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煤制甲醇生产工艺范文1
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
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煤制甲醇生产工艺范文2
关键词：铁钼过氧化法 甲醛 吸收单元 流程 优化
一、引言
甲醛作为一种重要的化工原料，用途十分广泛，不但可以直接用作消毒、杀菌、防腐剂，而且可以作为有机合成、合成材料、涂料、橡胶、人造板、合成树脂、表面活性剂、塑料、皮革、造纸、染料、制药、照相胶片、农药等行业的重要原料，其衍生产品主要有多聚甲醛、聚甲醛、酚醛树酯、脲醛树酯、氨基树酯、乌洛托产品及多元醇类等。生产甲醛的方法主要有低级烷烃氧化制甲醛及甲醇空气催化氧化制甲醛。低级烷烃直接氧化制甲醛是属于非选择性的氧化反应，副产物多，目前工业上大量采用的是甲醇氧化法。各种甲醛生产工艺具有不同的优缺点，铁钼过氧化法生产甲醛工艺具有转化效率高等优点，应用更为广泛[1，2]。笔者以自己所参与主持的某甲醇生产项目为例，对采用铁钼过氧化法通过甲醇生产浓度37%-55%的甲醛的生产工艺流程进行探讨，提出铁钼过氧化法生产甲醛吸收单元流程优化方法，以提高甲醛生产效率，增加企业生产效益。
二、甲醛主要生产工艺概述
甲醛是一种多用途的基本有机化工原料，可用于生产脲醛、酚醛、丁二醇、季戊四醇、多聚甲醛等多种有机化工产品。目前我国是世界上最大的甲醛生产国，也是最大的甲醛消费国。与国际先进技术相比，我国无论是在生产，还是下游产品研发方面均存在较大差距。目前，甲醛主要生产工艺有银催化剂法、铁钼催化剂法两种。
1.银催化剂法
银法工艺的历史长，以德国BASF公司技术为代表。其优点是工艺成熟，流程较短，投资少，电耗较低，热量可充分利用，单系列生产能力大；缺点是甲醇消耗较高，催化剂寿命较短，产品甲醛溶液中残留的甲醇和甲酸等杂质较多。目前世界甲醛中生产能力约70%的装置采用该生产工艺。因银的来源不同，该工艺又可分为电解银催化剂（又称为中国银法）和浮石银法；按尾气是否循环，又可分为循环工艺和非循环工艺。同时对甲醛溶液的要求不同和企业自身特点，生产工艺略有差别，最具代表性的工艺有英国ICI、日本MGC和法国煤化学生产工艺。
2.铁催化剂法
采用铁钼法生产工艺，可生产37%～55%的甲醛产品。与银法生产工艺相比，铁钼法可不设甲醇回收塔。由于采用过量空气，每摩尔甲醇蒸气需要13 mol的空气，才能保证装置的安全运行，大量的空气，使得装置的所有设备和管道与银法相比要大得多。这也是铁钼法工艺的投资比银法高得多的主要原因。对于小规模的生产装置，铁钼法的经济效益不如银法，因此铁钼法适合50kt/a以上的较大型甲醛装置。铁钼法工艺的优点是甲醇转化率可达95%～99%，甲醇消耗低、催化剂寿命长可达一年以上；副产蒸汽多，产品浓度高，可达55%～58%，产品醇含量低，可直接用于下游产品的生产，杂质较少。缺点是工艺流程较长，投资相对较大，电耗较高。目前世界上采用铁钼法的生产装置约30%，最具代表性的生产工艺是Perstorp Formox工艺和TopsΦe工艺。
三、铁钼催化法生产甲醛基本原理及主要工艺
1.反应原理
铁钼催化法生产甲醛主要发生主反应和副反应。
其中副反应3、4对主反应生成甲醛的收率有一定影响。CO2的生成主要发生在催化剂层中，是平行反应的产物；而CO和甲酸主要是脱离催化剂层后生成的，是甲醛深度氧化的连串反应产物。对CO2的抑制，尚无有效防止方法；但对脱离催化剂层后深度氧化的连串副反应，则可以通过让反应物急速冷却的方法加以控制。对于甲醇氧化制甲醛的反应，若单独以氧化钼作催化剂，反应选择性好，但转化率太低，只有Fe-Mo氧化物以适当比例制成的催化剂才能取得满意的效果。
2.工艺条件
2.1反应温度
