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煤制甲醇生產工藝范文1
中圖分類號O6 文獻標識碼A 文章編號 1674-6708（2013）96-0113-02
0引言
隨著化學工業的蓬勃發展，甲醇的作用日益凸現出來。在生活中，甲醇日益受到重視，它既可以作為燃料，又可以作為有機化工原料，被廣泛應用到國防工業、染料、涂料、有機合成、醫藥、農藥等領域。最近二十年來，甲醇生產得到了突飛猛進的發展，技術指標不斷完善，生產工藝逐步成熟，生產規模逐年擴大，生產技術逐年提高，尤其是近年來大量地應用和開發甲醇柴油、甲醇汽油，使得其在經濟性、技術性上都是一種較強的代用燃料。目前全球甲醇需求量平均每年增加3.46%，預計到2015年全球甲醇生產量將達到5040萬噸。未來驅動全球甲醇市場快速增長的主要動力將會是二甲醚（DME）和甲醇制烯烴（MT0/MTP），而中國將會是全球甲醇需求較多的地區，甲醇生產的重要性由此可見一斑，本文就甲醇的生產工藝及其發展現狀進行探討。
1 甲醇的生產工藝
甲醇是一種極其重要的化工產品和有機化工原料，甲醇消費量僅僅只次于苯、丙烯、乙烯。可以利用甲醇來生產各種有機化工產品，如醋酸、甲胺、甲醛等。同時，甲醇可以作為汽車代用能源，甲醇制烯烴能夠與輕柴油制烯烴和石腦油制烯烴所取得的經濟效益大致相當。甲醇制烯烴開辟出一條新的烯烴生產途徑，能夠有效地改善過去丙烯、乙烯生產時過度依賴石油輕烴原料資源的問題。
我國是世界煤炭較為豐富的國家之一，在甲醇生產中，原料大多采用煤和天然氣。甲醇生產工藝有兩種，分別是聯產甲醇和單產甲醇，聯產甲醇可以結合城市煤氣聯產甲醇，也可以利用化工廠尾氣聯產甲醇，還可以通過在合成氨裝置聯產甲醇。
甲醇的生產工藝過程可以分為三部分，分別是甲醇精制、甲醇合成、合成氣（一氧化碳和氫）的制造。
1.1合成氣的制造
第一，煤氣化法。通過煤作為原料來合成氣，用以生產甲醇。
第二，天然氣蒸汽轉化法。這種方法的原料選擇天然氣，目前已經成為了國內外主要的發展方向，這種方法的優點在于操作簡單、運輸方便、成本低、投資少。
第三，重油部分氧化法。這種方法的原料選擇渣油、重油、石腦油等油品通過殼牌系和德士古系方法來將其部分氧化制合成氣，用以生產甲醇。殼牌系采用中壓氣化技術，德士古系采用高壓氣化技術。
1.2 甲醇的合成方法
目前國內外大規模工業生產甲醇的方法主要有：高壓法（德國巴斯夫（BASF）公司）、節能型低壓法（丹麥托普索公司）、MGC低壓法（日本三菱瓦斯化學公司）、中壓法、低壓法（德國魯奇（Lur—gi）公司及美國卜內門（ICI）公司）。我國目前來說，引進裝置大多采用低壓法，小規模甲醇生產裝置則主要采用高壓法。低壓法與高壓法相比，具有較為突出的優點，分別是設備費用低、產品純度高、操作費用低、能量消耗少。所以，在國內采用低壓法生產甲醇的企業較多，且還改進了催化劑的性能，取得了較好的發展。
魯奇渣油聯醇法。
目前我國的齊魯石化公司就正在采用魯奇渣油聯醇法，這種方法在技術上是較為成熟的，且其最為突出的優點就是：熱利用率高，能夠最大限度地利用能源。
第二，中壓法。
中壓法在工藝過程上與低壓法幾乎是相同的，但是區別就在于在綜合指標和投資費用上都要略高于中壓法，目前來看，日本三菱瓦斯化學公司、丹麥托普索公司、（ICI）公司目前都已經在中壓法方面取得了較大的進步。
第三，ICI低壓法。
目前全球甲醇工業大量采用ICI低壓法來合成生產甲醇，其工藝過程為：精餾、合成、脫硫、壓縮、轉化。較為突出的特點就在于：可以對反應熱進行充分利用，產品純度高，操作可靠，開車簡單。
第四，德國巴斯夫公司的高壓法。
德國巴斯夫公司的高壓法是全球最早開始實現工業化大規模生產的甲醇生產工藝，但是由于其成本高、能耗大、操作條件苛刻，目前正在逐步地被低壓法、中壓法所代替。
1.3甲醇的發展現狀
我國是從小甲醇生產來起家，最早是開始于1957年，我國目前生產能力達到200kt/a的甲醇生產裝置分別分別在陜西榆林天然氣公司和上海焦化有限公司等地，與此同時，還有一套180kt/a裝置，由蘇里格天然氣化工股份有限公司（內蒙古）所建設。最近20年來，甲醇生產得到了突飛猛進的發展，技術指標不斷完善，生產工藝逐步成熟，生產規模逐年擴大，生產技術逐年提高，尤其是近年來大量地應用和開發甲醇柴油、甲醇汽油，使得其在經濟性、技術性上都是一種較強的代用燃料。1998～2005年，我國甲醇總產量平均每年會增長19.8%，但是裝置開工率不高，只能達到40%～55%。而在2003年以來，由于全球甲醇市場走高，甲醇價格高、需求旺盛，故裝置開工率達到了高峰，2005年為77%，2004年為73%，但是我國甲醇生產存在一個致命的問題，那就是多數甲醇聯醇產品成本高、裝置規模小、國際市場競爭力較為缺乏，這樣一來就造成了開工嚴重不足。近年來國家將甲醇生產上升到國家戰略安全的場面，與此對于大型甲醇項目的建設極為關注，尤其是在天然氣產地和煤產地。目前國內甲醇在建項目產能已經達到了10000kt/a以上。
