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煤制甲醇气化毕业论文

发布时间:2024-07-03 17:19:14

煤制甲醇气化毕业论文

煤化工是指以煤为原料,经化学加工使煤转化为气体、液体和固体燃料以及化学品的过程。下面是我整理了煤化工生产技术论文,有兴趣的亲可以来阅读一下!

煤化工及甲醇生产技术探索

摘要:甲醇是一种有机化工原料,它的用途非常广泛,普遍运用于燃烧材料、合成金属、工程涂料、医学消毒、日常生火等多个方面,在甲醇的制造方面,一般都遵循着煤气化碳――变换气体物质――精细蒸馏三大工序,在化工厂生产活动中一般将生产甲醇的工序称为“工段”。难点在于如何去调控操作所需的参数,本文通过对煤化工作的特性解析来引申出甲醇生产的要点,同时对生产技术进行一个流程上的模拟,更全面地去了解甲醇生产中需要多加注意的关键。

关键词:煤化工;甲醇;温度;化学反应;化学式

中图分类号:Q946文献标识码: A

1煤气化原理

在甲醇生产的流程中,煤气化是第一步,它是一种化学反应,将气化剂和煤炭资源中的可燃物质放置在一个高位环境下,然后使其发生中和反应,产生一氧化碳、氢气等可燃气体。在煤气化工段里使用的气化剂包括水蒸气、氧气等,在加入这些气化剂后,煤炭就会发生一系列化学反应,从而生成所需的气体。煤炭在加入气化剂后,经历了干燥、热裂解等热力反应,该反应中生成的气体包括一氧化碳、二氧化碳、氢气、甲烷等,这些化学反应的速度取决于煤气化工段中的温度、热压、气化炉质量以及煤炭的种类,以下是煤气化过程中会出现的化学式:

吸收热量:C - H2O → C O + H2C + C O2→ 2C O

发散热量:C + O2→ C O2C +12O2→ C O

变换反应:C O + H2O → C O2+ H2

从大体上来说,煤气化反应是化学中的强吸热效应,如果以动力和热力的角度来解析这类中和现象,重点在于对温度的把握,温度过高会造成气体流失,温度过低则无法产生完整的化学反应,导致生成的气体数量少、质量差。同时在增压方面应该适当地增加对煤炭的压力值,这样可以使化学反应的速度提高,对甲醇的生产效率起积极作用。

2变换工段

甲醇产品在合成时,一般调整碳元素与氢元素的比例的方法是通过一氧化碳的变换反应来实现的,在甲醇生产的流程中,碳元素与氢元素的分离都在催化剂的影响下进行,在此需要注意的是,碳氧分离工序对水蒸气的需求量相当大,水蒸气的生产成本在这道工段中会激增不少,所以,如何最大限度地利用水蒸气,节约生产成本,这将直接考验生产部门的气体生产技术和操作人员的工作效率。在变换工段中,煤气化之后的煤气物质含有大量的一氧化碳和水蒸气,在催化剂的效果影响到位之后,就可以生成氢与二氧化碳,在此时还会有小部分的一氧化硫转化为氰化硫,此时化学式表现如下:

C O + H2O → C O2+ H2

这是一个主要反应式,但是在主反应进行的同时,还有一部分副反应也会产生,生成甲醇的副产品,这些化学反应包括:

2C O + 2H2→ C O2+ C H

2C O → C + C O2

C O + 3H2→ C H4+ H2O

C O + H2→ C + H2O

C O2+ 4H2→ C H4+ 2H2O

C O2+ 2H2→ C + 2H2O

化学反应在化工产业中要求平衡,在主要变换的化学反应中是一种发散热量反应的类型,这里的化学反应会使煤气化后的温度降低,温度适当降低有利于化学反应的平衡作用,但是如果温度太低,就会导致化学反应时间过长,效率越低,当煤气化工段的生成气体慢慢消耗殆尽时,就会浪费前一道工段的时间和成本,造成浪费。同时,温度还与催化剂的适应性挂钩,如果温度没有调整到位,催化剂的效力就无法发挥到最大值,这就会造成碳氧分离程度不足,必须加大催化剂的剂量,这也会增加生产成本。

3甲醇生产中的注意事项

1.)气化压力的大小在其他的生产条件没有变化的情况下,如果改变气化压力,就会产生非常细微但是关键的变化。通常气压定格在2M Pa以上的范围时,在煤气化工段里基本上不会产生影响,但是如果气压低于2M Pa就会使气化炉的气化效果变低。所以,在煤气化工段中,一定要保证气化压力控制在2M Pa以上,而且可以视实际情况适当提高,这样可以增加气体数量,提高生产效率。