铁-钼催化剂导热性能差，不耐高温，必须严格控制反应温度。工艺上要求操作温度比催化剂允许的最大使用温度（即制备时焙烧温度）低20～40℃，即在380℃以下操作。温度超过480℃时，催化剂活性被破坏。甲醇进料浓度对氧化温度的影响很敏感，甲醇浓度绝对值增加0.1%，反应热点温度大约升高5℃，因此要保持原料气中甲醇浓度恒定。温度较低时，甲醇的转化率较低，甲醛的收率也不高，随着温度的增加，二者均提高。在300～360℃之间，甲醛单程收率可达90%左右，但温度太高，CO收率上升，而甲醛单程收率下降，所以选择反应温度在350℃左右。
2.2 原料配比
在一定浓度范围内（3%～8%），甲醇在空气混合气中的配比对甲醛和CO收率无显著影响，但甲醇操作浓度太低，生产能力受限制。工业上通常采用在甲醇和空气混合物爆炸区下限浓度的最高值下进行安全生产，即原料中甲醇的操作浓度一般应在6%（体积）左右。氧化反应具有高空速、放热大的特点，若采用流化床反应器，可提高甲醇操作浓度，使生产能力大幅度增加。
2.3 接触时间
接触时间对产物分布的影响十分明显，如果接触时间太短，则转化率太低；随着接触时间的延长，甲醇转化率提高，甲醛收率也提高，但是副产物CO和甲酸的收率也提高，所以操作中选择不能太长的接触时间[3]。即在铁-钼催化剂上用过量空气氧化甲醇，适宜于在高空速条件下进行，常用的接触时间为0.2～0.5s。
3.工艺流程
铁钼催化甲醇空气氧化法生产甲醇的工艺流程如图1所示。甲醇与空气及循环尾气通过气化器1气化加热后进入列管式固定床反应器2。在催化剂作用下发生氧化反应，反应温度控制在300～360℃。反应气体离开反应器后经冷却器4迅速冷却，以避免副反应发生。
冷却器用水冷却反应气体，产生蒸汽供气化器用。在反应器中甲醇氧化产生的热量由管间传热介质带走，至废热锅炉产生2MPa蒸汽。传热介质利用热虹吸作用自然循环，既回收热量，又利于控制温度[4，5]。
经冷却后的反应气体进入吸收塔5，气体中甲醇被逆流而下的工艺水吸收。通过调节喷淋水量，可得到60%以下任何浓度的甲醛水溶液。吸收过程的热量和反应气体余热被吸收塔内的冷却系统带走。本法所得到的甲醛溶液通常只含0.02%以下的甲酸，无需再处理即可作为商品。吸收塔顶的未冷凝气体小部分放空，其余循环回到反应原料气中，以提高产品回收率。
四、铁钼过氧化法生产甲醛吸收单元流程优化
国内采用铁钼过氧化法生产甲醛的厂家有十余家，比如：山东德州的华鲁恒升、青岛平度、烟台万华、南通江天、浙江爱丽得、四川乐山、云南云天化、山西三维等等。笔者曾参与主持某铁钼过氧化法通过甲醇生产浓度37%-55%的甲醛项目，其吸收单元最初采用双塔流程，经多方论证，采取多种措施，对该项目进行了甲醛吸收单元流程的优化，后采用ASPEN PLUS经过模拟核算，转变效率等都有较大幅度的提高。
1.精确控制吸收塔冷却温度
在不增大吸收塔内浓度梯度的基础上，要采取有效措施，要尽可能冷却。但是这种冷却过程是当塔内的浓度呈现连续性降低时，吸收的效率才不断提高，可以在一定程度上认为两者呈非线性反比关系。但如果冷却水量过大，大于吸收甲醛量，将会导致塔内浓度升高过大，甚至会产生多聚甲醛。在工程实践中，笔者所参与项目的冷却塔上段为板式塔，其主要冷却部位位于第6块塔板至第12块塔板。下段为填料塔的冷却部位主要位于第二填料段中。提高上段板式塔冷却效果，可以通过加装冷却泵使冷却液体在相关的塔板上进行循环，进一步提高冷却效率，从而使吸收单元的吸收效果得到有效提升。
2.吸收设备及流程的优化改造
在进行流程优化改造之前，甲醛吸收塔内烟损大，导致热量损失大，转换效率低，这一过程，主要集中在甲醛从露点温度降温过程中显热与水蒸汽的冷凝过程中释放的热量没有得到有效利用。可以考虑选用热量传导性能更优越的新型冷凝塔，提高冷凝冷却及吸收的效率，从而有效降低各种物质和能源的消耗。同时，还可以考虑使用多段式吸收塔，将以前使用的双塔流程，改为单塔流程，即下段为填料塔，上段为板式塔，实现精馏与吸收的耦合运行，使得各种物质充分接触，减少过程中冷却水与水蒸汽的消耗，从而有效降低能耗，提高吸收效果。