參考文獻
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煤制甲醇生產工藝范文2
關鍵詞：鐵鉬過氧化法 甲醛 吸收單元 流程 優化
一、引言
甲醛作為一種重要的化工原料，用途十分廣泛，不但可以直接用作消毒、殺菌、防腐劑，而且可以作為有機合成、合成材料、涂料、橡膠、人造板、合成樹脂、表面活性劑、塑料、皮革、造紙、染料、制藥、照相膠片、農藥等行業的重要原料，其衍生產品主要有多聚甲醛、聚甲醛、酚醛樹酯、脲醛樹酯、氨基樹酯、烏洛托產品及多元醇類等。生產甲醛的方法主要有低級烷烴氧化制甲醛及甲醇空氣催化氧化制甲醛。低級烷烴直接氧化制甲醛是屬于非選擇性的氧化反應，副產物多，目前工業上大量采用的是甲醇氧化法。各種甲醛生產工藝具有不同的優缺點，鐵鉬過氧化法生產甲醛工藝具有轉化效率高等優點，應用更為廣泛[1，2]。筆者以自己所參與主持的某甲醇生產項目為例，對采用鐵鉬過氧化法通過甲醇生產濃度37%-55%的甲醛的生產工藝流程進行探討，提出鐵鉬過氧化法生產甲醛吸收單元流程優化方法，以提高甲醛生產效率，增加企業生產效益。
二、甲醛主要生產工藝概述
甲醛是一種多用途的基本有機化工原料，可用于生產脲醛、酚醛、丁二醇、季戊四醇、多聚甲醛等多種有機化工產品。目前我國是世界上最大的甲醛生產國，也是最大的甲醛消費國。與國際先進技術相比，我國無論是在生產，還是下游產品研發方面均存在較大差距。目前，甲醛主要生產工藝有銀催化劑法、鐵鉬催化劑法兩種。
1.銀催化劑法
銀法工藝的歷史長，以德國BASF公司技術為代表。其優點是工藝成熟，流程較短，投資少，電耗較低，熱量可充分利用，單系列生產能力大；缺點是甲醇消耗較高，催化劑壽命較短，產品甲醛溶液中殘留的甲醇和甲酸等雜質較多。目前世界甲醛中生產能力約70%的裝置采用該生產工藝。因銀的來源不同，該工藝又可分為電解銀催化劑（又稱為中國銀法）和浮石銀法；按尾氣是否循環，又可分為循環工藝和非循環工藝。同時對甲醛溶液的要求不同和企業自身特點，生產工藝略有差別，最具代表性的工藝有英國ICI、日本MGC和法國煤化學生產工藝。
2.鐵催化劑法
采用鐵鉬法生產工藝，可生產37%～55%的甲醛產品。與銀法生產工藝相比，鐵鉬法可不設甲醇回收塔。由于采用過量空氣，每摩爾甲醇蒸氣需要13 mol的空氣，才能保證裝置的安全運行，大量的空氣，使得裝置的所有設備和管道與銀法相比要大得多。這也是鐵鉬法工藝的投資比銀法高得多的主要原因。對于小規模的生產裝置，鐵鉬法的經濟效益不如銀法，因此鐵鉬法適合50kt/a以上的較大型甲醛裝置。鐵鉬法工藝的優點是甲醇轉化率可達95%～99%，甲醇消耗低、催化劑壽命長可達一年以上；副產蒸汽多，產品濃度高，可達55%～58%，產品醇含量低，可直接用于下游產品的生產，雜質較少。缺點是工藝流程較長，投資相對較大，電耗較高。目前世界上采用鐵鉬法的生產裝置約30%，最具代表性的生產工藝是Perstorp Formox工藝和TopsΦe工藝。
三、鐵鉬催化法生產甲醛基本原理及主要工藝
1.反應原理
鐵鉬催化法生產甲醛主要發生主反應和副反應。
其中副反應3、4對主反應生成甲醛的收率有一定影響。CO2的生成主要發生在催化劑層中，是平行反應的產物；而CO和甲酸主要是脫離催化劑層后生成的，是甲醛深度氧化的連串反應產物。對CO2的抑制，尚無有效防止方法；但對脫離催化劑層后深度氧化的連串副反應，則可以通過讓反應物急速冷卻的方法加以控制。對于甲醇氧化制甲醛的反應，若單獨以氧化鉬作催化劑，反應選擇性好，但轉化率太低，只有Fe-Mo氧化物以適當比例制成的催化劑才能取得滿意的效果。
2.工藝條件
2.1反應溫度
鐵-鉬催化劑導熱性能差，不耐高溫，必須嚴格控制反應溫度。工藝上要求操作溫度比催化劑允許的最大使用溫度（即制備時焙燒溫度）低20～40℃，即在380℃以下操作。溫度超過480℃時，催化劑活性被破壞。甲醇進料濃度對氧化溫度的影響很敏感，甲醇濃度絕對值增加0.1%，反應熱點溫度大約升高5℃，因此要保持原料氣中甲醇濃度恒定。溫度較低時，甲醇的轉化率較低，甲醛的收率也不高，隨著溫度的增加，二者均提高。在300～360℃之間，甲醛單程收率可達90%左右，但溫度太高，CO收率上升，而甲醛單程收率下降，所以選擇反應溫度在350℃左右。
