项年产万吨煤制甲醇生产的工艺设计可以帮助实现煤炭资源的高效利用和环境保护的目标。
一、煤制甲醇的工艺概述煤制甲醇是以天然气、石油为原料的甲醇工业的另一种重要来源,其主要原料是煤。
从煤到甲醇的生产过程主要分为三个环节:煤气化生产合成气、合成气净化、甲醇合成。
具体来说,煤经气化后产生的一种气体叫做合成气,它含有一些有害物质,需要经过废气净化来消除污染物,然后将其进一步合成为甲醇。
二、年产万吨煤制甲醇生产工艺的设计1、煤气化工艺设计煤气化是将煤在高温下分解,产生气体的过程。
经过煤气化,可以得到丰富的合成气,其中主要成分为氢气和一氧化碳,合成气主要经过水煤气转换反应、煤气过滤和脱硫等环节的处理后,净化后的气体进入甲醇合成工段。
2、甲醇合成工艺精炼设计在甲醇制备过程中,需要控制好反应温度、压力和催化剂的浓度,以保证合成醇产量和纯度。
甲醇合成后,需要经过蒸馏、临界点分离和脱水等环节,以获得甲醇产品的高纯度。
3、废气净化工艺精炼设计废气净化工艺是整个工艺流程中极为重要的一个环节,其目的在于除去废气中的有害物质,保证废气排放达到国家标准。
废气净化主要包括净化塔、催化燃烧器、活性炭吸附和洗涤等环节。
三、煤制甲醇工艺设计的优点1、高效利用煤炭资源煤制甲醇工艺将煤炭转化为高附加值的甲醇产品,从而实现了对煤资源的高效利用。
2、低噪音、低能耗煤制甲醇生产工艺实施后,废气净化后的废气排放达到国家标准,同时,由于采用静态工艺,噪声小、启动、停车方便。
3、绿色环保煤制甲醇工艺大大减少了煤炭在大气污染方面的负面影响。
煤制甲醇过程中所排放的废气与催化剂均经过净化处理,废水经中和后排放,形成可以循环利用的水回路,大大减少了环境负担。
四、煤制甲醇的市场前景煤制甲醇具有资源广泛、技术成熟、生产设备成熟、产业链较为完整等优势,而且具有资源利用高、成本低、适用范围广、环保无污染等特点。
现代煤化工六大产业——煤制烯烃+煤制乙二醇+煤制乙醇+煤制油+煤制天然气+甲醇现代煤化工是指以煤为原料,采用新型、先进的化学加工技术,使煤转化为气体、液体或中间产品的过程,主要包括以煤气化、液化为龙头生产合成天然气、合成油、化工产品等的能源化工产业。
具体包括煤制油、煤制天然气、低阶煤分质利用、煤制化学品以及多种产品联产等领域,不包括传统煤化工产业。
从国家政策定位来看,发展现代煤化工是我国长期的发展战略。
目前国家也正在一定管控下积极推进。
现代煤化工主要指:煤制烯烃、煤制油、煤制乙二醇、煤制天然气、煤制芳烃等五大产品。
2016年中国的原油进口依存度已经达到了65%,2017年达到了近70%,发展现代煤化工是中国实现石油替代的必然选择。
中国对石油替代的煤化工产品定位主要是燃料和大宗石化产品,技术特征为甲醇、合成气催化转化的低碳催化过程。
煤制烯烃就是生产乙烯和丙烯再加工成聚乙烯、聚丙烯、乙二醇、EVA和乙丙橡胶等下游衍生物。
但目前已经投产、在建和拟建项目的下游产品主要为聚乙烯和聚丙烯,因此本报告的主要研究对象也为这两种产品。
经过2010年以来煤制烯烃示范项目的运行,甲醇制烯烃技术已经得到成功验证。
煤制聚烯烃项目上马热情高涨,截止到2017年底,煤/甲醇制聚烯烃的能力达到了1106万吨,按照目前在建项目计算,2020年前该路线能力将达到1522万吨。
面对煤制烯烃的迅猛发展以及2014年下半年以来油价从100美元/桶以上快速下跌至2017年的主流45-55美元/桶。
煤制烯烃目前生存现状以及未来的发展前景如何,成为行业关注的焦点。
煤制乙二醇在2009年初被列入国家石化产业调整和振兴规划。
煤制乙二醇的竞争对手不仅包括国内的一体化石化企业,也包括中东地区以低价乙烷或者石脑油生产乙二醇的企业。