3.优化吸收塔尾气循环工艺流程
尾气的循环利用，是降低生产成本，提高吸收能力，提高企业效益的重要手段，必须要高度重视尾气的循环利用。将吸收塔内排放的半数以上的尾气作为循环气体返回反应器，一方面，可以充分利用热量，减少热量损失，增加尾气的综合利用效率，使甲醛的吸收转化更加彻底；另一方面，可以有效降低因处理尾气而增加的生产成本。循环的尾气可与新鲜空气混合，可以高比例地提高甲醇的单程转化率。
4.流程优化效果分析
利用ASPEN PLUS模拟运行结果如图2及表1所示，尾气分离出了大部分的甲醛及氢气，对于尾气的主要成分面言，大多为惰性气体，比如：氮气等。同时还有少量的水、二氧化碳、氧气等。经过核算，优化后的结果是：氧醇摩尔比为0.38，比传统流程要降低约6个百分点；水蒸气/甲醇配比-水醇比为0.1615，比优化前的1.56降低很多。
对传统的铁钼过氧化法生产甲醛吸收单元流程进行优化改进，通过精确控制吸收塔冷却温度、对吸收设备及流程进行优化改造、优化吸收塔尾气循环工艺流程等，经过ASPEN PLUS模拟核算，以上各项优化措施，实现了甲醛的高效吸收与利用，不但降低了生产损耗，而且降低了吸收塔循环设备及原料的消耗，达到了预期的目的，对以后甲醛的生产具有较好的借鉴和指导意义。
参考文献
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煤制甲醇生产工艺范文3
关键词:煤制乙醇 生产工艺 设备 方案
中图分类号:TQ536 文献标识码:A 文章编号:1672-3791(2012)05(a)-0106-01
1 煤制甲醇的化学生成原理
煤制甲醇的转化过程是通过一氧化碳来进行过渡的,分为两个阶段:一是一氧化碳生成;二是甲醇合成。
一氧化碳生成是通过煤高温气化来实现的,煤在高温常压下和气化剂进行反应,从而生成一氧化碳、氢气、二氧化碳这三类气化产物,气化剂通常是水蒸气和空气混合气。经过高温气化反应促使煤的气化,最终产物中的一氧化碳和氢气都属于甲醇合成必须的原料,其中的二氧化碳在高温气化反应中能够部分的与碳进行再次反应而生产一氧化碳。当然在生产过程中产生的二氧化碳属于废气,但可以利用黑铁(四氧化三铁)作为催化剂,加入氢气进行高温催化循环反映,该反映可以再次将部分二氧化碳转化为生产所需的一氧化碳,并最终通过高压水吸收法去除残余的二氧化碳。
第二阶段是甲醇合成阶段,甲醇合成反映是应用了一样乎他和氢气的可逆化学反应来进行的,在实际大批量生产中,需要通过温度、压力和催化剂控制来实现最大化(将副反应程度将至最低)的生产。合成甲醇的反应温度低,所需压力低,能耗也低,但温度低,反应速度变慢,所以催化剂是关键因素。合成甲醇原料气H2/CO的化学计量比是2∶1。一氧化碳含量过高对温度控制有害,且能引起羰基铁在催化剂上的积聚,使催化剂失掉活性,故采用氢气过量过量,H2/CO摩尔比为2.2～3.0较好。
2 煤制甲醇的常规工艺流程
常规的煤制甲醇工艺流程主要分为三大阶段,分别为气化、转化和甲醇洗三个阶段,其主要流程如下。
首先是气化阶段。气化分为以下步骤:(1)煤浆生产,煤浆生产时确保气化反映水平的重要准备工作,煤浆的植被需要将焦煤原料磨细,植被成越65%的煤浆,磨煤通常采用湿法,可防止粉尘飞扬,环境好；(2)气化,气化阶段的反应时对煤浆进行简单粗制氧化反应获得粗制合成气的过程中,该过程中的温度应当控制在1350°C～1400°C,气压控制在6.5MPa(G),该企划反映属于书剑完成,反应生成的热气体和熔渣经过激冷水浴后,最终气体进入反映变化流程,熔渣被分离进行灰水处理；(3)灰水处理,该工作是对气化阶段中产生熔渣进行二次处理的过程,需要完成渣水分离、熔渣闪蒸过滤这亮相工作,分离后的水用作循环使用,闪蒸制作后过程中的热气体进回收热量用于后续生产,其他溶质进行出厂的再处理。
