煤制甲醇讲义资料

煤制甲醇 工艺与设备
煤制甲醇工艺
2011年10月
内容
☆ 概述 ☆ 型煤生产工艺与设备 ☆ 造气生产工艺与设备 ☆ 原料气净化工艺与设备 ☆ 甲醇合成工艺与设备 ☆ 甲醇精馏
煤制甲醇工艺
概述
第一章 化工生产的特点
※ 化工原料、中间体、产品多是易燃、易爆、有毒和 腐蚀性的物质； ※ 生产工艺因素多，要求工艺条件苛刻； ※ 生产规模逐渐大型化，自动化程度越来越高，连续 性强； ※ 对化工操作人员的技术水平要求较高 。
煤制甲醇工艺
造气工艺与设备
2、灰分 灰分是煤燃烧后的残留矿物质，其组成有二氧化硅、三氧化二 铝、三氧化二铁、氧化钙和氧化镁等。
对制气的影响： A、灰分高增加运输费用； B、灰分增加，相对降低煤中的固定碳含量，排灰增加，带走部
分未燃烧的炭和显然，使消耗定额增加； C、灰分含量高，增加机械排灰强度，使其磨损加剧；
煤制甲醇工艺
造气工艺与设备
5、灰熔点对生产的影响 5.1由于灰渣的构成不均匀，因而不可能有固定的灰熔点，只有熔化
范围。通常灰熔点用三种温度表示，即t1为变形温度；t2为软化温 度；t3为熔融温度，生产中一般灰熔点指t2，它是指炉温控制高低 的重要指标。 5.2煤的灰熔点高低，是影响煤气发生炉内气化温度的主要因素之 一。灰熔点低的燃料，气化层温度不能控制太高，这就限制了气化 温度的提高，致使蒸汽分解率低，发气量和气体质量不高。当燃料 层局部温度达到或超过灰熔点时，则会造成炉内结疤、结块等现象， 致使炉内某一截面阻力不均，严重时会造成造气炉不能正常生产。 因此，煤的灰熔点越高对气化过程越有
2、压力对生产的影响 蒸汽压力的高低直接影响蒸汽温度的高低，造成温度提升慢制液时
间延长，腐植酸钠反应不完全。

煤制甲醇工艺讲解煤制甲醇是一种利用煤炭、天然气等化石燃料制取甲醇的方法，是实现能源与化工的高效利用的重要途径之一。

该方法具有能源资源利用率高、生产成本低、生产过程环保等优势，广泛应用于工业领域。

煤制甲醇的工艺主要分为以下几个步骤：1. 煤炭气化煤炭气化是将煤炭在高温高压下转化为一种称为合成气的气体。

这个过程需要使用一台气化炉并加热煤炭以达到高温，同时将高纯度的氧气注入炉中，与煤炭反应产生合成气体。

合成气主要由一氧化碳、二氧化碳和氢气组成，是后续合成甲醇的关键中间体。

2. 合成气净化由于气化产生的合成气中含有大量的杂质和硫化物等有害物质，因此需要进行净化。

这个过程需要通过一系列的净化设备进行处理，包括吸附、压缩、脱硫、脱水等。

净化后的合成气达到甲醇合成反应所需要的纯度。

3. 合成甲醇经过气化和净化的合成气被送入甲醇合成反应器中，与催化剂进行反应，使其转化为甲醇。

一般情况下，该反应需要使用高压反应器和催化剂，以促进反应速率。

合成甲醇反应的催化剂主要是金属氧化物，如铜和锌等金属。

4. 甲醇精制由于合成甲醇中仍含有一些杂质和不纯物质，需要进行精制以满足工业化使用的要求。

这个过程需要进行蒸馏、吸附、液体-液体提取等精细化学处理，以去除其余杂质并提高甲醇的纯度。

煤制甲醇的工艺具有明显的优势。

其中，一方面是因为煤炭是中国最重要的能源资源之一，利用其制造劲醇可以减少对进口石油的依赖；另一方面，由于煤制甲醇技术比较成熟，可以通过优化工艺流程、提高合成气纯度等方法来降低生产成本；此外，煤制甲醇还可以使煤炭等化石能源资源得到更好的利用，促进能源和环境的可持续发展。