2016年中国乙二醇进口量757万吨进口依存度达60%,2017年乙二醇进口达到875万吨。
其中,2016年一般贸易方式进口为487万吨,2017年进口贸易方式为617万吨,也就是国内货源能够替代的进口空间。
煤制甲醇原理
煤制甲醇是一种将煤炭转化为甲醇的技术过程。
该过程主要包括煤气化、合成气制备和甲醇合成三个阶段。
在煤气化阶段,煤炭被加热至高温下与氧气和水蒸气反应,产生一种称为合成气的混合气体。
合成气的主要成分为一氧化碳(CO)和氢气(H2),其比例可以通过调整煤气化条件来控制。
在合成气制备阶段,合成气进一步经过调整、净化和催化等处理,从而得到适合于甲醇合成的合成气体。
主要目的是提高CO和H2的比例,以及去除对甲醇合成有害的杂质。
最后,在甲醇合成阶段,经过合成气的处理后,通过催化剂的作用,将CO和H2反应生成甲醇。
这个过程需要在适当的温度和压力条件下进行。
甲醇的生成率取决于催化剂的类型和活性。
总的来说,煤制甲醇技术利用煤炭作为原料,通过煤气化、合成气制备和甲醇合成等步骤,将煤炭转化为甲醇。
这种技术可以有效地利用煤炭资源,同时也具有一定的环境优势,因为甲醇可以作为一种清洁燃料和化工原料使用。
天然气制甲醇工艺技术总结1. 前言甲醇是一种重要的有机化学原料与能源,在化工、能源等行业有广泛应用。
然而,传统的甲醇工艺以煤炭、石油为原料,不仅污染严重,而且资源有限。
随着我国经济发展和环保意识的增强,天然气作为一种清洁能源被广泛应用。
天然气作为制取甲醇的原料已逐渐受到人们的重视。
因此,本文主要从天然气制甲醇工艺技术的角度出发,对当前的天然气制甲醇工艺技术现状和未来的发展趋势进行探讨。
2. 天然气制甲醇工艺技术现状天然气制甲醇是将天然气中的甲烷转化为甲醇的工艺过程。
目前常用的天然气制甲醇工艺主要有以下三种:•优化的Lurgi工艺:优化的Lurgi工艺采用了自热加氢反应器和再生热交换器等关键设备,具有反应热自耗和冷却效率高等优点,而且该工艺具有较好的应用基础和工程经验。
•Haldor Topsoe工艺:Haldor Topsoe工艺通过饱和加氢反应器实现了高甲烷转化率、高甲醇选择性,通过热交换器实现了反应热回收。
•Mitsubishi工艺:Mitsubishi工艺采用了低温、低压下反应,具有具有高甲醇选择性、高甲烷转化率、低CO2排放等优点,比较适合天然气液化气、长输管道气田等天然气来源的甲醇生产。
3. 天然气制甲醇工艺技术的发展趋势目前,天然气制甲醇工艺技术在国内和国际上得到广泛应用和推广。
然而,当前天然气制甲醇工艺技术还存在以下几个问题:•催化剂稳定性低:天然气制甲醇反应的催化剂对于空气中的水和二氧化碳十分敏感,难以实现稳定性的控制。
•CO2排放高:天然气制甲醇反应中会伴生出CO2等大量垃圾气体的排放,对环境产生了一定的危害。
•能源效率低:天然气制甲醇反应的能量消耗较高,导致制氢成本较高。
因此,未来天然气制甲醇工艺技术的发展趋势主要集中在以下几个方面:•优化催化剂:针对目前催化剂稳定性低的问题,未来的天然气制甲醇工艺技术需要优化催化剂的结构和配比,增强催化剂的稳定性和活性。
•绿色环保:天然气制甲醇工艺技术的绿色环保问题已成为未来发展的重要方向。
煤和天然气混合制甲醇qc课题煤和天然气混合制甲醇QC课题概述甲醇是一种重要的有机化学品,广泛应用于化工、医药、能源等领域。
目前,大部分甲醇是通过石油和天然气等化石燃料制备而来。
然而,这些资源的储量有限,且存在环境污染等问题。
因此,寻找一种新的、可持续发展的甲醇制备方法具有重要意义。
煤和天然气混合制甲醇是一种可行的替代方案。
背景煤和天然气是中国两大主要能源资源。
据统计,中国煤炭资源占全球总储量的13.5%,而天然气占比仅为2.7%。