2.2 原料配比
在一定濃度范圍內（3%～8%），甲醇在空氣混合氣中的配比對甲醛和CO收率無顯著影響，但甲醇操作濃度太低，生產能力受限制。工業上通常采用在甲醇和空氣混合物爆炸區下限濃度的最高值下進行安全生產，即原料中甲醇的操作濃度一般應在6%（體積）左右。氧化反應具有高空速、放熱大的特點，若采用流化床反應器，可提高甲醇操作濃度，使生產能力大幅度增加。
2.3 接觸時間
接觸時間對產物分布的影響十分明顯，如果接觸時間太短，則轉化率太低；隨著接觸時間的延長，甲醇轉化率提高，甲醛收率也提高，但是副產物CO和甲酸的收率也提高，所以操作中選擇不能太長的接觸時間[3]。即在鐵-鉬催化劑上用過量空氣氧化甲醇，適宜于在高空速條件下進行，常用的接觸時間為0.2～0.5s。
3.工藝流程
鐵鉬催化甲醇空氣氧化法生產甲醇的工藝流程如圖1所示。甲醇與空氣及循環尾氣通過氣化器1氣化加熱后進入列管式固定床反應器2。在催化劑作用下發生氧化反應，反應溫度控制在300～360℃。反應氣體離開反應器后經冷卻器4迅速冷卻，以避免副反應發生。
冷卻器用水冷卻反應氣體，產生蒸汽供氣化器用。在反應器中甲醇氧化產生的熱量由管間傳熱介質帶走，至廢熱鍋爐產生2MPa蒸汽。傳熱介質利用熱虹吸作用自然循環，既回收熱量，又利于控制溫度[4，5]。
經冷卻后的反應氣體進入吸收塔5，氣體中甲醇被逆流而下的工藝水吸收。通過調節噴淋水量，可得到60%以下任何濃度的甲醛水溶液。吸收過程的熱量和反應氣體余熱被吸收塔內的冷卻系統帶走。本法所得到的甲醛溶液通常只含0.02%以下的甲酸，無需再處理即可作為商品。吸收塔頂的未冷凝氣體小部分放空，其余循環回到反應原料氣中，以提高產品回收率。
四、鐵鉬過氧化法生產甲醛吸收單元流程優化
國內采用鐵鉬過氧化法生產甲醛的廠家有十余家，比如：山東德州的華魯恒升、青島平度、煙臺萬華、南通江天、浙江愛麗得、四川樂山、云南云天化、山西三維等等。筆者曾參與主持某鐵鉬過氧化法通過甲醇生產濃度37%-55%的甲醛項目，其吸收單元最初采用雙塔流程，經多方論證，采取多種措施，對該項目進行了甲醛吸收單元流程的優化，后采用ASPEN PLUS經過模擬核算，轉變效率等都有較大幅度的提高。
1.精確控制吸收塔冷卻溫度
在不增大吸收塔內濃度梯度的基礎上，要采取有效措施，要盡可能冷卻。但是這種冷卻過程是當塔內的濃度呈現連續性降低時，吸收的效率才不斷提高，可以在一定程度上認為兩者呈非線性反比關系。但如果冷卻水量過大，大于吸收甲醛量，將會導致塔內濃度升高過大，甚至會產生多聚甲醛。在工程實踐中，筆者所參與項目的冷卻塔上段為板式塔，其主要冷卻部位位于第6塊塔板至第12塊塔板。下段為填料塔的冷卻部位主要位于第二填料段中。提高上段板式塔冷卻效果，可以通過加裝冷卻泵使冷卻液體在相關的塔板上進行循環，進一步提高冷卻效率，從而使吸收單元的吸收效果得到有效提升。
2.吸收設備及流程的優化改造
在進行流程優化改造之前，甲醛吸收塔內煙損大，導致熱量損失大，轉換效率低，這一過程，主要集中在甲醛從露點溫度降溫過程中顯熱與水蒸汽的冷凝過程中釋放的熱量沒有得到有效利用。可以考慮選用熱量傳導性能更優越的新型冷凝塔，提高冷凝冷卻及吸收的效率，從而有效降低各種物質和能源的消耗。同時，還可以考慮使用多段式吸收塔，將以前使用的雙塔流程，改為單塔流程，即下段為填料塔，上段為板式塔，實現精餾與吸收的耦合運行，使得各種物質充分接觸，減少過程中冷卻水與水蒸汽的消耗，從而有效降低能耗，提高吸收效果。
3.優化吸收塔尾氣循環工藝流程
尾氣的循環利用，是降低生產成本，提高吸收能力，提高企業效益的重要手段，必須要高度重視尾氣的循環利用。將吸收塔內排放的半數以上的尾氣作為循環氣體返回反應器，一方面，可以充分利用熱量，減少熱量損失，增加尾氣的綜合利用效率，使甲醛的吸收轉化更加徹底；另一方面，可以有效降低因處理尾氣而增加的生產成本。循環的尾氣可與新鮮空氣混合，可以高比例地提高甲醇的單程轉化率。
4.流程優化效果分析
利用ASPEN PLUS模擬運行結果如圖2及表1所示，尾氣分離出了大部分的甲醛及氫氣，對于尾氣的主要成分面言，大多為惰性氣體，比如：氮氣等。同時還有少量的水、二氧化碳、氧氣等。經過核算，優化后的結果是：氧醇摩爾比為0.38，比傳統流程要降低約6個百分點；水蒸氣/甲醇配比-水醇比為0.1615，比優化前的1.56降低很多。
