煤制甲醇生产工艺范例6篇

煤制甲醇生产工艺

煤制甲醇生产工艺范文1

关键词: 煤制甲醇项目;煤气化技术;选择方案

中图分类号:TQ54 文献标识码:A 文章编号:1006-4311(2014)04-0064-02

0 引言

近些年来,全球经济水平得到了迅速的发展,工业水平也越来越成熟,与此同时,世界范围内对于石油的需求量也呈现出逐年攀升的趋势,这就导致石油的价格越来越高。同时,石油是作为一种不可再生资源,一旦发生石油危机,必然给世界经济带来深重的打击,在这一大环境之下,世界各个国家也寻求新能源的制造方法,也取得了初步的成效。就现阶段来看,在众多新能源之中,甲醇有着制作简易、价格低廉的特征,也能够通过工业合成实现大规模生产,因此,甲醇的大规模生产也受到了各个国家有关部门的高度重视。目前,甲醇的使用包括两种类型,即直接使用和间接使用,甲醇的直接使用又包括部分掺混与全额甲醇两种形式,在间接使用过程中,甲醇可以转化为烯烃、二甲醚以及甲基叔丁基醚等等。因此,各个国家为了解决能源问题,也采取各种各样的措施开展煤制甲醇,在这一方面,我国有关部门与各个工厂也进行了深入的研究,下面就针对煤制甲醇项目煤气化技术的选择进行深入的分析。

1 煤制甲醇工艺技术分析

就现阶段我国的实际情况来看,用煤作为原料生产甲醇过程中有着很多关键性的工艺与技术,这包括多个方面的内容,如煤气化技术、酸性气体的脱除、空分、甲醇的合成、甲醇的转化、制冷等等,其中,煤气化技术是作为关键的核心技术,究其根本原因,是由于煤气化技术对于酸性气体的脱除、空分、甲醇的合成、甲醇的转化、制冷有着决定性的作用,因此,在确定煤制甲醇方案时,就需要优化煤气化技术。煤气化的技术较多,早期的代表就是Lurgi气化技术,经过了一段时期的发展,BGL气化技术出现,该种技术是建立在早期Lurgi气化技术基础上发展而来,与传统的Lurgi气化技术相比而言,BGL气化技术有着一系列的优点,如资源消耗量低、废水排放量与副产品量少。目前,西方发达国家常用的煤气化技术包括单喷嘴水煤浆气化工艺等技术。而我国使用较多的则是多喷嘴对置式水煤浆气化技术、Shell干煤粉气化技术。下面就针对这几种技术进行深入的分析,根据我国的实际情况选择出最优的技术。

2 煤制甲醇煤气化技术方案分析

以年产量为300万吨二甲醚作为研究对象,煤制甲醇项目煤气化技术主要包括几种方案,下面就对这几种方案进行深入的介绍:

2.1 第一种方案 第一种方案就是使用水煤浆气化工艺来生产合成气,在对生产出的合成气进行转化、精制处理,待以上的工序完成之后,即可将甲醇生产为二甲醚。

2.2 第二种方案 第二中方案即使用BGL煤熔渣气化技术来生产合成气,合成气生产完成就即可将其转化成为甲醇,再利用甲醇来生产二甲醚。在这种制造方案之中,BGL气化炉生产出的合成气之中,含有较高的甲烷成分,但这些甲烷成分是可以进行回收与利用的,因此,在生产完成之后,可以使用PSA来收集合成气中的甲烷,再进行氧化,将生产出的合成气合并至系统中。

2.3 第三种方案 第三种方案即使用Shell技术将干煤粉转化为合成气,经过净化之后即可得到甲醇,再利用甲醇来生产二甲醚。

3 煤制甲醇煤气化技术方案经济指标分析

方案一、方案二与方案三建设范围大致相同,均包含工艺装置、总图运输、公用工程系统、热电联产、煤储运转运、辅助生产设施等等,方案二与方案一与方案三相比,需要额外增加污水预处理系统、型煤制备系统、甲烷非催化部分氧化系统以及PSA。为了从这三种方案中筛选出经济指标最为理想的方案,现将几种方案的指标统一化,假设方案一、方案二与方案三二甲醚销售量均为300万t/a,方案一、方案二与方案三副产品均纳入制造成本中,通过计算与比较,可以得出各个方案的生产成本。目前国际油价为97.22美元/桶,那么可以得出方案一、方案二与方案三的成本价格差别不大。

4 煤制甲醇煤气化技术方案的比较

4.1 原料适应性比较 在使用多喷嘴对置式水煤浆气化工艺时,应该保证原料煤的成浆性,这样就可以有效的优化气化装置的工作效益,同时,还要控制好灰熔点FT,不宜过高,灰熔点FT过高会影响设备的寿命,此外,还要采取科学的方法提高原料煤成浆性。对于BGL而言,技术的关键就是控制好煤熔渣气化工艺,并将煤粒度控制在6-50mm。而Shell粉煤气化工艺则对原料的含水量与灰分要求较高,需要将含水量控制在2%-5%,将灰分控制在10%-30%。

4.2 产品适应性比较 采用多喷嘴对置式水煤浆气化工艺制得的合成气汽气比例为1.4:1,该种方式适宜用于甲醇、合成氨、羧基合成气、氢的生产之中,生产的用途十分广泛;采用BGL煤熔渣气化工艺生产得出的合成气中甲烷质量分数为6%,因此,该种方式适宜用在合成天然气与燃料气的生产中,而使用该种方案时需要额外增加污水预处理系统、型煤制备系统、甲烷非催化部分氧化系统以及PSA,以便收集合成气体中的甲烷,因此,这种方案的资金投入较高,也较为复杂;Shell工艺使用的是废锅流程,在变换的过程中需要低水汽比变换流程、水蒸汽等,这就会导致低温甲醇制造负荷增加。