2.)氧气与煤量的比例氧煤比例的提高,指的是在煤炭中氧气流量的增多,直观反映为在煤炭高温加热时,煤炭的燃烧反应量明显提升。同时因为氧气流量的增加,使气化炉的温度也得以升高,煤炭的气化反应会更加强烈,一氧化碳和氢气的数量会增加不少,但是生成的气化产物中,二氧化碳和水分的含量占了很大比例,而一氧化碳和氢气的含量会变少,所以,如果不仔细控制氧煤比例,就会使气化炉中的气化反应过强而导致生产甲醇所需的气体成分变少。

4 甲醇生产工艺模拟

传统的烧煤方式已经不能满足人们对甲醇的需求量,而且单纯的燃烧煤炭既是对资源的浪费,也会造成环境污染。所以,当务之急是要尽快找到新的甲醇提取方法和更快捷有效的甲醇生产技术,在这方面,煤气化生产流程已经被初步运用于各大化工厂中,作为目前提取甲醇的有效方式,煤气化工段还需要更多的模拟和分析来增强其效率,简化其工序。

在模拟中我们假设煤浆和高压后的氧气依照固定比例放置在气化炉中,然后在高温作用下因气温及气压生成各种气体,其中包括一氧化碳、氢气、二氧化碳等,其中高压后的氧气进入气化炉可以通过设置烧嘴的中心管道和外环管道,而煤浆可以通过烧嘴的中环管道进入气化炉。在模拟环境下,我们还设置了激冷室,位于气化炉下段,激冷室主要是处理煤炭中的灰份。在煤气化工段进行到末尾后,会残留一些灰份物质,这些物质会在气化炉的高温中熔融,熔渣和热量汇聚,合成了气体,然后结合离开气化炉的燃烧室部分,经由反应室,进入气化炉下段的激冷室。这些气体在激冷室中将被极寒温度降低到200摄氏度左右,熔渣会立即固体化,然后生成大量的水蒸气,经水蒸气饱和后带走了灰份,从激冷室的排出口派排

出。

需要进行变换的水煤气在预热器中加入一部分进行换气和换热步骤,然后进入模拟的变换炉,这部分水煤气在经过煤气化工段后,自身携带了不少的水蒸气,变换炉中的催化剂进行催化作用进行变换反应,在第一部分结束后,另一部分的水煤气也进入变换炉,变换炉这时就会需要新的高温气体,模拟的变换工段里加入了预热装置,提前储存并加热生成高温气体,然后连入变换炉中与另一部分的水煤气进行变换反应,然后进入气液分离器进行分离,分离成功后的气体将进入低压蒸汽室内降温,再次进入气液分离器进行分离,再喷入冷水来清洗掉气体中的三氢化氮,最后气体进入净化系统,生产气态甲醇。

精馏工段的流程为四塔工作方式,首先甲醇气态材料在预热器中进行高温加热,再传输进预塔中部,在这里去除粗甲醇里的残留溶解气体与二甲醚等,这些属于低沸点物质。在加热后,气体进入冷却器进行气体降温,形成甲醇蒸气后进入预塔的回流管道。甲醇蒸气在经过回流后进入换热器,加热后进入加压塔,甲醇在加压塔中进行冷凝化处理,其中小部分送回加压塔顶部作为回流液。剩余的甲醇气体进入精度甲醇管道,最后由加压塔提供压力与热量,将冷凝的高精度甲醇视需求定制成液态或固态储存,然后将杂质或者甲醇残留物通过排污口排入废水处理器进行净化提取处理。

参考文献:

[1] 韩雅楠. 煤制甲醇的研究进展与发展前景分析 [J]. 中国科技投资. 2013(17) :229.

[2]刘喜宏.浅谈煤制甲醇的前景与工艺流程[J]. 中国石油和化工标准与质量 . 2013(10) :22.

[3] 陈倩,李士雨,李金来. 甲醇合成及精馏单元的能效优化[J]. 化学工程. 2012(10) :1-5.

[4] 金建德. 煤制甲醇工业装置工艺改造措施[J]. 天然气化工2011 36(3):67-69.

[5] 李雅静,张述伟,管凤宝等. 煤制甲醇过程低温甲醇洗流程的模拟与改造 [J]. 化工设计通讯. 2013(2) :15-18.