其次是转化阶段。该阶段是煤制甲醇原理中的第二步骤,由气化碳洗塔来的粗水煤气经气液分离器分离掉气体夹带的水分后,进入气体过滤器除去杂质,然后分成两股,一部分(约为54%)进入原料气预热器与变换气换热至305℃左右进入变换炉,与自身携带的水蒸汽在耐硫变换催化剂作用下进行变换反应,出变换炉的高温气体经蒸汽过热器与甲醇合成及变换副产的中压蒸汽换热、过热中压蒸汽,自身温度降低后在原料气预热器与进变换的粗水煤气换热,温度约335℃进入中压蒸汽发生器,副产4.0MPa蒸汽,温度降至270℃之后,进入低压蒸汽发生器温度降至180℃,然后进入脱盐水加热器、水冷却器最终冷却到40℃进入低温甲醇洗吸收系统。
最后是甲醇洗阶段。该阶段是完成能源应用型甲醇生产的必要阶段,通过吸收系统来处理转化阶段反映后气体中的二氧化碳、硫化物、水蒸汽和其他微量杂质,该阶段主要包括以下系统:(1)吸收系统,吸收系统是该阶段生产中最为核心的系统,完成非相关性气体和杂志的吸收,一般生产中会采用两套系统来分别处理变化气和为变化气；(2)溶液再生系统,该系统完成非相关性气体和杂质的最终处理,从高压闪蒸器上部和底部分别产生的无硫甲醇富液和含硫甲醇富液进入H2S浓缩塔,进行闪蒸汽提,甲醇富液采用低压氮气汽提,高压闪蒸器下部的含硫甲醇富液从塔中部进入,塔底加入的氮气将CO2汽提出塔顶,经气提氮气冷却器回收冷量后,作为尾气高点放空,富H2S甲醇液自H2S浓缩塔底出来后进热再生塔给料泵加压,甲醇贫液冷却器换热升温进甲醇再生塔顶部,分离出的酸性气体去硫回收装置,最终的废水进入污水系统进行处理；(3)甲醇最终合成。
3 煤制甲醇常规工艺的经济性和安全性考量
首先是生产流程的经济性问题,在不考虑目前甲醇最为能源引用的市场状态,仅考虑该类生产流程的经济性来说,可以从原料应用、生产过程能源的纯投入、设备成本投入、废物废料再处理成本投入几个角度来进行说明:(1)原料应用方面,能源用甲醇生产已经排除了传统的乙炔水合法和发酵法,利用煤作为原料进行规模化生产更具可行性,现阶段用煤作为原料进行甲醇生产是最经济、最可靠的一种方式；(2)生产能源的纯投入,目前煤制甲醇的研究已经逐步成熟,生产过程中对于高温气体余热的再利用已经相当完善,而且生产过程中的加高温加热过程所需的热量相对于煤炭其他类型的生产消耗更少,切废弃物的产出也更少；(3)设备成本投入,目前国内煤制甲醇技术已经毋庸置疑,技术性投资基本不属于需要考虑的问题,本身生产过程中的能源需求又很低,整体的设备运行和维护的成本相当低廉；(4)废物废料处理成本,从上述的工艺流程介绍中可以了解到,煤制甲醇生产过程中的废料是需要进行二次处理,其中部分用于二次生产,部分用于污染处理,相对于煤炭能源的直接利用来说,废料处理上的成本几乎可以忽略。
其次是安全性的考虑,煤制甲醇的安全性考虑主要在于环境安全因素方面,相对于类型相似的煤制天然气来说,煤制甲醇和煤制天然气中较为突出的煤制烯烃来说,生产过程中的副产水消耗较少、废气产出较少,无论从自然资源占用还是污染物产出方面,煤制甲醇都有更高的优势。
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煤制甲醇生产工艺范文4
论文摘要:文章介绍了久泰能源科技有限公司的节能实施方法,即明确节能目标,责任落实到人,以科技进步、技术革新为手段,寻求节能工作的重大突破。此外还介绍了久泰能源科技有限公司节能改造的技改项目和成果。久泰能源已经成为我国能源多元化领域的开拓者和领跑者,节能降耗,采用新工艺、新设备、新技术,必将带来更大的社会效益。
一、 企业 基本情况
久泰能源科技有限公司成立于2002年,是以新型绿色能源二甲醚为主导产品的国家重点高新技术企业。