4.3 各个方案资金投入情况分析 从各个方案资金的投入情况来看,多喷嘴对置式水煤浆气化技术是最少的,Shell工艺的投资最大,BGL煤熔渣气化工艺介于两者之间,虽然从理论上而言,Shell工艺不需要增加备炉,但是从国内外的实际生成情况来看,在生产的过程中还是需要增加少量备炉,这就会导致资金的投入量增加。

4.4 各个方案污水处理情况分析 多喷嘴对置式水煤浆气化技术与Shell技术都属于洁净生产技术,废气的排放量少,也容易处理,BGL煤熔渣气化工艺的污水中则含有油、氨与酚,与多喷嘴对置式水煤浆气化技术与Shell技术相比,废水处理量虽然少,但是处理难度较大。目前,我国在污水处理方面相关的工艺还不成熟,考虑到这一因素,在使用BGL工艺时,需要控制好煤种,在试烧完成后才能够进行处理。

5 结语

本文对比了多喷嘴对置式水煤浆气化技术、Shell技术、BGL煤熔渣气化工艺的生产成本与技术要求,从原料、产品与投资方面进行了综合的分析与比较,比较结果显示,在保证原料质量的前提条件之下,多喷嘴对置式水煤浆气化技术最为理想,该种生产方式是值得进行推广与使用的。

参考文献:

[1]冯亮杰,郑明峰,尹晓晖,张骏驰.煤制甲醇项目的煤气化技术选择[J].洁净煤技术,2011(02).

[2]郑洪亮.以褐煤为原料制取甲醇合成气煤气化技术的选择[J].广州化工,2011(05).

[3]赵麦玲.煤气化技术及各种气化炉实际应用现状综述[J].化工设计通讯,2011(01).

煤制甲醇生产工艺范文2

【关键词】煤制甲醇;节能;循环经济

1.引言

要想我国能够维持可持续发展,就必须对我国目前状况下的资源现状进行充分的结合,绝不能仅仅依靠传统的能源来维持发展,还应当对我国的能源结构进行一定程度的调整,走多元化的发展道路。就目前情况而言,我国的煤炭资源较为丰富,走多元化的发展道路不仅可以对煤炭进行合理而有效的利用,同时又能对粗放式开采利用过程中对环境所造成的污染破坏进行一定程度上的减轻。对于甲醇来说,最早是通过木质素以及木材进行一定程度的干馏制备而获得的。自然界中游离的甲醇很少,但在世界基础有机化工原料中,甲醇消耗量却仅次于C2H4,C3H6和C6H6,居于第4位。由此我们可以发现:通过煤制甲醇可以对我国目前状况下化工产业的发展与传统能源短缺之间的矛盾进行较大程度上的缓和。

2.煤制甲醇工艺

2.1联醇生产技术

一些中、小合成氨厂可以在炭化或水洗与铜洗之间进行对于甲醇合成工序的设置,这样一来,就可以同时进行对于合成氨的生产以及对于甲醇的生产,形成一种串联式的联醇工艺。然而,运用这种工艺进行生产时需要满足一定的条件,条件主要为:一般情况下,需要将其压力维持在一定范围之内,同时,保证其控制反应温度在200~300℃之间,并且需要以联醇铜基作为相应的催化剂。联醇的过程有能够实现对于合成氨的有效净化并在一定程度上对相关的资源进行合理的利用,这符合循环经济的发展要求以及可持续发展战略。

2.2焦炉气制甲醇

以焦炉气实现对于甲醇的制取主要是以煤为原料间接进行的。所谓焦炉煤气就是指在生产焦炭的过程中产生的大量副产品,这些焦炉煤气除了部分返回炼焦炉作为加热的燃料以外,传统的利用方式就是作为城市居民的生活用气,但很大一部分燃烧后排入大气,不仅浪费了资源,而且污染了环境。据相关统计指出,2010年中国共生产焦炭3.8亿t,因此伴生的焦炉气产量是巨大的。焦炉气制甲醇存在着一套系统化的工艺流程:首先,将来自焦化厂经过预处理的焦炉煤气送进储气罐缓冲稳压、压缩增压,接着进行加氢转化精脱硫,此即焦炉煤气的净化;然后通过催化或非催化方法将焦炉煤气中的CH4、CmHn转化为合成甲醇的有效气体组分(H2+CO),再通过补碳(即用煤炭制气、压缩、脱硫、脱碳,制成碳多氢少的水煤气加进原料气中)调整原料气的氢碳比,就制成了氢碳比符合甲醇合成所需的合成气; 将合成气压缩增压后送入甲醇合成塔进行合成反应,生成粗甲醇,然后对粗甲醇进行精馏,就制成了煤基清洁能源和用途广泛的有机化工原料精甲醇。在上述工艺流程中,净化与转化是整个焦炉煤气制甲醇的关键技术。