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巨野煤田煤质分析及科学利用评价摘要]从工业、元素、工艺性质方面,对巨野煤田煤质进行了详细的分析,根据其煤质特点,进行科学论证,得出巨野煤田是优质动力用煤和炼焦用煤的结论,可以用来制备水煤浆,用于煤气化合成氨、合成甲醇及后续产品,用作焦化原料等。[关键词]煤质分析;煤质特点;科学利用;评价1巨野煤田煤质分析煤的工业分析工业分析是确定煤组成最基本的方法。在指标中,灰分可近似代表煤中的矿物质,挥发分和固定碳可近似代表煤中的有机质。衡量煤灰分性能指标主要有灰分含量、灰分组成、煤灰熔融性(DT、ST、HT和FT)。其中煤灰熔融性是动力用煤和气化用煤的重要性能指标。一般以煤灰软化的温度(即灰熔点ST)作为衡量煤灰熔融性的指标。龙固矿钻孔煤样工业分析结果(表1)变形温度(DT)为煤灰锥体尖端开始弯曲或变圆时的温度;软化温度(ST)为煤灰锥体弯曲至锥尖触及底板变成球形时的温度;半球温度(HT)为灰锥形变至近似半球形,即高约等于底长的一半时的温度;流动温度(FT)为煤灰锥体完全熔化展开成高度< mm薄层时的温度。彭庄矿钻孔煤样工业分析结果(表2)2煤质特点及科学利用评价巨野煤田煤质特点由煤炭科学研究总院《巨野矿区煤质特征及菜加工利用途径评价》可以看出巨野煤田煤质有如下特点:①灰分含量低,属于中、低灰煤层。②挥发分含量高,各煤层原煤的挥发分含量在33%以上,且差异不大,均属于高挥发分煤种。③磷含量特低;硫分含量上低下高。④干燥基低位热值高。各层煤的都比较高,且随原煤灰分的降低而升高。⑤粘结指数、胶质层厚度和焦油产率均较高。⑥碳、氢含量较高。碳含量在~之间,氢含量在~之间,C/H比值<16。⑦灰熔点上高下低。成浆性实验评价2008年1月,华东理工大学对巨野煤田龙固矿(1#)、赵楼矿(2#)和彭庄矿(3#)原煤进行成浆性实验及评价。成浆浓度实验成浆浓度是指剪切速率100 s-1,粘度为1 000 mPa·s,水煤浆能达到的浓度。采用双峰级配制浆,粗颗粒与细颗粒质量比为3∶7;选取腐殖酸盐作为添加剂,用量为煤粉质量的1%。制成一系列浓度的水煤浆,测量其流动性,观察水煤浆的表观粘度随成浆浓度上升的变化规律,结果如表10所示。由表10看出,随着煤浆浓度增大,煤浆表观粘度也明显升高。本实验3种煤样成浆浓度分别为龙固矿66%(wt);赵楼矿67%(wt);彭庄矿68%(wt)。流变性实验水煤浆流变特性是指受外力作用发生流动与变形的特性。良好的流变性和流动性是气化水煤浆的重要指标之一。将实验用煤制成适宜浓度的水煤浆,然后用NXS-4 C型水煤浆粘度计测定其粘度。将水煤浆的表观粘度随剪切变化的规律绘制成曲线,观察水煤浆的流变特性,见表11。从表11可以看出,3种煤制成的水煤浆中,随着剪切速率增大,表观粘度都随之降低,均表现出一定的屈服假塑性。屈服假塑性有利于气化水煤浆的储存、泵送和雾化。实验结论煤粉粗粒度(40~200目)和细颗粒(<200目)质量比为3∶7,腐殖酸盐作为添加剂,添加量为煤粉质量的1%时,龙固矿煤浆浓度为66%(wt)、赵楼矿煤浆浓度为67%(wt)、彭庄矿煤浆浓度为68%(wt),满足加压气流床水煤浆气化技术对水煤浆浓度的要求。原料煤的应用适合于制备水煤浆水煤浆不但是煤替代重油的首选燃料,而且是加压气流床水煤浆气化制备合成气的重要原料。同时它又是一种很有前途的清洁工业燃料。实践上,华东理工大学“巨野煤田原煤成浆性实验评价报告”表明:巨野煤田各矿井原料煤均适合于制备高浓度稳定水煤浆。用于煤气化合成氨、合成甲醇及后续产品巨野煤田原煤属于高发热量的煤种(弹筒热平均值在28~31 MJ/kg之间),该煤有利于降低氧气和能量消耗,并能提高气化产率;因灰熔点较高(>1 300℃),有利于固态排渣。根据鞍钢和武钢分别使用双鸭山和平项山1/3焦煤作高炉喷吹的经验,巨野煤田的1/3焦煤与双鸭山和平顶山1/3焦煤一样成浆性较好,其1/3焦煤洗精煤可以制成水煤浆,作为德士古(Texaco)水煤浆气化炉高炉喷吹用原料。煤气化得到的合成气既可通过变换用于合成氨/尿素,又可经净化脱硫合成甲醇或二甲醚。以甲醇为基础可进一步合成其他约120余种化工产品。另外,还可利用甲醇制备醇醚燃料及合成液体烃燃料等。用作焦化原料焦化用于生产冶金焦、化工焦,其副产焦炉煤气可用于合成甲醇或合成氨,副产煤焦油进行分离和深加工后可得到一系列化工原料及化工产品。由表12看出,巨野煤田大槽煤经过洗选以后,可以供将来的400万t/a焦化厂或者上海宝钢等大型钢铁企业生产I级焦炭时作配煤炼焦使用;灰分≤的8级精煤(2#),也可供华东地区的中小型焦化企业生产2级和3级冶金焦的配煤炼焦使用。此外,该煤也可以单独炼焦,但所生产焦炭的孔隙率偏高,最好进行配煤炼焦。远景目标———煤制油煤直接液化可得到汽油、煤油等多种产品。巨野煤田的大部分煤层均为富油煤,尤其是15煤层平均焦油产率>12%,属高油煤;根据元素分析计算的碳氢比各煤层均<16%;大部分煤层挥发分>35%的气煤和气肥煤通过洗选后的精煤挥发分>37%,而其灰分<10%。因此,巨野煤田的煤炭都是较好的液化用原料煤。煤间接液化可制取液体烃类。煤经气化后,合成气通过F-T合成,可以制取液体烃类,如汽油、柴油、石腊等化工产品及化工原料。3结语综上所述,巨野煤田第三煤层大槽煤属于低灰、低硫、低磷、结焦性好、挥发分高、发热量高的煤炭资源,其中的气煤、1/3焦煤、气肥煤、肥煤、天然焦等是国内紧缺的煤种,它们的洗精煤不仅可作为炼焦用煤、动力用煤,而且是制备水煤浆和高炉喷吹气化的重要原料。因此,菏泽大力发展煤气化合成氨和甲醇并拉长产业链搞深度加工是必然的正确选择。