對傳統的鐵鉬過氧化法生產甲醛吸收單元流程進行優化改進，通過精確控制吸收塔冷卻溫度、對吸收設備及流程進行優化改造、優化吸收塔尾氣循環工藝流程等，經過ASPEN PLUS模擬核算，以上各項優化措施，實現了甲醛的高效吸收與利用，不但降低了生產損耗，而且降低了吸收塔循環設備及原料的消耗，達到了預期的目的，對以后甲醛的生產具有較好的借鑒和指導意義。
參考文獻
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煤制甲醇生產工藝范文3
關鍵詞:煤制乙醇 生產工藝 設備 方案
中圖分類號:TQ536 文獻標識碼:A 文章編號:1672-3791(2012)05(a)-0106-01
1 煤制甲醇的化學生成原理
煤制甲醇的轉化過程是通過一氧化碳來進行過渡的,分為兩個階段:一是一氧化碳生成;二是甲醇合成。
一氧化碳生成是通過煤高溫氣化來實現的,煤在高溫常壓下和氣化劑進行反應,從而生成一氧化碳、氫氣、二氧化碳這三類氣化產物,氣化劑通常是水蒸氣和空氣混合氣。經過高溫氣化反應促使煤的氣化,最終產物中的一氧化碳和氫氣都屬于甲醇合成必須的原料,其中的二氧化碳在高溫氣化反應中能夠部分的與碳進行再次反應而生產一氧化碳。當然在生產過程中產生的二氧化碳屬于廢氣,但可以利用黑鐵(四氧化三鐵)作為催化劑,加入氫氣進行高溫催化循環反映,該反映可以再次將部分二氧化碳轉化為生產所需的一氧化碳,并最終通過高壓水吸收法去除殘余的二氧化碳。
第二階段是甲醇合成階段,甲醇合成反映是應用了一樣乎他和氫氣的可逆化學反應來進行的,在實際大批量生產中,需要通過溫度、壓力和催化劑控制來實現最大化(將副反應程度將至最低)的生產。合成甲醇的反應溫度低,所需壓力低,能耗也低,但溫度低,反應速度變慢,所以催化劑是關鍵因素。合成甲醇原料氣H2/CO的化學計量比是2∶1。一氧化碳含量過高對溫度控制有害,且能引起羰基鐵在催化劑上的積聚,使催化劑失掉活性,故采用氫氣過量過量,H2/CO摩爾比為2.2～3.0較好。
2 煤制甲醇的常規工藝流程
常規的煤制甲醇工藝流程主要分為三大階段,分別為氣化、轉化和甲醇洗三個階段,其主要流程如下。
首先是氣化階段。氣化分為以下步驟:(1)煤漿生產,煤漿生產時確保氣化反映水平的重要準備工作,煤漿的植被需要將焦煤原料磨細,植被成越65%的煤漿,磨煤通常采用濕法,可防止粉塵飛揚,環境好；(2)氣化,氣化階段的反應時對煤漿進行簡單粗制氧化反應獲得粗制合成氣的過程中,該過程中的溫度應當控制在1350°C～1400°C,氣壓控制在6.5MPa(G),該企劃反映屬于書劍完成,反應生成的熱氣體和熔渣經過激冷水浴后,最終氣體進入反映變化流程,熔渣被分離進行灰水處理；(3)灰水處理,該工作是對氣化階段中產生熔渣進行二次處理的過程,需要完成渣水分離、熔渣閃蒸過濾這亮相工作,分離后的水用作循環使用,閃蒸制作后過程中的熱氣體進回收熱量用于后續生產,其他溶質進行出廠的再處理。
其次是轉化階段。該階段是煤制甲醇原理中的第二步驟,由氣化碳洗塔來的粗水煤氣經氣液分離器分離掉氣體夾帶的水分后,進入氣體過濾器除去雜質,然后分成兩股,一部分(約為54%)進入原料氣預熱器與變換氣換熱至305℃左右進入變換爐,與自身攜帶的水蒸汽在耐硫變換催化劑作用下進行變換反應,出變換爐的高溫氣體經蒸汽過熱器與甲醇合成及變換副產的中壓蒸汽換熱、過熱中壓蒸汽,自身溫度降低后在原料氣預熱器與進變換的粗水煤氣換熱,溫度約335℃進入中壓蒸汽發生器,副產4.0MPa蒸汽,溫度降至270℃之后,進入低壓蒸汽發生器溫度降至180℃,然后進入脫鹽水加熱器、水冷卻器最終冷卻到40℃進入低溫甲醇洗吸收系統。
最后是甲醇洗階段。該階段是完成能源應用型甲醇生產的必要階段,通過吸收系統來處理轉化階段反映后氣體中的二氧化碳、硫化物、水蒸汽和其他微量雜質,該階段主要包括以下系統:(1)吸收系統,吸收系統是該階段生產中最為核心的系統,完成非相關性氣體和雜志的吸收,一般生產中會采用兩套系統來分別處理變化氣和為變化氣；(2)溶液再生系統,該系統完成非相關性氣體和雜質的最終處理,從高壓閃蒸器上部和底部分別產生的無硫甲醇富液和含硫甲醇富液進入H2S濃縮塔,進行閃蒸汽提,甲醇富液采用低壓氮氣汽提,高壓閃蒸器下部的含硫甲醇富液從塔中部進入,塔底加入的氮氣將CO2汽提出塔頂,經氣提氮氣冷卻器回收冷量后,作為尾氣高點放空,富H2S甲醇液自H2S濃縮塔底出來后進熱再生塔給料泵加壓,甲醇貧液冷卻器換熱升溫進甲醇再生塔頂部,分離出的酸性氣體去硫回收裝置,最終的廢水進入污水系統進行處理；(3)甲醇最終合成。