3.煤制甲醇产业发展面临的问题

中国的煤制甲醇项目如雨后春笋般迅速发展,其项目投资巨大,而且对水资源的消耗也较多。据统计,目前国内在建的新型煤化工项目约有30个,总投资达800多亿元,其中甲醇、二甲醚、烯烃以及煤制油的产能都有多增加。这些新增的煤化工项目动辄投资上百亿,但并非每一个大项目都经国家发改委审批过。国家发改委的《关于规范煤化工产业有序发展的通知》中指出,一些地区只重视煤炭转化比例,在引进技术时,没有考证其是否通过了国家相关部门的验证,导致项目建成以后不能正常生产,投入的巨额资金不能发挥效益;有的项目在不考虑产品竞争力的情况下就盲目上马,再加上市场开发的滞后,目前中国的甲醇装置开工率只有50%左右,二甲醚装置也大量闲置,相当一部分企业面临破产倒闭。据统计,2010年全国甲醇总产量只有1587万t,仅占总产能的44%。即使是在甲醇产能严重过剩和国外进口甲醇价格低廉的情况下,产煤大省在审批煤炭开发许可时,仍然要求必须配备煤化工设施,这就意味着必须上马煤制甲醇项目。2010年,国内原计划投产的甲醇在建项目共有25个,新增年产能合计861 万t,这也意味着,2011年中国甲醇产能将超过4000万t。此外,中国还有25个甲醇项目处于拟建或规划阶段,年产能合计高达2440万t。

4.解决措施

4.1对产业链进行一定程度的延长,实现对于相关产业的升级

在有机化工合成工业中,甲醇是仅次于乙烯和芳烃的重要基础原料,在化工、医药等行业都有广泛的应用,其衍生物产品发展前景也很广阔。下表主要显示的是由甲醇制造的下游产品。

从上述表格当中我们可以发现甲醇作为中间原料,可以制备多种化工产品。因此,各种煤炭开采企业或煤化工企业在目前甲醇产量严重过剩的情况下,可以通过将甲醇转化为市场需求较旺盛的下游产品来提高企业的竞争地位。

4.2对政府的引导力度进行进一步增强

煤制甲醇项目是煤化工项目的重要组成部分。作为重要的发展产业,在“十二五”期间,政府也加大了引导力度。目前国家正在制定的《煤炭深加工示范项目规划》被市场视为是煤化工行业的“十二五”规划。既然是示范项目规划就意味着目前高速扩张的煤制甲醇势头能够被有效遏制。同时新的规划鼓励更长链条的煤化工项目,规定新上马的项目必须严格核算转换成本和转化效率,核算不达标的一律禁止上马。

5.结束语

本文主要针对中国煤制甲醇的发展进行一定程度的研究。首先,从联醇生产技术以及焦炉气制甲醇两个方面对煤制甲醇的两条生产线路进行简明扼要的介绍与阐述,然后详细的阐述了目前状况下煤制甲醇技术发展过程当中所存在的一系列问题,然后基于这些问题提出了具体的建议措施。通过煤制甲醇可以对我国目前状况下化工产业的发展与传统能源短缺之间的矛盾进行较大程度上的缓和。

希望我们的分析与研究能够给读者提供参考并带来帮助。

参考文献

[1]葛少英,杨锐.浅谈我国的煤制甲醇技术[J].中国石油和化工标准与质量, 2011,(10) .

[2]唐宏青,郑鸣峰.煤制甲醇浅说[J].甘肃化工,2002,(01) .

[3]董宇涵.煤制甲醇工艺论析[J].化学工程与装备,2009,(12) .

[4]钟曾玲.煤制甲醇工业装置工艺改造措施[J].天然气化工(C1化学与化工), 2011,(03).

煤制甲醇生产工艺范文3

关键词:煤化工 甲醇 工艺 流程 前景 环保

煤制甲醇即以煤为原料的甲醇生产工艺。在工业上,生产甲醇的主要原料为:煤炭、天然气、焦炉气;其次的原料还有以重油、石脑油、焦炉煤气、乙炔尾气等。以煤炭为主生产甲醇,这种结构符合我国油气资源不足、煤炭资源相对丰富的国情。

一、甲醇产业在中国的前景

化工产业的蓬勃发展拉动我国甲醇消费量快速增长。随着甲醇下游产品的开发以及甲醇燃料的推广和应用,甲醇的需求市场进一步扩张。2009年5月,《车用燃料甲醇》及《车用甲醇汽油(M85)》两个国家标准正式,标志着以甲醇为基础调配大比例M85甲醇汽油的时机已经成熟。

通常认识下,高比例甲醇汽油需要汽车改装发动机后才能使用,但一种无需改装发动机就可使用高比例甲醇汽油的新技术——“大比例甲醇催化燃烧技术”也已在国内研发成功,其通过新型的添加剂使高比例甲醇汽油更稳定且适合在普通的汽车发动机上使用,还能改变甲醇汽油在动力、启动、腐蚀等方面的弊端[1]。

二、甲醇的生产原理

甲醇合成是可逆的强放热反应,受热力学和动力学控制,通常在单程反应器中,CO和CO2的单程转化率低,未反应的CO、CO2和H2需与甲醇分离,然后被压缩到反应器中进入一步合成。为了保证反应器出口气体中有较高的甲醇含量,一般采用较高的反应压力。根据采用的压力不同可分为高压法、中压法和低压法三种方法。