公司主要以煤炭为原料生产甲醇和二甲醚,节能工作对企业 发展 具有重要的 经济 意义和现实意义。公司成立以来,将科技进步和技术革新作为节能降耗的突破点,坚持能源开发与资源节约并举,积极探索和实施循环经济发展模式。公司通过采用汽轮机直接拖动压缩机技术,采用先进技术改造传统造气工艺和装置,集中回收了废气、废热,降低了煤、电、水的消耗,使各项消耗指标处于同行业领先水平。
二甲醚是国际上公认的新型清洁能源,是理想的石油替代燃料,将我国丰富的煤炭资源转化为二甲醚洁净燃料,对解决我国石油战略稀缺资源短缺、保护环境、保证经济社会可持续发展具有重要的战略意义。公司自主研发的“液相法复合酸脱水催化生产二甲醚”工艺从 工业 生产的角度解决了二甲醚生产过程中的世界性难题,特别是液相复合酸脱水催化剂的研制和冷凝分离技术较好地解决了传统生产工艺产品提纯成本高、投资昂贵的缺点,投资降低1/2,生产成本降低1/3以上,可实现大规模生产环保型车用和民用燃料的需求,有很强的竞争优势。经山东省科技厅组织专家进行鉴定,达到国际领先水平。
二、节能降耗的主要做法
(一)明确节能目标,责任落实到人
节约能源不仅是企业提升自身竞争力的重要手段,也是企业必须履行的社会责任。公司与临沂市政府、罗庄区政府分别签订了《年度节能目标责任书》,确定了年度节能0.66万吨标煤的目标,并根据节能目标制定了 科学 详细的节能方案,将节能工作落实到了实处。同时公司将节能工作列入了绩效管理的范畴,与各级部门负责人分级签订目标责任书,实行节约奖励、超标处罚的激励机制,不但将节能责任落实到了每一个人,而且充分调动了各级人员节能的工作积极性。
(二)以科技进步、技术革新为手段,寻求节能工作的重大突破
科技进步和技术革新在社会经济的发展中起着巨大作用。作为能源化工企业,节能工作的关键在于能否运用科技进步和技术革新手段改造传统落后的工艺、设备,实现资源利用的最大化。作为国家级重点高新技术企业,久泰能源科技有限公司拥有一大批行业中高端技术人才,并一直致力于对现有生产工艺流程的优化和改造,公司通过实施系列技术改造,单位产品能耗降稳居行业领先水平。
1.汽轮机直接拖动压缩机技术的应用。公司现有4m32型气体压缩机6台,单机功率为2500kw。我公司在行业内创新性地采用了汽轮机直接拖动压缩机技术,将其中4台压缩机改电机拖动为汽轮机直接拖动,减少了汽轮机在发电过程中能量损耗。发电厂厂用电按15%计,4台压缩机改电机拖动为汽轮机直接拖动后,仅此一项年可减少能量损耗折电量1200万千瓦时,折合标准煤4800吨。
2.“三废”回收再利用改造的实施。公司是以无烟煤为原料生产甲醇,然后再用甲醇合成二甲醚的化工生产企业,现已建成投产的二甲醚装置,装置均采用了固定层间歇煤制气工艺技术。该技术在原料工段中,有部分煤矸石产生;在制气过程中,产生部分废渣和吹风气;在甲醇合成过程中有部分驰放气产生。煤矸石、造气废渣虽然不符合生产工艺需求,但本身仍含有一定的热量。吹风气、驰放气中含有较多的可燃成分,主要为氢气、甲烷和一氧化碳等,这些可燃气体成分含有很高的热值,如果直接放空排入大气不仅造成环境污染,而且造成大量的资源和能源浪费。
为了实现能源节约和环境保护,也为了降低成本,提高 经济 效益,公司投资1200万元,启动了“三废”回收利用技术改造项目,在原有两套生产装置的基础上新增了“三废”回收锅炉一套,将造气工序产生的炉渣、原料工段筛选出来的煤矸石、造气炉产生的吹风气、合成工段产生的弛放气等通过三废锅炉进行回收再利用。技术改造实施后,“三废炉”每小时可生产压力为3.82mpa、温度为450℃的过热蒸汽20吨,取得了较好的经济效益。
3.加强节水管理,提高水资源的利用率。公司现有6套循环水装置,分别对造气、合成、精馏、压缩等不同工段工艺冷却用水实现闭路循环,正常生产中仅向系统补加部分因挥发等造成的损失水量,大大降低了一次水用量。最近,公司投资近400万元新上生化和化学处理法废水处理站一座,处理能力设计80 m3/h,已投入运行。废水处理站运行后将生产废水全部处理达标排放。废水经处理后,部分作为造气污水冷水补水,部分作为煤场喷洒用水等,实现废水综合利用。现废水排放量降到50 m3/h左右,比投运前减少20m3/h,降低了一次水用量,年增效益20.9万元。