3 煤制甲醇常規工藝的經濟性和安全性考量
首先是生產流程的經濟性問題,在不考慮目前甲醇最為能源引用的市場狀態,僅考慮該類生產流程的經濟性來說,可以從原料應用、生產過程能源的純投入、設備成本投入、廢物廢料再處理成本投入幾個角度來進行說明:(1)原料應用方面,能源用甲醇生產已經排除了傳統的乙炔水合法和發酵法,利用煤作為原料進行規模化生產更具可行性,現階段用煤作為原料進行甲醇生產是最經濟、最可靠的一種方式；(2)生產能源的純投入,目前煤制甲醇的研究已經逐步成熟,生產過程中對于高溫氣體余熱的再利用已經相當完善,而且生產過程中的加高溫加熱過程所需的熱量相對于煤炭其他類型的生產消耗更少,切廢棄物的產出也更少；(3)設備成本投入,目前國內煤制甲醇技術已經毋庸置疑,技術性投資基本不屬于需要考慮的問題,本身生產過程中的能源需求又很低,整體的設備運行和維護的成本相當低廉；(4)廢物廢料處理成本,從上述的工藝流程介紹中可以了解到,煤制甲醇生產過程中的廢料是需要進行二次處理,其中部分用于二次生產,部分用于污染處理,相對于煤炭能源的直接利用來說,廢料處理上的成本幾乎可以忽略。
其次是安全性的考慮,煤制甲醇的安全性考慮主要在于環境安全因素方面,相對于類型相似的煤制天然氣來說,煤制甲醇和煤制天然氣中較為突出的煤制烯烴來說,生產過程中的副產水消耗較少、廢氣產出較少,無論從自然資源占用還是污染物產出方面,煤制甲醇都有更高的優勢。
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煤制甲醇生產工藝范文4
論文摘要:文章介紹了久泰能源科技有限公司的節能實施方法,即明確節能目標,責任落實到人,以科技進步、技術革新為手段,尋求節能工作的重大突破。此外還介紹了久泰能源科技有限公司節能改造的技改項目和成果。久泰能源已經成為我國能源多元化領域的開拓者和領跑者,節能降耗,采用新工藝、新設備、新技術,必將帶來更大的社會效益。
一、 企業 基本情況
久泰能源科技有限公司成立于2002年,是以新型綠色能源二甲醚為主導產品的國家重點高新技術企業。
公司主要以煤炭為原料生產甲醇和二甲醚,節能工作對企業 發展 具有重要的 經濟 意義和現實意義。公司成立以來,將科技進步和技術革新作為節能降耗的突破點,堅持能源開發與資源節約并舉,積極探索和實施循環經濟發展模式。公司通過采用汽輪機直接拖動壓縮機技術,采用先進技術改造傳統造氣工藝和裝置,集中回收了廢氣、廢熱,降低了煤、電、水的消耗,使各項消耗指標處于同行業領先水平。
二甲醚是國際上公認的新型清潔能源,是理想的石油替代燃料,將我國豐富的煤炭資源轉化為二甲醚潔凈燃料,對解決我國石油戰略稀缺資源短缺、保護環境、保證經濟社會可持續發展具有重要的戰略意義。公司自主研發的“液相法復合酸脫水催化生產二甲醚”工藝從 工業 生產的角度解決了二甲醚生產過程中的世界性難題,特別是液相復合酸脫水催化劑的研制和冷凝分離技術較好地解決了傳統生產工藝產品提純成本高、投資昂貴的缺點,投資降低1/2,生產成本降低1/3以上,可實現大規模生產環保型車用和民用燃料的需求,有很強的競爭優勢。經山東省科技廳組織專家進行鑒定,達到國際領先水平。
二、節能降耗的主要做法
(一)明確節能目標,責任落實到人
節約能源不僅是企業提升自身競爭力的重要手段,也是企業必須履行的社會責任。公司與臨沂市政府、羅莊區政府分別簽訂了《年度節能目標責任書》,確定了年度節能0.66萬噸標煤的目標,并根據節能目標制定了 科學 詳細的節能方案,將節能工作落實到了實處。同時公司將節能工作列入了績效管理的范疇,與各級部門負責人分級簽訂目標責任書,實行節約獎勵、超標處罰的激勵機制,不但將節能責任落實到了每一個人,而且充分調動了各級人員節能的工作積極性。
(二)以科技進步、技術革新為手段,尋求節能工作的重大突破
科技進步和技術革新在社會經濟的發展中起著巨大作用。作為能源化工企業,節能工作的關鍵在于能否運用科技進步和技術革新手段改造傳統落后的工藝、設備,實現資源利用的最大化。作為國家級重點高新技術企業,久泰能源科技有限公司擁有一大批行業中高端技術人才,并一直致力于對現有生產工藝流程的優化和改造,公司通過實施系列技術改造,單位產品能耗降穩居行業領先水平。