1.高压法

即用CO和H2在高温(340~420℃)高压(30.0~50.0MPa)下使用锌-铬氧化物作催化剂合成甲醇。

2.低压法

即用CO和H2为原料在低压(5.0MPa)和275℃左右的温度下,采用铜基催化剂(Cu-Zn-Cr)合成甲醇。但低压法设备体积庞大,生产能力较小。

低压法,目前世界上工业化比较成功的主要有: I.C.I.法合成工艺和鲁奇合成工艺。

3.中压法

为弥补低压法产量低体积大的情况,出现了中压法合成甲醇的工艺流程,它是在低压法基础上开发的在5~10MPa压力下合成甲醇的方法。

三、甲醇的工艺流程

1.大型煤制甲醇的典型流程

由煤经煤气化制取合成气,再由合成气在催化剂条件下合成甲醇。煤与空气的氧化,再煤气化制得高CO的粗煤气,经高温变换将CO变换为H:来实现甲醇合成时所需的氢碳比,再经净化工序将多余的C02和硫化物脱除后即是甲醇合成气,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。

2.煤气化技术路线的选择

2.1煤气化技术按气化炉的形式来划分,主要有固定床、流化床和气流床,大型装置一般选用气流床煤气化。气流床气化具有以下特点:

2.1.1采用

2.1.2气化温度达1400~1600℃,对环保很有利,没有酚、焦油,有机硫很少,且硫形态单一;

2.1.3气化压力可达3.5~6.5MPa,可大大节省合成气的压缩功;

2.1.4碳转化率高,均大于95%,能耗低;

2.1.5气化强度大。

2.1.6但投资均较前两者高得多,尤其是Shell粉煤气化。

从技术先进性、能耗、环保等方面考虑,对于大型甲醇煤气化应选用气流床气化为宜。目前,常用的、技术较成熟的气流床主要有干粉和水煤浆两种;从流程分,又可分为废热锅炉和冷激式流程。

2.2干粉气流床气化技术

该技术的特点是碳的转化率高,气化反应中,所产煤气中CO含量高,H2含量较低,这种煤气的热值较高。另外,这种气化炉均采用水冷壁而不是耐火砖,炉衬的使用寿命长。

2.3水煤浆气流床

适合于大型的水煤浆气化,有Texaco气化和Dow公司的LGTI气化技术。水煤浆气化技术的特点是煤浆带35~40%水人炉,因此氧耗比干粉煤气化约高20%;炉衬是耐火砖,冲刷严重,每年要更换一次;生成C02量大,碳的转化率低,有效气体成份(CO+H2)低;对煤有一定要求,如要求灰分

3.大型甲醇合成装置流程

甲醇合成是比较简短的流程。合成压力一般为7~10MPa,反应温度为210~280℃。由于固定床合成甲醇的转化率低,必需考虑未反应气体的再循环利用。对于大型装置的合成流程可在双塔合成流程和双级合成流程选用。两个合成塔串联的合成流程,可提高单程碳的转化率,减少循环量,使合成塔和下游设备都缩小。两个合成回路串成两级的合成流程,称双级合成流程。

4.大型装置的甲醇合成塔

最近,国内外在30万t/a以上装置使用的甲醇合成塔,虽然塔型较多,归纳起来主要有以下5类,即冷激式甲醇合成塔;冷管式甲醇合成塔;水管式甲醇合成塔;固定管板列管式合成塔;多床内换热式合成塔。

大型化甲醇与国内的联醇与中小型甲醇有很大的差别,在工艺选择时,必需考虑如下问题:

4.1需是低能耗,低三废排放;

4.2必需有高的可靠性,安全性,能长周期运行;

4.3必需具有高的自动化水平;

4.4要考虑有合理、高效的蒸汽动力系统,最好能考虑循环经济。

我国能源资源现状是缺油、少气、富煤。以煤为原料生产甲醇既是我国的先在生产甲醇的主流方式,在将来很长一段时间里,也将会是我国生产甲醇的最主要方式;这在今后一个相当长的时期内不会有大的改变。迎合全球环保的大呼声,利用高硫、劣质煤生产甲醇以及推广使用甲醇汽油,都是节能环保、功在千秋的重大工程。我国利用高硫、劣质煤生产甲醇的技术处于世界前列,且原料来源稳定可靠,已初步形成了规模生产能力。在我国新一代煤化工技术的支撑下,开发推广煤制甲醇的时机已经成熟。

参考文献

[1]《高比例甲醇汽油应用获突破 甲醇价格或将上涨》.中国证券报.2012年3月14日

[2]刘方斌.《甲醇工业前途无量》.中国化工报;2003年

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关键词:甲醇;生产工艺;发展现状

【分类号】:TU855

前言

甲醇作为工业生产中的基本化工原料之一,具有很多用途,不仅能够作为许多有机物的溶剂,还能够用于生产制造甲酸、甲基叔丁基醚以及对苯二甲酸二甲酯等有机化工产品。除此之外,甲醇还能够掺入汽油中或者直接代替汽油使用,当做工业生产或者日常生活中的新型燃料。所以,甲醇在医药、轻纺、化学、农药以及化学工业等方面都有非常广泛的用途,具有较好的发展前进。但是近年来新家的甲醇项目也在大量的涌现,国家需要对甲醇在建以及扩展的规模作出适当的控制,确保甲醇市场的供需平衡。

一、甲醇的主要生产工艺

甲醇在工业生产生是一种非常重要的化工产品与有机原料,在工业使用上的消耗量仅次于苯、乙烯和丙烯这三类原料。能够使用甲醇生产的化工产品主要有甲醛、甲胺以及醋酸等。除此之外,甲醇还能够用来当做汽车的代用能源,具有非常大的经济效益。利用甲醇制取烯烃是目前世界上研究出来的最新的烯烃的制取途径,可以缓解使用乙烯、丙烯来制取烯烃的过程中过分依赖石油中原料资源来提炼的问题。由于在甲醇的生产过程中,一般都是使用煤炭和天然气作为原料,而我国作为世界上煤炭储量比较丰富的国家之一,甲醇的生产在我国具有较好的市场发展前景。

