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論文甲醇生產技術((編輯修改稿)

2025-12-13 12:51 本頁面

　

【文章內容簡介】屆畢業論文第 7 頁共 15 頁先實現工業合成的方法，但因其能耗大，加工復雜，材質要求苛刻，產品中副產物多，今后將由 ICI 低壓和中壓法及 Lurgi 低壓和中壓法取代。 2H2+CO— CH3OH。天然氣、石腦油、重油、煤及其加工產品 (焦炭、焦爐煤氣 )、乙炔尾氣等均可作為生產甲醇合成氣的原料。天然氣與石腦油的蒸氣轉化需在結構復雜造價很高的轉化爐中進行。轉化爐設置有輻射室與對流室 ,在高溫 ,催化劑存在下進行烴類蒸氣轉化反應。重油部分氧化需在高溫氣化爐中進行。以固體燃料為原料時 ,可用間歇氣化或連續氣化制水煤氣。間歇氣化法以空氣、蒸汽為氣化劑 ,將吹風、制氣階段分開進行 ,連續氣化以氧氣、蒸汽為氣化劑 ,過程連續進行。甲醇生產中所使用的多種催化劑 ,如天然氣與石腦油蒸氣轉化催化劑、甲醇合成催化劑都易受硫化物毒害而失去活性 ,必須將硫化物除凈。氣體脫硫方法可分為兩類 ,一類是干法脫硫 ,一類是濕法脫硫 .干法脫硫設備簡單 ,但由于反應速率較慢 ,設備比較龐大。濕法脫硫可分為物理吸收法、化學吸收法與直接氧化法三類。甲醇的合成是在高溫、高壓、催化劑存在下進行的 ,是典型的復合氣固相催化反應過程。隨著甲醇合成催化劑技術的不斷發展 ,目前總的趨勢是由高壓向低、中壓發展。粗甲醇中存在水分、高級醇、醚、酮等雜質 ,需要精制。精制過程包括精餾與化學處理。化學處理主要用堿破壞在精餾過程中難以分離的雜質 ,并調節 PH.精餾主要是除去易揮發組分 ,如二甲醚、以及難以揮發的組分 ,如乙醇高級醇、水等。甲醇生產的總流程長 ,工藝復雜 ,根據不同原料與不同的凈化方法可以演變為多種生產流程。目前工業上幾乎都是采用一氧化碳、二氧化碳加壓催化氫化法合成甲醇 .典型的流程包括原料氣制造、原料氣凈化、甲醇合成、粗甲醇精餾等工序。甲醇生產中所使用的多種催化劑 ,如天然氣與石腦油蒸氣轉化催化劑、甲醇合成催化劑都易受硫化物毒害而失去活性 ,必須將硫化物除凈 .氣體脫硫方法可分為兩類 ,一類是干法脫硫 ,一類是濕法脫硫 .干法脫硫設備簡單 ,但由于反應速率較慢 ,設備比較龐大 .濕法脫硫可分為物理吸收法、化學吸收法與直接氧化法三類。武漢軟件工程職業學院 2020 屆畢業論文第 8 頁共 15 頁三 .以天然氣、油、煤焦炭等生產甲醇的方法（一）天然氣制甲醇的生產方法天然氣是制造甲醇的主要原料。天然氣的主要組分是甲烷 ,還含有少量的其他烷烴、烯烴與氮氣。以天然氣生產甲醇原料氣有蒸汽轉化、催化部分氧化、非催化部分氧化等方法 ,其中蒸汽轉化法應用得最廣泛 ,它是在管式爐中常壓或加壓下進行的。由于反應吸熱必須從外部供熱以保持所要求的轉化溫度 ,一般是在管間燃燒某種燃料氣來實現 ,轉化用的蒸汽直接在裝置上靠煙道氣和轉化氣的熱量制取。由于天然氣蒸汽轉化法制的合成氣中 ,氫過量而一氧化碳與二氧化碳量不足 ,工業上解決這個問題的方法一是采用添加二氧化碳的蒸汽轉化法 ,以達到合適的配比 ,二氧化碳可以外部供應 ,也可以由轉化爐煙道氣中回收 .