1.汽輪機直接拖動壓縮機技術的應用。公司現有4m32型氣體壓縮機6臺,單機功率為2500kw。我公司在行業內創新性地采用了汽輪機直接拖動壓縮機技術,將其中4臺壓縮機改電機拖動為汽輪機直接拖動,減少了汽輪機在發電過程中能量損耗。發電廠廠用電按15%計,4臺壓縮機改電機拖動為汽輪機直接拖動后,僅此一項年可減少能量損耗折電量1200萬千瓦時,折合標準煤4800噸。
2.“三廢”回收再利用改造的實施。公司是以無煙煤為原料生產甲醇,然后再用甲醇合成二甲醚的化工生產企業,現已建成投產的二甲醚裝置,裝置均采用了固定層間歇煤制氣工藝技術。該技術在原料工段中,有部分煤矸石產生;在制氣過程中,產生部分廢渣和吹風氣;在甲醇合成過程中有部分馳放氣產生。煤矸石、造氣廢渣雖然不符合生產工藝需求,但本身仍含有一定的熱量。吹風氣、馳放氣中含有較多的可燃成分,主要為氫氣、甲烷和一氧化碳等,這些可燃氣體成分含有很高的熱值,如果直接放空排入大氣不僅造成環境污染,而且造成大量的資源和能源浪費。
為了實現能源節約和環境保護,也為了降低成本,提高 經濟 效益,公司投資1200萬元,啟動了“三廢”回收利用技術改造項目,在原有兩套生產裝置的基礎上新增了“三廢”回收鍋爐一套,將造氣工序產生的爐渣、原料工段篩選出來的煤矸石、造氣爐產生的吹風氣、合成工段產生的弛放氣等通過三廢鍋爐進行回收再利用。技術改造實施后,“三廢爐”每小時可生產壓力為3.82mpa、溫度為450℃的過熱蒸汽20噸,取得了較好的經濟效益。
3.加強節水管理,提高水資源的利用率。公司現有6套循環水裝置,分別對造氣、合成、精餾、壓縮等不同工段工藝冷卻用水實現閉路循環,正常生產中僅向系統補加部分因揮發等造成的損失水量,大大降低了一次水用量。最近,公司投資近400萬元新上生化和化學處理法廢水處理站一座,處理能力設計80 m3/h,已投入運行。廢水處理站運行后將生產廢水全部處理達標排放。廢水經處理后,部分作為造氣污水冷水補水,部分作為煤場噴灑用水等,實現廢水綜合利用。現廢水排放量降到50 m3/h左右,比投運前減少20m3/h,降低了一次水用量,年增效益20.9萬元。
4.對鍋爐引風機、給水泵等設備新上變頻調速裝置,提高了設備運行穩定性,降低了電耗。通過以上措施的實施,取得了顯著的節能效果。綜合能耗比去年降低2.05%,實現節能量0.90萬噸標煤。
三、新的節能計劃
為進一步提高資源綜合利用率,促進 企業 經濟與資源環境的協調 發展 ,今年公司確定了節能總體目標:精甲醇綜合能耗比2008年下降3%,力爭4%,完成節約量1.32萬噸標準煤(比2005年)),達到國內先進水平。將主要采取以下措施:
1.繼續建立健全節能降耗的管理和工作機制,進一步強化目標責任的落實,并將其納入經營監督、財務核算和監察審計的范疇,與年度考核掛鉤。對節能降耗工作目標和項目完成情況進行嚴格考核,對責任單位及其領導實行問責制督促落實。
2.計劃對耗能重點設備鍋爐進行工藝自動調優控制,提高燃燒效率,實現節能降耗。
3.計劃對35t混燃鍋爐進行系統改造。改造后將增加鍋爐產蒸汽量,進一步提高余熱回收利用率。
4.進一步加強生產管理,優化系統工藝,保證系統長周期運轉;及時供應適應造氣爐工藝條件的煤種,穩定煤種;原料加工部門提高加工質量,確保造氣爐爐穩定,提高單爐產氣量,降低煤耗。
四、結語
煤制甲醇生產工藝范文5
黑龍江省七臺河市是一座因煤而生的城市，因煤炭資源豐富，從而衍生煤化工企業，近年來，隨著煤化工企業的新興和蓬勃發展，存在的消防安全隱患逐漸突出，煤化工企業災害事故呈現出突發性、連續性、復雜性特點。
1 煤化工企業工藝流程及火災危險性
（1）煤化工企業主要包括煉焦、煤焦油加氫、焦化煤氣制取甲醇、苯加氫等生產工藝。（2）煤焦油加氫。對煤焦油減壓分離、加氫精制和裂化處理，存在煤焦油、瀝青、柴油、氫氣、硫化氫、甲醇、氨水等易燃易爆和有毒物質。（3）焦化煤氣制取甲醇。焦爐煤氣經過焦爐氣壓縮、脫硫、轉化、合成氣壓縮、甲醇合成、甲醇精餾合成甲醇。甲醇，具有揮發性、流動/擴散性、高易燃性等。（4）苯加氫。利用焦化粗苯與氫氣分別在催化劑的作用下發生加氫反應，去除粗苯中的硫、氮、烯烴、苯乙烯等雜質，然后通過萃取蒸餾得到純度較高的苯、甲苯、二甲苯的化工裝置。（5）生產工藝中，在高溫、高壓下生產的煤焦油、粗苯、純苯、甲苯、二甲苯、甲醇、酚、萘等20多種產品，多為易燃、易爆物質。生產貯存場所的設備、管道存有大量易燃易爆性原料或產品，發生泄漏或受熱后膨脹易形成爆炸。生產裝置高度的連續性，易形成連續爆炸，裝置內存易流淌擴散易燃易爆性液體和氣體，易形成大面積流淌火。生產設備跨度大且分布密集，孔洞較多，管線縱橫，易形成立體火災，一旦發生火災爆炸事故，后果十分嚴重。
2 現存消防安全突出問題