煤化工生产甲醇的原理
煤化工生产甲醇是一种从煤和天然气中制取醇类化合物的重要方法。

甲醇是一种无色、清澈、易挥发的液体，也称为木精或甲醇酒精，其化学式为CH3OH，具有较高的挥发性和
可燃性。

1、煤制气
煤制气是将固体煤在高温下热解成气体，并从中提取有用化合物的过程。

煤制气需要
用到氢气和一氧化碳，这两种气体是制取甲醇的前提条件。

煤制气的方法有煤气化法和焦
炭气化法两种主要方法。

2、气体合成
煤制气得到的气体中包含了大量的一氧化碳和氢气，这种气体可以通过气体合成反应
制取甲醇。

气体合成反应是指当一氧化碳和氢气在一定条件下接触时，发生催化反应生成
甲醇的化学反应。

气体合成反应通常在高温下进行，需要使用一定的催化剂，催化剂的种
类和性质对气体合成反应的效率和产物质量有很大的影响。

3、精馏提纯
用气体合成法制得的甲醇通常含有很多杂质，需要经过多级的精馏提纯才能获得高纯
度的甲醇产品。

精馏的过程中，主要是利用不同物质的沸点差异来将甲醇和其它组分分离
出来，得到高品质的甲醇产品。

总之，煤化工生产甲醇的原理是在煤制气的基础上通过气体合成反应得到含甲醇的气体，再通过多级精馏提纯来获得高纯度的甲醇产品。

这种方法虽然设备和工艺要求较高，
但其可持续、大规模的生产方式以及对煤炭资源的合理利用具有重要的意义。

第一章：甲醇生产工艺原理第一节：甲醇的物理化学性质、用途〕研究出了铜基催化剂,开发出了低压合成工艺，1971年，德国鲁奇公司〔Lurgi〕也开发出了低压合成甲醇工艺，以后，世界上甲醇生产工艺根本上采用低压合成工艺。

从1975年以后，世界上甲醇生产规模越来越大，甲醇装置单套生产能力达到20万吨/年，到90年代，单套生产能力达到60-80万吨/年，目前已达到100万吨/年的水平。

1．甲醇的物理化学性质在常态下，甲醇是无色透明的液体，有轻微的酒香；有良好的溶解性，与水、乙醇互溶，在汽油中有较大的溶解度；易燃易爆；有毒性，人摄入20-30ml，会导致失明；摄入50-60ml，会致死。

甲醇分子式：CH3OH，分子量：32结构式：HH -C-OHH℃℃；比重0.791；爆炸极限：6.0%-36.5%；闪点：16℃；2．甲醇的主要用途。

甲醇的化学性质很活泼。

可进展氧化、脂化、羰基化、胺化、脱水反响。

甲醇是一种重要的根本有机化工原料。

是碳一化学的根底。

用甲醇可以生产上百种化工产品。

典型的有：甲醛、聚甲醛、醋酸、甲胺、甲基叔丁基醚〔MTBE〕、甲基丙烯酸甲脂〔MMA〕、聚乙烯醇、碳酸二甲脂、硫酸二甲脂、对苯二甲酸二甲脂〔DMT〕、二甲脂甲酰胺〔DMF〕、二甲醚、乙烯、丙烯与苯，等等。

还是一种重要的能源，可直接做燃料、做甲醇燃料电池、甲醇汽油、还可以分解制氢和一氧化碳。

2008年,全球甲醇产量达到4500万吨。

我国甲醇产量1000多万吨。

第二节：甲醇生产工艺原理1．合成气的制造与生产甲醇的主要原料合成气〔含有CO、CO2、H2的气体〕在一定压力〔5—10MPa〕、温度230-280℃〕和催化剂的条件下反响生成甲醇，合成反响如下：CO＋2H2＝CH3OH＋QCO2＋3H2＝CH3OH＋H2O＋Q1．1生产甲醇的主要原料含有CO、CO2、H2的气体叫合成气。

能生产合成气的原料就是生产甲醇的原料。

主要有：A．气体原料：天然气、油田伴生气、煤层气、炼厂气、焦炉气、高炉煤气；B．液体原料：石脑油、轻油、重油、渣油；C．固体原料：煤、焦碳。