(一) 合成气的制造

合成气指的是把一氧化碳和氢气两种气体合成到一起,一般制造合成气的方法有三种。第一种是煤气化法,这种方法是使用煤炭作为合成气的原料,用来制造甲醇。第二种方法是天然气蒸汽转化法,这种方法是目前国内外使用的主要方法,是使用天然气作为合成的原料。选择这种方法是因为其有很多的优点,例如,投入的成本低、运输方便以及操作简单等。第三种方法是重油部分氧化法,使用的原料是重油、渣油之类的油品,然后使用壳牌系或者是德士古系的方法把油品部分氧化,从而制造成生产甲醇所需使用的合成气。其中,壳牌系的方法需要使用中压气化技术,而德士古系方法需要使用高压气化技术。

(二)合成甲醇的方法

在国内外大规模生产甲醇的工厂中,使用最多的有五种方法,分别是高压法、中压法、节能型低压法、MGC低压法以及低压法。但是对于我国而言,大部分引进装置使用的是低压法,而小规模生产甲醇的工厂则使用的是高压法。低压法比高压法具有更多的优点,所需要的投资比较少,使用设备的费用也较低,员工操作的费用也比较低,并且低压法生产出的产品纯度高,所消耗的能量比较少。因此,我国的工厂主要是采用低压法来生产甲醇,并且还对催化剂的性能做出了一些改进,使我国的甲醇生产取得了更好的发展。国内外一般合成甲醇的方法有以下几种。

第一,鲁奇渣油联醇法是我国目前合成甲醇技术比较成熟的方法,具有一个非常突出的有点,就是热利用率高,可以从最大限度上利用能源,节约能源的消耗。

第二,中压法在生产工艺上与低压法的生产过程基本上相同,唯一的区别就是低压法在综合指标与所需要的费用上比中压法的高一些,但是就目前的情况来看,世界上已经有很多公司都在中压法的工艺上取得了显著的进步。

第三,世界上甲醇工业生产使用最为广泛的工艺就是ICI低压法,这种工艺的生产过程为:首先对气体进行精馏和合成,然后做脱硫、压缩工作,最后将气体转化为甲醇。这种工艺有很多显著的优点,能够充分利用能源的反应热,生产出来的甲醇产品的纯度较高,操作方法比较简单可靠。

第四,高压法适合与大规模的生产,但是因为这种生产工艺所需投入的成本比较高,所消耗的能源很多,操作条件相对比较复杂、苛刻,所以现在也已经逐渐的被中压法和低压法所替代。

二、甲醇原料气的制造与净化技术的现状和建议

(一)甲醇生产工艺的现状

由于欧美国家的天然气储存量非常丰富,因此这些国家大部分都是运用天然气作为原料来生产甲醇。我国的天然气资源相对比较缺乏,但是煤炭的储存量比较丰富,所以我国的企业主要是使用煤炭作为原料来生产甲醇,生产能力大约占甲醇总生产里的60%,其次是天然气的生产力占35%。近些年来我国越来越多的企业也开始使用焦炉气和煤层气等一些原料来生产甲醇,这些装置在我国国内目前已经大约有85%。因为我国资源的储存情况是煤炭比较多,石油、天然气的储存量比较缺乏,因此,我国今后甲醇的生产路线还是会以煤炭为主。

(二)甲醇生产工艺的建议

为了使我国的甲醇和行相关的加工产品能够参与到激烈的国际市场竞争中,并且能够积极的抵御国外市场的冲击,我国的甲醇企业就应该做一些踏实的工作,敢于面对现实,吸取历史的教训,做好新的决策。在新建甲醇生产工厂时需要考虑以下四点建议:第一,应该使用我国储存量比较丰富并且价格比较便宜的原料,例如我国的煤炭和天然气;第二,要使用投入少、能耗低、操作简单安全的先进技术;第三,在建甲醇厂时需要确定较大的规模,在有条件的情况下可以把厂址选到煤炭或者天然气的产地,这样能够降低生产成本与资金投入,提高企业的经济效益。第四,所购买的甲醇装置需要与下游产品配套,从而提高企业的综合效益。

结语

由于我国煤炭与天然气的储存量比较丰富,为我国甲醇工业的发展奠定了良好的先决条件。但是目前我国的甲醇企业的生产面临着严峻的挑战,企业需要改进生产工艺,积极做好规模调整,才能够促进我国甲醇工业的发展,提高国际市场竞争力。

参考文献

[1]董秀勤.甲醇生产工艺技术简介[J].内蒙古石油化工,2007,07:38-39.

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关键词 甲醇;发展现状;生产工艺

中图分类号O6 文献标识码A 文章编号 1674-6708(2013)96-0113-02

0引言

随着化学工业的蓬勃发展,甲醇的作用日益凸现出来。在生活中,甲醇日益受到重视,它既可以作为燃料,又可以作为有机化工原料,被广泛应用到国防工业、染料、涂料、有机合成、医药、农药等领域。最近二十年来,甲醇生产得到了突飞猛进的发展,技术指标不断完善,生产工艺逐步成熟,生产规模逐年扩大,生产技术逐年提高,尤其是近年来大量地应用和开发甲醇柴油、甲醇汽油,使得其在经济性、技术性上都是一种较强的代用燃料。目前全球甲醇需求量平均每年增加3.46%,预计到2015年全球甲醇生产量将达到5040万吨。未来驱动全球甲醇市场快速增长的主要动力将会是二甲醚(DME)和甲醇制烯烃(MT0/MTP),而中国将会是全球甲醇需求较多的地区,甲醇生产的重要性由此可见一斑,本文就甲醇的生产工艺及其发展现状进行探讨。