（1）個別規劃選址已不能滿足消防安全現實需要。隨著城區范圍的擴大，早期建成的煤焦化企業部分工段臨近居民區，已不符合規劃選址要求。（2）企業消防安全責任制落實不到位。個別企業領導和部分員工消防安全意識淡薄，消防安全素質不高，各級各崗位消防安全責任不落實。（3）企業自防自救能力差。未按規定要求建立企業專職消防隊伍，并儲備備用泡沫滅火劑。鑒于煤化工企業生產工藝和火災撲救的特殊性和專業性，應按《消防法》規定建立企業專職消防隊伍。并按照國家消防技術標準要求，儲備備用泡沫滅火劑。
3 已采取的針對性工作措施
（1）強化檢查，嚴格規范管理。近幾年，支隊以清楚掌握全市煤化工企業消防安全現狀，掌握企業火災防控措施、滅火救援準備、滅火實戰能力、多次會同市安監等行業主管部門，多次深入煤化工企業進行檢查、指導，規范消防安全管理，幫助企業制定切實可行的整改計劃，推進火災隱患整改，取得了明顯成效。在監督管理過程中，按照《消防法》等有關法律法規，針對一些嚴重隱患且又一直未能整改的，消防部門已依法下達法律文書，并上報政府予以停產停業進行整改火災隱患。（2）加強消防培訓，提高安全技能。支隊組織專門人員深入每一家煤化工企業開展常態化的消防安全培訓和講座，指導并聯合組織消防安全疏散和滅火演練，提高企業消防安全管理能力和各崗位人員消防技能和消防安全素質。（3）提請政府印發了《七臺河市重特大火災事故應急預案》，明確了應急救援總指揮部的人員組成及職責分工和社會各救援力量及相關單位的職責作用，將煤化工企業火災撲救納入社會應急救援聯動體系聯習會議和滅火救援專家組聯席會議的重要議題，探討提高煤化工企業火災撲救的對策。當轄區煤化工企業發生火災時，立即啟動社會應急救援聯動預案，各社會應急救援力量、相關部門單位及滅火救援專家組立即趕赴現場、參與指揮，為火災撲救提供物質保障和技術支持。通過以上措施，我市煤化工企業消防安全管理水平不斷提高，有效預防了火災及爆炸事故的發生，確保了全市消防安全形勢的持續穩定。
煤制甲醇生產工藝范文6
關鍵詞：甲醇合成； 催化劑； 升溫還原
0 引言
以煤基甲醇體系為核心的能源化工作為我國二十一世紀化學工業發展的方向，正為越來越多的人認識并逐漸成為事實。近年來在國際高油價推動下，我國各地正興建大批低壓甲醇裝置，且越來越大。與此同時，以甲醇為原料制烯烴（MTP、MTO）、制氫MTH、制油MTG、MTL以及甲醚、二甲醚等項目也在令人矚目地展開或熱議中。
作為催化產能的助劑，觸媒的選型和升溫還原已成為甲醇生產中的重中之重。
1 甲醇合成催化劑的介紹
我公司選用的是四川成都通用的工藝和反應器，其推薦的催化劑為南化院的C307和西南院的XNC98。作為國產催化劑的兩大主流產品，憑其優秀的產品性能和高性價比贏得了國內大部分市場。
1.1 XNC98型甲醇合成催化劑
XNC98型合成甲醇催化劑是西南化工研究設計院研制開發的產品，是一種高活性、高選擇性的新型催化劑。用于低溫低壓下由碳氧化物與氫合成甲醇。可適用于各種類型的甲醇合成反應器。具有低溫活性高、熱穩定性好的特點。常用的操作溫度為200～290℃，操作壓力5.0～10.0MPa。可廣泛適用于各種原料生產的合成氣，特別適用于CO2含量較高的合成氣。
a催化劑主要物理性質
外觀： 有黑色金屬光澤的圓柱體
外形尺寸（直徑×高），mm： 5×（4.5～5）
堆密度，Kg/L： 1.3～1.5
徑向抗壓碎強度，N/cm： ≥200
b催化劑化學組成
催化劑主要化學組成列于下表：
c催化劑的活性
按本催化劑質量檢驗標準規定，在下述活性檢驗條件下：
催化劑裝量： 4mL 粒度： 20目～40目
反應壓力： 5.00±0.05MPa 空速： 10000±300h-1
反應溫度： 230±1℃、250±1℃
氣體組成： CO 12×10-2～15×10-2， CO2 3×10-2～8×10-2
惰性氣體 7×10-2～10×10-2， 其余為H2。
催化劑活性為：
230℃時，催化劑的時空收率≥1.20Kg/L·h；
250℃時，催化劑的時空收率≥1.55Kg/L·h。
d催化劑的使用壽命
在正常條件下運轉壽命為2年以上。
1.2 C307型合成甲醇催化劑
C307型合成甲醇催化劑是南京化工集團研究院研制生產的產品，通過優化催化劑組分配方和制備工藝，進一步提高了催化劑的時空產率、選擇性和熱穩定性，制得的C307型中低壓合成甲醇催化劑達到國際先進水平。該催化劑已在國內十多家甲醇廠應用，經濟效益顯著。該型號產品具有原料適應性能強的特點，可運用于各種原料（天然氣、石油、煤、工業尾氣等）的低、中壓合成甲醇流程