4.对锅炉引风机、给水泵等设备新上变频调速装置,提高了设备运行稳定性,降低了电耗。通过以上措施的实施,取得了显著的节能效果。综合能耗比去年降低2.05%,实现节能量0.90万吨标煤。
三、新的节能计划
为进一步提高资源综合利用率,促进 企业 经济与资源环境的协调 发展 ,今年公司确定了节能总体目标:精甲醇综合能耗比2008年下降3%,力争4%,完成节约量1.32万吨标准煤(比2005年)),达到国内先进水平。将主要采取以下措施:
1.继续建立健全节能降耗的管理和工作机制,进一步强化目标责任的落实,并将其纳入经营监督、财务核算和监察审计的范畴,与年度考核挂钩。对节能降耗工作目标和项目完成情况进行严格考核,对责任单位及其领导实行问责制督促落实。
2.计划对耗能重点设备锅炉进行工艺自动调优控制,提高燃烧效率,实现节能降耗。
3.计划对35t混燃锅炉进行系统改造。改造后将增加锅炉产蒸汽量,进一步提高余热回收利用率。
4.进一步加强生产管理,优化系统工艺,保证系统长周期运转;及时供应适应造气炉工艺条件的煤种,稳定煤种;原料加工部门提高加工质量,确保造气炉炉稳定,提高单炉产气量,降低煤耗。
四、结语
煤制甲醇生产工艺范文5
黑龙江省七台河市是一座因煤而生的城市，因煤炭资源丰富，从而衍生煤化工企业，近年来，随着煤化工企业的新兴和蓬勃发展，存在的消防安全隐患逐渐突出，煤化工企业灾害事故呈现出突发性、连续性、复杂性特点。
1 煤化工企业工艺流程及火灾危险性
（1）煤化工企业主要包括炼焦、煤焦油加氢、焦化煤气制取甲醇、苯加氢等生产工艺。（2）煤焦油加氢。对煤焦油减压分离、加氢精制和裂化处理，存在煤焦油、沥青、柴油、氢气、硫化氢、甲醇、氨水等易燃易爆和有毒物质。（3）焦化煤气制取甲醇。焦炉煤气经过焦炉气压缩、脱硫、转化、合成气压缩、甲醇合成、甲醇精馏合成甲醇。甲醇，具有挥发性、流动/扩散性、高易燃性等。（4）苯加氢。利用焦化粗苯与氢气分别在催化剂的作用下发生加氢反应，去除粗苯中的硫、氮、烯烃、苯乙烯等杂质，然后通过萃取蒸馏得到纯度较高的苯、甲苯、二甲苯的化工装置。（5）生产工艺中，在高温、高压下生产的煤焦油、粗苯、纯苯、甲苯、二甲苯、甲醇、酚、萘等20多种产品，多为易燃、易爆物质。生产贮存场所的设备、管道存有大量易燃易爆性原料或产品，发生泄漏或受热后膨胀易形成爆炸。生产装置高度的连续性，易形成连续爆炸，装置内存易流淌扩散易燃易爆性液体和气体，易形成大面积流淌火。生产设备跨度大且分布密集，孔洞较多，管线纵横，易形成立体火灾，一旦发生火灾爆炸事故，后果十分严重。
2 现存消防安全突出问题
（1）个别规划选址已不能满足消防安全现实需要。随着城区范围的扩大，早期建成的煤焦化企业部分工段临近居民区，已不符合规划选址要求。（2）企业消防安全责任制落实不到位。个别企业领导和部分员工消防安全意识淡薄，消防安全素质不高，各级各岗位消防安全责任不落实。（3）企业自防自救能力差。未按规定要求建立企业专职消防队伍，并储备备用泡沫灭火剂。鉴于煤化工企业生产工艺和火灾扑救的特殊性和专业性，应按《消防法》规定建立企业专职消防队伍。并按照国家消防技术标准要求，储备备用泡沫灭火剂。
3 已采取的针对性工作措施