1 甲醇的生产工艺

甲醇是一种极其重要的化工产品和有机化工原料,甲醇消费量仅仅只次于苯、丙烯、乙烯。可以利用甲醇来生产各种有机化工产品,如醋酸、甲胺、甲醛等。同时,甲醇可以作为汽车代用能源,甲醇制烯烃能够与轻柴油制烯烃和石脑油制烯烃所取得的经济效益大致相当。甲醇制烯烃开辟出一条新的烯烃生产途径,能够有效地改善过去丙烯、乙烯生产时过度依赖石油轻烃原料资源的问题。

我国是世界煤炭较为丰富的国家之一,在甲醇生产中,原料大多采用煤和天然气。甲醇生产工艺有两种,分别是联产甲醇和单产甲醇,联产甲醇可以结合城市煤气联产甲醇,也可以利用化工厂尾气联产甲醇,还可以通过在合成氨装置联产甲醇。

甲醇的生产工艺过程可以分为三部分,分别是甲醇精制、甲醇合成、合成气(一氧化碳和氢)的制造。

1.1合成气的制造

第一,煤气化法。通过煤作为原料来合成气,用以生产甲醇。

第二,天然气蒸汽转化法。这种方法的原料选择天然气,目前已经成为了国内外主要的发展方向,这种方法的优点在于操作简单、运输方便、成本低、投资少。

第三,重油部分氧化法。这种方法的原料选择渣油、重油、石脑油等油品通过壳牌系和德士古系方法来将其部分氧化制合成气,用以生产甲醇。壳牌系采用中压气化技术,德士古系采用高压气化技术。

1.2 甲醇的合成方法

目前国内外大规模工业生产甲醇的方法主要有:高压法(德国巴斯夫(BASF)公司)、节能型低压法(丹麦托普索公司)、MGC低压法(日本三菱瓦斯化学公司)、中压法、低压法(德国鲁奇(Lur—gi)公司及美国卜内门(ICI)公司)。我国目前来说,引进装置大多采用低压法,小规模甲醇生产装置则主要采用高压法。低压法与高压法相比,具有较为突出的优点,分别是设备费用低、产品纯度高、操作费用低、能量消耗少。所以,在国内采用低压法生产甲醇的企业较多,且还改进了催化剂的性能,取得了较好的发展。

鲁奇渣油联醇法。

目前我国的齐鲁石化公司就正在采用鲁奇渣油联醇法,这种方法在技术上是较为成熟的,且其最为突出的优点就是:热利用率高,能够最大限度地利用能源。

第二,中压法。

中压法在工艺过程上与低压法几乎是相同的,但是区别就在于在综合指标和投资费用上都要略高于中压法,目前来看,日本三菱瓦斯化学公司、丹麦托普索公司、(ICI)公司目前都已经在中压法方面取得了较大的进步。

第三,ICI低压法。

目前全球甲醇工业大量采用ICI低压法来合成生产甲醇,其工艺过程为:精馏、合成、脱硫、压缩、转化。较为突出的特点就在于:可以对反应热进行充分利用,产品纯度高,操作可靠,开车简单。

第四,德国巴斯夫公司的高压法。

德国巴斯夫公司的高压法是全球最早开始实现工业化大规模生产的甲醇生产工艺,但是由于其成本高、能耗大、操作条件苛刻,目前正在逐步地被低压法、中压法所代替。

1.3甲醇的发展现状

我国是从小甲醇生产来起家,最早是开始于1957年,我国目前生产能力达到200kt/a的甲醇生产装置分别分别在陕西榆林天然气公司和上海焦化有限公司等地,与此同时,还有一套180kt/a装置,由苏里格天然气化工股份有限公司(内蒙古)所建设。最近20年来,甲醇生产得到了突飞猛进的发展,技术指标不断完善,生产工艺逐步成熟,生产规模逐年扩大,生产技术逐年提高,尤其是近年来大量地应用和开发甲醇柴油、甲醇汽油,使得其在经济性、技术性上都是一种较强的代用燃料。1998~2005年,我国甲醇总产量平均每年会增长19.8%,但是装置开工率不高,只能达到40%~55%。而在2003年以来,由于全球甲醇市场走高,甲醇价格高、需求旺盛,故装置开工率达到了高峰,2005年为77%,2004年为73%,但是我国甲醇生产存在一个致命的问题,那就是多数甲醇联醇产品成本高、装置规模小、国际市场竞争力较为缺乏,这样一来就造成了开工严重不足。近年来国家将甲醇生产上升到国家战略安全的场面,与此对于大型甲醇项目的建设极为关注,尤其是在天然气产地和煤产地。目前国内甲醇在建项目产能已经达到了10000kt/a以上。

参考文献

[1]曹凯,冯霄.不同原料制甲醇的能值分析与比较[J].化工进展,2006(12).

[2]赵静.焦炉煤气制甲醇工艺的概述[J].黑龙江冶金,2006(4).

[3]王景超,张善元,白添中.焦炉煤气制取甲醇合成原料气技术评述[J].煤化工,2006(5).