a催化劑主要物理性質
外觀： 兩端為球面的黑色圓柱體
外形尺寸（直徑×高），mm： 5×（4.5～5）
堆密度，Kg/L： 1.4～1.6 kg/l，
比表面 m2/g 90～110 m2/g
b催化劑化學組成
催化劑主要化學組成列于下表：
c催化劑技術指標
初活性：（甲醇時空產率） ≥1.3克/毫升催化劑·小時
耐熱后活性：（甲醇時空產率） ≥1.0克/毫升催化劑·小時
徑向抗壓碎力： ≥205 N/ cm
還原后體積收縮率
d 適用操作條件
操作溫度： 190℃-300℃
最佳溫度： 205℃ ～265℃
操作壓力： 3MPa～15MPa
適用空速： 4 O00h～～20 O00h
1.3國外的甲醇催化劑
托普索公司生產的MK-121口碑最好，另外南方化學公司、ICI公司的產品性能都要優于國內催化劑，特別是選擇性方面.國內催化劑初期活性與國外相差不大，后期活性衰退較快，壽命較短，但其性價比還是非常可觀的。另外催化劑的性能與生產工藝、操作人員水平、設計水平、反應器均有直接的關系，因此，國內大部分的甲醇生產企業大都選用國產甲醇催化劑。
2 催化劑的升溫還原（以XNC98為例）
甲醇催化劑一般為銅系催化劑。 催化劑升溫還原過程是保證催化劑在生產中具有良好活性，延長使用時間非常關鍵的步驟，因此應引起足夠的重視。甲醇催化劑一般采用氫氣作為還原劑，催化劑中主要是氧化銅被還原。氧化銅的還原是強放熱反應。反應式為：
CuO + H2 ==== Cu + H2O + 86.7KJ/mol
還原過程必須控制好溫度以獲得最好的活性。還原反應是用氫氣或H2與CO的混合物在惰性氣體如N2或天然氣氣氛中進行。
⑴ 還原氣體的要求：
O2
CO
CO2
H2
S
NH3
不飽和烴 痕量
并且，不含有氯及重金屬等使催化劑中毒的物質。
⑵ 還原條件
壓力 0.5MPa（表壓）
溫度 最高230℃
空速 900～3000h-1
還原氣 含1×10-2 H2（或CO+H2）的N2或脫硫天然氣
整個升溫還原過程耗時約為60～70小時。
⑶ 還原操作
① 催化劑在升溫還原前應對系統試漏，然后用氮氣或脫硫天然氣吹除系統至氧含量低于0.1×10-2，并升壓至預定壓力。
②還原操作程序（供參考）
③ 在還原過程中必須嚴密監視床層溫度（或出口溫度）的變化，當床層溫度急劇上升時，必須立即停止或減少氫（或CO+H2）的氣量；加大氣體循環量；斷蒸汽噴射器蒸汽；置換、降低汽包壓力等措施進行處理。
④ 還原過程的關鍵是控制還原反應的速度，還原反應速度主要與氫濃度和溫度有關。因此要嚴格控制氫濃度在允許范圍內，并要求升溫平穩、出水均勻。
⑤ 在還原過程中應遵守“提氫不提溫、提溫不提氫”的原則。
⑥ 還原過程中，出水量約為催化劑重量的17×10-2～19×10-2，其中物理水占3×10-2～6×10-2，化學水占12×10-2～14×10-2。如果還原氣含CO，則生成的水較小。測量排出水量，是鑒別還原是否完全的一個手段。
⑦ 還原終點的判斷：當反應器出口氣中H2或CO+H2的濃度接近于進口氣濃度時，即不再消耗H2（或CO+H2），也不再產生水時，則為催化劑還原終點，就可以認為催化劑基本上還原好了。
⑧ 還原結束后，待催化劑床層溫度在210～220℃穩定后，引入合成氣，控制每小時升壓速度≤設計操作壓力的10%，防止床層溫度升高過快，使催化劑中Cu晶粒燒結。
3 催化劑的毒物
硫：進入環路的合成氣硫含量以H2S計
氯：任何形態的氯化物（游離Cl2或化合態）都是極強的毒物。要求合成氣中基本不含有氯，而且絕對不允許它進入任何一個有工藝氣體經過的設備。特別應注意，在裝置安裝、試車和維修過程中，不能用氯化物作溶劑或除油劑而進入合成氣生產工序和合成環路中。
金屬：重金屬或堿金屬、砷以及羰基鐵都會使催化劑中毒。應將設備和管道都徹底除銹，以減少羰基鐵生成。羰基鐵在合成甲醇反應溫度下，分解成的活性鐵沉積于催化劑表面，將增加副產物烴類化合物生成并加速甲烷化反應。
油：油沉積于催化劑表面，會堵塞催化劑孔隙、使催化劑減活。因此對入塔前的氣體要加強油的分離、過濾，防止進入催化劑床層中。
4 甲醇行業的前景
甲醇是除合成氨之外，惟一可由煤經氣化而大規模合成的重要化工原料。甲醇可廣泛用于醫藥、農藥、染料、合成纖維、合成樹脂和合成塑料等工業，并且還是很有發展前景的液體燃料。當今石油資源日益短缺，石油價格急劇攀升，因此充分利用我國豐富的煤炭資源，發展合成甲醇具有十分重要的意義。
[參考資料]
[1] XNC98催化劑產品說明書