（1）强化检查，严格规范管理。近几年，支队以清楚掌握全市煤化工企业消防安全现状，掌握企业火灾防控措施、灭火救援准备、灭火实战能力、多次会同市安监等行业主管部门，多次深入煤化工企业进行检查、指导，规范消防安全管理，帮助企业制定切实可行的整改计划，推进火灾隐患整改，取得了明显成效。在监督管理过程中，按照《消防法》等有关法律法规，针对一些严重隐患且又一直未能整改的，消防部门已依法下达法律文书，并上报政府予以停产停业进行整改火灾隐患。（2）加强消防培训，提高安全技能。支队组织专门人员深入每一家煤化工企业开展常态化的消防安全培训和讲座，指导并联合组织消防安全疏散和灭火演练，提高企业消防安全管理能力和各岗位人员消防技能和消防安全素质。（3）提请政府印发了《七台河市重特大火灾事故应急预案》，明确了应急救援总指挥部的人员组成及职责分工和社会各救援力量及相关单位的职责作用，将煤化工企业火灾扑救纳入社会应急救援联动体系联习会议和灭火救援专家组联席会议的重要议题，探讨提高煤化工企业火灾扑救的对策。当辖区煤化工企业发生火灾时，立即启动社会应急救援联动预案，各社会应急救援力量、相关部门单位及灭火救援专家组立即赶赴现场、参与指挥，为火灾扑救提供物质保障和技术支持。通过以上措施，我市煤化工企业消防安全管理水平不断提高，有效预防了火灾及爆炸事故的发生，确保了全市消防安全形势的持续稳定。
煤制甲醇生产工艺范文6
关键词：甲醇合成； 催化剂； 升温还原
0 引言
以煤基甲醇体系为核心的能源化工作为我国二十一世纪化学工业发展的方向，正为越来越多的人认识并逐渐成为事实。近年来在国际高油价推动下，我国各地正兴建大批低压甲醇装置，且越来越大。与此同时，以甲醇为原料制烯烃（MTP、MTO）、制氢MTH、制油MTG、MTL以及甲醚、二甲醚等项目也在令人瞩目地展开或热议中。
作为催化产能的助剂，触媒的选型和升温还原已成为甲醇生产中的重中之重。
1 甲醇合成催化剂的介绍
我公司选用的是四川成都通用的工艺和反应器，其推荐的催化剂为南化院的C307和西南院的XNC98。作为国产催化剂的两大主流产品，凭其优秀的产品性能和高性价比赢得了国内大部分市场。
1.1 XNC98型甲醇合成催化剂
XNC98型合成甲醇催化剂是西南化工研究设计院研制开发的产品，是一种高活性、高选择性的新型催化剂。用于低温低压下由碳氧化物与氢合成甲醇。可适用于各种类型的甲醇合成反应器。具有低温活性高、热稳定性好的特点。常用的操作温度为200～290℃，操作压力5.0～10.0MPa。可广泛适用于各种原料生产的合成气，特别适用于CO2含量较高的合成气。
a催化剂主要物理性质
外观： 有黑色金属光泽的圆柱体
外形尺寸（直径×高），mm： 5×（4.5～5）
堆密度，Kg/L： 1.3～1.5
径向抗压碎强度，N/cm： ≥200
b催化剂化学组成
催化剂主要化学组成列于下表：
c催化剂的活性
按本催化剂质量检验标准规定，在下述活性检验条件下：
催化剂装量： 4mL 粒度： 20目～40目
反应压力： 5.00±0.05MPa 空速： 10000±300h-1
反应温度： 230±1℃、250±1℃
气体组成： CO 12×10-2～15×10-2， CO2 3×10-2～8×10-2
惰性气体 7×10-2～10×10-2， 其余为H2。
催化剂活性为：
230℃时，催化剂的时空收率≥1.20Kg/L·h；
250℃时，催化剂的时空收率≥1.55Kg/L·h。
d催化剂的使用寿命
在正常条件下运转寿命为2年以上。
1.2 C307型合成甲醇催化剂
C307型合成甲醇催化剂是南京化工集团研究院研制生产的产品，通过优化催化剂组分配方和制备工艺，进一步提高了催化剂的时空产率、选择性和热稳定性，制得的C307型中低压合成甲醇催化剂达到国际先进水平。该催化剂已在国内十多家甲醇厂应用，经济效益显著。该型号产品具有原料适应性能强的特点，可运用于各种原料（天然气、石油、煤、工业尾气等）的低、中压合成甲醇流程
a催化剂主要物理性质
外观： 两端为球面的黑色圆柱体
外形尺寸（直径×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催化剂化学组成
催化剂主要化学组成列于下表：
c催化剂技术指标
初活性：（甲醇时空产率） ≥1.3克/毫升催化剂·小时
耐热后活性：（甲醇时空产率） ≥1.0克/毫升催化剂·小时
径向抗压碎力： ≥205 N/ cm
还原后体积收缩率
d 适用操作条件
操作温度： 190℃-300℃