另一種方法是以天然氣為原料的二段轉化法 ,即在第一段轉化中進行天然氣的蒸汽轉化 ,只有約 1/4的甲烷進行反應 ,第二段進行天然氣的部分氧化 ,不僅所得合成氣配比合適而且由于第二段反應溫度提高到 800℃ 以上 ,殘留的甲烷量可以減少 ,增加了合成甲醇的有效氣體組分。天然氣進入蒸汽轉化爐前需進行凈化處理清除有害雜質 ,要求凈化后氣體含硫量小于。（二）煤、焦炭制甲醇的生產方法煤與焦炭是制造甲醇粗原料氣的主要固體燃料 .用煤和焦炭制甲醇的工藝路線包括燃料的氣化、氣體的脫硫、變換、脫碳及甲醇合成與精制。用蒸汽與氧氣 (或空氣、富氧空氣 )對煤、焦炭進行熱加工稱為固體燃料氣化 ,氣化所得可燃性氣體通稱煤氣是制造甲醇的初始原料氣 ,氣化的主要設備是煤氣發生爐 ,按煤在爐中的運動方式 ,氣化方法可分為固定床 (移動床 )氣化法、流化床氣化法和氣流床氣化法 .國內用煤與焦炭制甲醇的煤氣化 —— 般都沿用固定床間歇氣化法 ,煤氣爐沿用 UCJ爐 .在國外對于煤的氣化 ,目前已工業化的煤氣化爐有柯柏斯托切克 (KoppersTotzek)、魯奇 (Lurgi)及溫克勒 (Winkler)三種 .還有第二、武漢軟件工程職業學院 2020 屆畢業論文第 9 頁共 15 頁第三代煤氣化爐的爐型主要有德士古 (Texaco)及謝爾柯柏斯 (ShellKoppers)等。用煤和焦炭制得的粗原料氣組分中氫碳比太低 ,故在氣體脫硫后要經過變換工序 .使過量的一氧化碳變換為氫氣和二氧化碳 ,再經脫碳工序將過量的二氧化碳除去。原料氣經過壓縮、甲醇合成與精餾精制后制得甲醇。（三）油制甲醇的生產方法工業上用油來制取甲醇的油品主要有二類 :一類是石腦油 ,另一類是重油。原油精餾所得的 220℃ 以下的餾分稱為輕油 ,又稱石腦油。以石腦油為原料生產合成氣的方法有加壓蒸汽轉化法 ,催化部分氧化法、加壓非催化部分氧化法、間歇催化轉化法等 .目前用石腦油生產甲醇原料氣的主要方法是加壓蒸汽轉化法。石腦油的加壓蒸汽轉化需在結構復雜的轉化爐中進行。轉化爐設置有輻射室與對流室 ,在高溫、催化劑存在下進行烴類蒸汽轉化反應。石腦油經蒸汽轉化后 ,其組成恰可滿足合成甲醇之需要 .既無需在轉化前后補加二氧化碳或設二段轉化 ,也無需經變換、脫碳調整其組成。重油是石油煉制過程中的一種產品 ,根據煉制方法不同 ,可分為常壓重油、減壓重油、裂化重油及它們的混合物。以重油為原料制取甲醇原料氣有部分氧化法與高溫裂解法兩種途徑 .裂解法需在 1400℃ 以上的高溫下 ,在蓄熱爐中將重油裂解 ,雖然可以不用氧氣 ,但設備復雜 ,操作麻煩 ,生成炭黑量多。重油部分氧化是指重質烴類和氧氣進行燃燒反應 ,反應放熱 ,使部分碳氫化合物發生熱裂解 ,裂解產物進一步發生氧化、重整反應 ,最終得到以 H CO 為主 ,及少量 CO CH4的合成氣供甲醇合成使用 .重油部分氧化法所生成的合成氣 ,由于原料重油中碳氫比高 ,合成氣中一氧化碳與二氧化碳含量過量 ,需將部分合成氣經過變換 ,使一氧化碳與水蒸氣作用

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