同时,中国也是世界上最大的甲醇生产国之一。
因此,将两者混合制备甲醇对于中国具有重要意义。
原理煤和天然气混合制甲醇的原理基于以下反应:CH4 + H2O → CO + 3H2CO + 2H2 → CH3OH其中,CH4为天然气中主要成分之一;CO、H2、CH3OH均为甲醇制备中的重要中间体。
通过将煤和天然气混合后进行气化反应,生成CO和H2,再将其催化合成甲醇。
技术路线煤和天然气混合制甲醇的技术路线主要包括以下几个步骤:1. 气化反应:将煤和天然气混合后进行气化反应,生成CO、H2等中间体。
2. 甲醇合成:将CO、H2等中间体经过催化反应生成甲醇。
3. 分离纯化:对产物进行分离纯化,获得高纯度的甲醇。
4. 废气处理:对废气进行处理,减少对环境的污染。
优势相比传统的甲醇制备方法,煤和天然气混合制甲醇具有以下优势:1. 资源丰富:中国拥有丰富的煤炭和天然气资源,这种方法可以更好地利用这些资源。
2. 可持续发展:相比使用化石燃料制备甲醇,这种方法更加环保,并且可以实现可持续发展。
3. 经济效益高:由于原材料成本低廉,且产量高、纯度高,因此具有较高的经济效益。
4. 技术成熟:这种方法已经在中国得到了广泛应用,技术成熟度较高。
挑战然而,煤和天然气混合制甲醇也面临着一些挑战:1. 环保问题:气化反应和甲醇合成过程中会产生大量的二氧化碳和其他污染物,需要进行有效处理。
2. 能源消耗:气化反应需要大量的能源供应,因此能源消耗较大。
甲醇燃料用于汽车燃料甲醇原料来源广泛,生产工艺成熟,主要来自煤化工和天然气合成,可以利用煤炭、天然气、煤层气、生物质等制成。
甲醇的分子式是CH30H,与其它燃料的理化性能对比见表1。
甲醉与其它燃料比较有如下特点:1)热值低。
甲醇热值约为汽油的一半,但甲醇燃烧的理论空气量少,约为汽油的43%,因此,汽油机使用甲醇燃料,可适当的提高供油量,从而使混合气热值大体与汽油的混合气热值相当或略高二、甲醇汽车汽车使用燃料甲醇按在混合燃料中的比例可分为:低比例甲醇汽油M3M5,可和汽油一样使用,发动机不做任何改动,一般要加助溶剂(TBA等)以防燃料分层;中比例甲醇汽油如M15,发动机只需作调整,曾在欧洲等国家进行跨国界的车队示范,必须添加助溶剂;高比例甲醇汽油和M85/M90和100%燃料甲醇,需对发动机加装甲醇\\汽油灵活燃料微电脑控制器,其功率排放和热效都优于原汽油机,续驶里程可达500公里。
1、动力性能低比例掺烧的甲醇汽车,通过调整燃料供给量,可以作到汽车动力性不下降;对于高比例或纯甲醇汽车由于发动机压缩比的提高,动力性优于发动机压缩比例的提高,动力性优于同类发动机,93号汽油的现价每升在8元左右,而甲醇燃料每升2.8元左右,是汽油价格的一半。
以出租车为例,每辆车一天会跑上300公里左右,假如百公里油耗7—8升,以93号汽油为标准,的哥们一天至少要拿出230元左右加油,而改用甲醇燃料,一天则只需不足100元,相当于节省了40%,每年可节省燃料费2万元。
私家车安装同样受益匪浅!1、改造费用:天燃气汽车的改造费用为4500-9000元;甲醇汽车的改造费用为1000元左右。
改造费用相差几千元4、燃油泵:天燃气汽车同汽油车相比寿命长;甲醇汽车寿命则稍短,采用燃料缓蚀技术后,性质与乙醇汽油接近。
煤制甲醇(清洁生产)在当前石油资源紧缺以及清洁能源、环保需求的情况下,以煤为原料生产的甲醇有望成为替代石油的清洁燃料、化工原料与二次能源。
同时我国有着丰富廉价的煤炭资源,因此以煤为原料生产甲醇将是近期的发展方向。
煤与来自空分的氧气在气化炉内制得高CO含量的粗煤气,经高温变换将CO变换为H2来实现甲醇合成时所需的氢碳比,再经净化工序将多余的CO2和硫化物脱除后得到甲醇合成气。