煤制甲醇生产工艺范文6

1、甲醇生产工艺的发展

1923年德国BASF公司首先用合成气在高压下实现了甲醇的工业化生产,直到1965年,这种高压法工艺是合成甲醇的唯一方法。1966年英国ICI公司开发了低压法工艺,接着又开发了中压法工艺。1971年德国的Lurgi公司相继开发了适用于天然气-渣油为原料的低压法工艺。由于低压法比高压法在能耗、装置建设和单系列反应器生产能力方面具有明显的优越性,所以从70年代中期起,国外新建装置大多采用低压法工艺。世界上典型的甲醇合成工艺主要有ICI工艺、Lurgi工艺和三菱瓦斯化学公司(MCC)工艺。目前,国外的液相甲醇合成新工艺具有投资省、热效率高、生产成本低的显著优点,尤其是LPMEOHTM工艺,采用浆态反应器,特别适用于用现代气流床煤气化炉生产的低H2/(CO+CO2)比的原料气,在价格上能够与天然气原料竞争。

我国的甲醇生产始于1957年,50年代在吉林、兰州和太原等地建成了以煤或焦炭为原料来生产甲醇的装置。60年代建成了一批中小型装置,并在合成氨工业的基础上开发了联产法生产甲醇的工艺。70年代四川维尼纶厂引进了一套以乙炔尾气为原料的95kt/a低压法装置,采用英国ICI技术。1995年12月,由化工部第八设计院和上海化工设计院联合设计的200kt/a甲醇生产装置在上海太平洋化工公司顺利投产,标志着我国甲醇生产技术向大型化和国产化迈出了新的一步。2000年,杭州林达公司开发了拥有完全自主知识产权的JW低压均温甲醇合成塔技术,打破长期来被ICI、Lurgi等国外少数公司所垄断拥的局面,并在2004年获得国家技术发明二等奖。2005年,该技术成功应用于国内首家焦炉气制甲醇装置上。

南京国昌化工科技有限公司研发的GC型轴径向低压甲醇合成塔技术,通过了中国石油和化学工业协会组织的鉴定。专家认为该甲醇合成塔结构新颖、设计合理,属国内首创,填补了我国轴径向低压甲醇合成塔的空白。该项目为我国甲醇工业提供了一种技术先进、造价低且易于大型化的新型合成装置。该技术已于2003年底在山东久泰化工科技有限公司5万吨/年低压甲醇装置上首次运用成功。

2、甲醇原料的发展

自1923年开始工业化生产以来,甲醇合成的原料路线经历了很大变化。20世纪50年代以前多以煤和焦碳为原料;50年代以后,以天然气为原料的甲醇生产流程被广泛应用;进入60年代以来,以重油为原料的甲醇装置有所发展。对于我国,从资源背景看,煤炭储量远大于石油、天然气储量,随着石油资源紧缺、油价上涨,因此在大力发展煤炭洁净利用技术的背景下,在很长一段时间内煤是我国甲醇生产最重要的原料。

二、甲醇应用状况

近年来,我国甲醇需求增长平稳,一部分来自于传统应用领域,如甲醛生产等,而新应用领域如醋酸及MTBE等则支撑着甲醇需求的增长。广义地说,甲醇应用可分为两大应用领域,即MTBE和化工应用,MTBE曾经是甲醇需求快速增长的主要带动者,但现在也有逐年减弱的趋势。

甲醇的主要应用领域是生产甲醛,甲醛可用来生产胶粘剂,主要用于木材加工业,其次是用作模塑料、涂料、纺织物及纸张等的处理剂,其中用作木材加工的胶粘剂约占其消费总量的80%。甲醛需求的增长速度和国民生产总值的增长速度密切相关。甲醛还用来生产缩醛树脂和特种化学品的1,4-丁二醇,其增长速度很快,但不会显著改变甲醛的总体需求状况。

醋酸消费约占全球甲醇需求的7%,可生产醋酸乙烯、醋酸纤维和醋酸酯等,其需求与涂料、粘合剂和纺织等方面的需求密切相关。

甲基丙烯酸甲酯约占全球甲醇需求的2%~3%,主要用来生产丙烯酸板材、表面涂料和模塑树脂等,预计发达国家的增长速度比较适中,而亚洲地区的增长速度较快。

甲醇不仅是重要的化工原料,而且还是性能优良的能源和车用燃料。甲醇与异丁烯反应得到MTBE,它是高辛烷值无铅汽油添加剂,亦可用作溶剂。自1973年第一套100kt/a装置建成投产以来,它已成为世界上仅次于甲醛的第二大甲醇消费大户。甲基叔戊基醚(TAME)也是重要的汽油含氧添加剂,由于历史原因,总产量还不大。

在寻求汽油替代燃料的过程中,醇醚燃料具有较大的应用潜力。醇醚燃料是指甲醇和二甲醚按一定比例配制而成的新型液体燃料,燃烧效率和热效率均高于液化气。由于二甲醚的挥发性好,该燃料有效地克服了甲醇燃料不易点燃、需空气充压、外加预热器及安全运输等方面的缺点。甲醇也可以直接作为汽车燃料使用。

三、甲醇市场状况

自2002年年初以来,我国甲醇市场受下游需求强力拉动,以及生产成本的提高,甲醇价格一直呈现一种稳步上扬走势。甲醇市场价格最高涨幅超过100%,甲醇生产的利润相当丰厚,效益好的厂家每吨纯利超过了1000元/吨,因而甲醇生产厂家纷纷扩产和新建,使得我国甲醇的产能急剧增加。