最佳温度： 205℃ ～265℃
操作压力： 3MPa～15MPa
适用空速： 4 O00h～～20 O00h
1.3国外的甲醇催化剂
托普索公司生产的MK-121口碑最好，另外南方化学公司、ICI公司的产品性能都要优于国内催化剂，特别是选择性方面.国内催化剂初期活性与国外相差不大，后期活性衰退较快，寿命较短，但其性价比还是非常可观的。另外催化剂的性能与生产工艺、操作人员水平、设计水平、反应器均有直接的关系，因此，国内大部分的甲醇生产企业大都选用国产甲醇催化剂。
2 催化剂的升温还原（以XNC98为例）
甲醇催化剂一般为铜系催化剂。 催化剂升温还原过程是保证催化剂在生产中具有良好活性，延长使用时间非常关键的步骤，因此应引起足够的重视。甲醇催化剂一般采用氢气作为还原剂，催化剂中主要是氧化铜被还原。氧化铜的还原是强放热反应。反应式为：
CuO + H2 ==== Cu + H2O + 86.7KJ/mol
还原过程必须控制好温度以获得最好的活性。还原反应是用氢气或H2与CO的混合物在惰性气体如N2或天然气气氛中进行。
⑴ 还原气体的要求：
O2
CO
CO2
H2
S
NH3
不饱和烃 痕量
并且，不含有氯及重金属等使催化剂中毒的物质。
⑵ 还原条件
压力 0.5MPa（表压）
温度 最高230℃
空速 900～3000h-1
还原气 含1×10-2 H2（或CO+H2）的N2或脱硫天然气
整个升温还原过程耗时约为60～70小时。
⑶ 还原操作
① 催化剂在升温还原前应对系统试漏，然后用氮气或脱硫天然气吹除系统至氧含量低于0.1×10-2，并升压至预定压力。
②还原操作程序（供参考）
③ 在还原过程中必须严密监视床层温度（或出口温度）的变化，当床层温度急剧上升时，必须立即停止或减少氢（或CO+H2）的气量；加大气体循环量；断蒸汽喷射器蒸汽；置换、降低汽包压力等措施进行处理。
④ 还原过程的关键是控制还原反应的速度，还原反应速度主要与氢浓度和温度有关。因此要严格控制氢浓度在允许范围内，并要求升温平稳、出水均匀。
⑤ 在还原过程中应遵守“提氢不提温、提温不提氢”的原则。
⑥ 还原过程中，出水量约为催化剂重量的17×10-2～19×10-2，其中物理水占3×10-2～6×10-2，化学水占12×10-2～14×10-2。如果还原气含CO，则生成的水较小。测量排出水量，是鉴别还原是否完全的一个手段。
⑦ 还原终点的判断：当反应器出口气中H2或CO+H2的浓度接近于进口气浓度时，即不再消耗H2（或CO+H2），也不再产生水时，则为催化剂还原终点，就可以认为催化剂基本上还原好了。
⑧ 还原结束后，待催化剂床层温度在210～220℃稳定后，引入合成气，控制每小时升压速度≤设计操作压力的10%，防止床层温度升高过快，使催化剂中Cu晶粒烧结。
3 催化剂的毒物
硫：进入环路的合成气硫含量以H2S计
氯：任何形态的氯化物（游离Cl2或化合态）都是极强的毒物。要求合成气中基本不含有氯，而且绝对不允许它进入任何一个有工艺气体经过的设备。特别应注意，在装置安装、试车和维修过程中，不能用氯化物作溶剂或除油剂而进入合成气生产工序和合成环路中。
金属：重金属或碱金属、砷以及羰基铁都会使催化剂中毒。应将设备和管道都彻底除锈，以减少羰基铁生成。羰基铁在合成甲醇反应温度下，分解成的活性铁沉积于催化剂表面，将增加副产物烃类化合物生成并加速甲烷化反应。
油：油沉积于催化剂表面，会堵塞催化剂孔隙、使催化剂减活。因此对入塔前的气体要加强油的分离、过滤，防止进入催化剂床层中。
4 甲醇行业的前景
甲醇是除合成氨之外，惟一可由煤经气化而大规模合成的重要化工原料。甲醇可广泛用于医药、农药、染料、合成纤维、合成树脂和合成塑料等工业，并且还是很有发展前景的液体燃料。当今石油资源日益短缺，石油价格急剧攀升，因此充分利用我国丰富的煤炭资源，发展合成甲醇具有十分重要的意义。
[参考资料]
[1] XNC98催化剂产品说明书