由于煤制甲醇碳多氢少,必需从合成弛放气中回收氢来降低煤耗和能耗。
回收的氢气与净化后的气体形成甲醇所需的合成气,即(H2-CO2)/(CO+CO2)=2.00~2.05,经过压缩、合成等工序制得含水粗甲醇,经过精馏工序精制得到产品甲醇。
上述八个工序中的气化和合成是二个决定性的工艺;而空分、变换、净化、压缩、氢回收、精馏均为常见工艺,与相关行业(如冶金、合成氨工业)的工艺基本一致。
原料:煤纯氧蒸气;CuO/ZnO/Al2O3;步骤:1 壳牌(SHELL)煤气化(SCGP)属于加压气流床粉煤气化,干煤粉进料,气化剂为纯氧与水蒸气。
气化温度约1400~1600℃,气化效率高,碳转化率高达99%,单炉产气能力高,气化反应充分,影响环境的副产物少,属于洁净气化工艺。
SCGP工艺过程概述①原料煤经粉碎及干燥后,由氮气气流输送至粉煤贮仓②干燥的煤粉经锁斗系统加压后,通过几组对称式烧嘴与氧气、蒸气一起被送入气化炉。
气化炉由外部压力容器和内置的膜式壁组成。
③在气化炉内,煤与氧气和蒸气发生部分氧化反应,操作温度在1400~1600℃,操作压力在2.0~4.0MPa。
高温操作不仅使煤中的灰分熔化并流至底部渣池,水淬后变成炉渣被清除,而且还避免了有毒热解副产物,如苯、酚和环状芳烃的形成。
④高温合成气用循环气体激冷,使其中飞灰固化,然后进入合成气冷却器进一步冷却,同时产生高压或中压蒸汽。
⑤从气化炉出来的合成气流中所夹带的灰分颗粒通过旋风分离器和陶瓷过滤器分离清除。
浅谈天然气制甲醇与煤制甲醇的区别
摘要:天然气制甲醇和煤制甲醇是我国目前主要产甲醇工艺,但是随着经济的发展,各种资源的短缺,煤和天然气的产量存在了差异,这就直接导致甲醇的产量和主要生产工艺的选择。
本文将从天然气和煤产甲醇各自的利弊进行分析,探究甲醇未来生产道路。
关键词:天然气煤甲醇利弊分析
一、天然气制甲醇与煤制甲醇各自的利弊
经济飞速发展的当下,甲醇以及其下游、上游产品的需求量在不断的增加,制甲醇的方法工艺也日渐增多,然而煤制甲醇和天然气制甲醇这两种工艺依旧是最主要的制造生产甲醇的重要工艺手段。
这两种生产工艺可以说是各有千秋。
本文就从生产工艺、建设成本、生产成本、产品质量以及发展前景对这两个主要制甲醇工艺予以比较。
在生产工艺方面,煤制甲醇总体是一个气化、变换、低温甲醇洗、甲醇合成及精馏、空分装置地过程。
煤制甲醇,是以煤和水蒸气为原料生产甲醇,在这个过程中得先把煤制成煤浆,通过加入碱液调整煤浆的酸碱度,使用棒磨机或者球磨机对原煤进行煤浆气化,相比之下球磨机磨出的煤浆粒度均匀,筛下物少,在这个过程中排出的废水中含有一定量的甲醇和甲醇精馏废水,这些废水可以充分利用在磨浆水;气化就是煤浆与氧气部分氧化制的粗合成气,在这个过程中会产生co、co2等有害气体;接下来是灰水处理;变换的过程就是把co转化成h2;在这个过程会产生大量的杂质;低温甲
醇洗,这一过程是把制的甲醇的硫化物和杂质等脱除;甲醇合成及精馏的过程其实就是把制的甲醇进行再次净化和优化。
煤制甲醇工艺整个过程相对于复杂,在生产过程中产生的杂质比较多,操作难度比较大,杂质多就导致甲醇纯度相对比较低,合成的粗甲醇中杂质种类和量都比天然气甲醇多,因此精馏难度也较大。
天然气制甲醇的主要原料是天然气,甲烷是天然气的主要部分,此外还存在少量的烷烃、氮气与烯烃。
以非催化部分氧化、蒸汽氧化等方法进行生产甲醇,蒸汽转化法作为应用最广的生产方法,它的生产环境是管式炉中在常压或者加压下进行的,在催化剂的催化下,甲烷与水蒸气进行反应,生成甲醇以及二氧化碳等混合气体。
目前我国主要采取的是一段炉采用蒸汽转化、两段炉串联工艺,可以更高效直接的生产出甲醇。