目前在建或拟建的大型甲醇项目主要有:中海石油化学有限公司在海南建设的年产180万吨甲醇项目,其中第一期工程为年产60万吨甲醇;山西焦化集团有限公司年产12万吨的甲醇技术改造项目;内蒙古鄂尔多斯市华建能源化工有限公司的年产100万吨甲醇项目,其中第一期工程年产40万吨甲醇;我国陕西榆林天然气化学工业公司在陕西榆林的30万吨/年甲醇装置,建成后,甲醇生产能力将增加到73万吨/年;山东兖州煤业股份有限公司在陕西榆林投资建设年产230万吨甲醇工程,其中一期工程为年产60万吨甲醇;哈尔滨气化厂的年产25万吨的新建甲醇装置,新装置建成后,该厂的甲醇生产能力将接近40万吨/年;香港建滔化工集团与重庆长寿化工园合资建造的年产75万吨甲醇项目,重庆化医控股(集团)公司与日本三菱化工合资兴建的年产85万吨甲醇项目,届时重庆的甲醇总产量将达到200万吨,长寿化工园也将成为全国最大的天然气化工基地。据粗略统计,这些新建甲醇装置如果全部建成投产,新增加的年产能至少在500万吨以上,将对我国甲醇市场供求关系产生明显的影响。

四、甲醇发展方向

甲醇是极为重要的有机化工原料,在化工、医药、轻工、纺织及运输等行业都有广泛的应用,其衍生物产品发展前景广阔。目前甲醇的深加工产品已达120多种,我国以甲醇为原料的一次加工产品已有近30种。在化工生产中,甲醇可用于制造甲醛、醋酸、氯甲烷、甲胺、甲基叔丁基醚(MTBE)、聚乙烯醇(PVA)、硫酸二甲酯、对苯二甲酸二甲酯(DMT)、二甲醚、丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸甲醇等。

以甲醇为中间体的煤基化学品深加工产业:从甲醇出发生产煤基化学品是未来C1化工发展的重要方向。比如神华集团发展以甲醇为中间体的煤基化学品深加工,利用先进成熟技术,发展“甲醇-醋酸及其衍生物”;利用国外开发成功的MTO或MTP先进技术,发展“甲醇-烯烃及衍生物”的2大系列。

作为替代燃料:近几年,汽车工业在我国获得了飞速发展,随之带来能源供应问题。石油作为及其重要的能源储量是有限的,而甲醇燃料以其安全、廉价、燃烧充分,利用率高、环保的众多优点,替代汽油已经成为车用燃料的发展方向之一。我国政府已充分认识到发展车用替代燃料的重要性,并开展了这方面的工作。

随着C1化工的发展,由甲醇为原料合成乙二醇、乙醛和乙醇等工艺正日益受到重视。甲醇作为重要原料在敌百虫、甲基对硫磷和多菌灵等农药生产中,在医药、染料、塑料和合成纤维等工业中都有着重要的地位。甲醇还可经生物发酵生成甲醇蛋白,用作饲料添加剂,有着广阔的应用前景。

五、甲醇行业存在的问题

甲醇作为基础原料产品近年来全球消费稳定增长,据统计2004年全球甲醇消费量超过了3350万吨。从2001年到2004年的年平均增长速度在3.6%。在近两年强势的能源价格支撑下,全球石化产业处于景气周期,甲醇行业也处在健康良性的发展轨道上,但是我们也不能忽视了潜在的不利因素。

1、成本增加隐患渐现

有资料显示,近几年来,我国国内甲醇产量逐年提高,从2000年的近200万吨增长到了2004年的约430万吨,其中最近3年增速尤为明显。与产量增长相对应,我国甲醇进口量已从2002年最高的180万吨减少到了2004年的136万吨。也就是说,中国甲醇市场对进口产品的依赖度在减小,国产甲醇越来越占主导地位,然而这并不意味着我国的甲醇市场是游离于国际甲醇市场之外的一个封闭市场。事实上,国际甲醇市场的变化对我国甲醇市场有着很明显的影响--国内外甲醇的价差会影响进出口的方向,外盘的价格波动也会对国内市场产生联动影响。

六、甲醇行业的发展建议

在世界基础有机化工原料中,甲醇消费量仅次于乙烯、丙烯和苯,是一种很重要的大宗化工产品。作为有机化工原料,用来生产各种有机化工产品。虽然目前世界甲醇市场已供大于求,而且新建装置还将继续建成投产,但是根据专家对汽车代用能源的预测,甲醇是必不可少的替代品之一。另外,甲醇下游产品的开发也会进一步促进甲醇工业的发展,因此,甲醇工业的发展前景还是比较乐观的。

1生产装置大型化

我国甲醇工业目前还在一定程度上面临着进口产品的冲击,原因是国内大部分装置规模小、技术落后、能耗高,造成生产成本高,无法与国外以天然气为原料的大型或超大型甲醇装置抗衡;另一方面,通过多年来技术引进及国内科研院所、高校的研究开发,目前我国甲醇工业已基本使用了国外各种类型的传统低压气相法反应装置;催化剂研制也达到国际最高水平;新工艺的研究也有较大的进展,主要问题在于装置的大型化。

2重视新技术加大基础研究工作

液相甲醇合成工艺具有技术和经济双重优势。在不远的将来会与气相合成工艺在工业上竞争,并会趋于完善,循着类似低压法代替高压法的历程逐渐取代气相合成工艺。因此,应加大对液相合成工艺研究开发力度,一定要开发出自主的先进成套技术。CO2加氢合成甲醇、甲烷直接合成甲醇是甲醇工业的热点开发技术,一方面要跟踪国外先进技术;另一方面应加大基础研究工作,尤其是催化剂的研究开发。

3谨慎投资避免盲目建设