这些工艺手段简单高效,生产过程中不会产生大量的有害物质,清洁燃料莫过于这种生产工艺。
煤制甲醇工艺的建设成本,从以上的制造工艺中不难看出,该种制造工艺复杂,每一道工序需要的设备比较多,成本自然而然会比较高;天然气制甲醇工艺流程相对比较简单,所需设备一般都是高效的质量保证的设备,经过工序少,建设成本不高。
在生产成本上,煤碳的消耗是固定的,它的消耗量也受设备装置和生产工艺的影响,此外煤制甲醇还需要电力的支持。
煤炭、电力费用在经济日益发展的当前费用也在日益增加,根据相关部门的数据显示,在煤制甲醇中,甲醇成本在1411元每吨时,原料煤的价格是350元,甲醇成本在1941元每吨时,原料煤价在600元;而
在天然气制甲醇的过程中,天然气制造成本一般都在2000元每吨,生产成本一度在2200到2600元每吨左右徘徊,高额的天然气价格使得用天然气制造出来的甲醇价格也一路飙升,再加之国家相关政策的颁布天然气制甲醇的成本在与日俱增。
所以以煤为原料生产甲醇的成本都比较低,但是在生产过程由于设备的大量采用,其生产成本也在提升甚至高于天然气制甲醇,但是从最终的产品来看,煤制甲醇的成本还是比天然气制甲醇的低出很多。
在产品质量上不得不提倡使用天然气制甲醇。
天然气制甲醇通过一段炉采用蒸汽转化、两段炉串联工艺,把生产过程中产生的一氧化碳等混合气体通过化学转化成无害气体水、二氧化碳,再通过天然气与二氧化碳催化转化,在催化剂催化作用下把生成的一氧化碳转化为碳,继续用于生产过程。
这样既减少了二氧化碳的排放量,也提高了甲醇的浓度,提取了甲醇中的杂质,使甲醇的浓度达到一定的高度。
而煤制甲醇过程复杂,而且设备精确度不高,产生的混合气和杂质比较多,这就影响和降低了甲醇的纯度,并且也对环境造成一定的污染和煤炭资源的一定程度的浪费。
所以在产品质量上,天然气制甲醇的纯度远远高于煤制甲醇工艺。
从发展前景来看,就不得不探讨下煤炭和天然气的存贮量。
天然气相对于煤炭资源来说是一种稀缺资源,而且因为地域分布极不均匀。
所以国家颁布相关政策,对于天然气制甲醇工艺进行限制,目的就是为了保证天然气的贮存量,不致使天然气因过度使用而消耗殆尽。
而对于煤炭来说,国家目前的煤炭资源相对来说还是比较丰
富,有原材料的保证,国家倾向于煤制甲醇工业会更多一些。
再者,煤甲醇在市场竞争中有价格优势,虽然质量相比与天然气还有一定差距,但是经济技术的开发,只要把相关技术予以改良,煤甲醇的质量会进一步的提升。
现行阶段下,煤制甲醇工艺与煤氨装置进行联产,对于生产成本也是一种有效的节约。
所以,煤制甲醇产业的发展前景还是比较客观的。
二、天然气与煤炭混合制甲醇发展前景
由于天然气资源的短缺性,以及其甲醇浓度高的优点,与煤炭资源制甲醇原材料丰富和生产效率低污染环境进行有机结合,达到优势互补的效果。
例如冬季是供暖的高峰时节,此时也是天然气供求关系最为紧张的时候,此时的天然气供应量并不能满足其实际使用量,所以用40%来填补天然气不足是必然会采取的补救缓解矛盾的措施,这样对于60%天然气负荷使用量的现状也是一种缓解。
这样做,可以降低成本提高行业竞争力。
天然气和煤气化制甲醇的新鲜气氢/碳比分别在3.0和1.2左右,将二者按照一定比例混合,最佳氢碳比2.05到2.10就会产生,这样做可观的经济效益显而易见,对于天然气和煤气也是一个优势互补的过程。
由此看来,这样混合共同制甲醇的发展前景在国内是可观的。
参考文献
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作者简介:罗腾发,1984,男,陕西省榆林市,助理工程师,本科,华电榆林天然气化工有限责任公司,工作领域是天然气制甲醇的转换工段。