水煤浆气化技术论文篇二 德士古水煤浆气化技术的特点及应用 【摘要】水煤浆气化技术在我国由来已久,近年来,德士古水煤浆气化技术在我国的发展更为的迅速,其技术应用的范围也在不断的扩大,德士古水煤浆气化技术具有很多优点,因此,其应用还有待于进一步开发。本文将从以下几个方面来分析德士古水煤浆气化技术的特点及应用。 【关键词】德士古水煤浆气化技术;特点;应用;分析 中图分类号:X752 文献标识码:A 文章编号: 一、前言 目前,国内水煤浆气化的应用还存在一定的问题,选用何种技术成为了主要的关注点,因此,研究德士古水煤浆气化技术的特点及其在我国的应用具有很深远的现实意义。 二、煤气化原理及发展趋势 1、煤气化的原理 煤的气化反应是指气化剂(空气、水蒸气、富氧空气、工业氧气以及其相应混合物等)与碳质原料之间以及反应产物与原料、反应产物之间的化学反应。在气化炉内,煤炭要经历干燥、热解、气化和燃烧过程。 (一)湿煤中水分蒸发的过程: (二)热解(干馏)是煤受热后自身发生的一系列物理化学变化过程。一般来讲,热解的形式为:煤 煤气(CO2,CO,CH4,H2O,H2,NH3, H2S)+焦油+焦炭 (三)气化与燃烧过程。仅考虑煤的主要元素碳的反应,这些反应如下: a.碳-氧间的反应; b.碳-水蒸气间的反应; c.甲烷生成反应; 需要指出的是,以上所列诸反应为煤气化和燃烧过程的基本化学反应,不同过程可由上述或其中部分反应以串联或平行的方式组合而成。 2、煤气化技术的发展趋势 现代煤炭气化技术发展趋势如下: (一)气化压力向高压发展。气化压力由常压、低压(<)向高压() 气化发展,从而提高气化效率、碳转化率和气化炉能力。 (二)气化炉能力向大型化发展。大型化便于实现自动控制和优化操作,降低能耗和操作费用。 (三)气化温度向高温发展。气化温度高,煤中有机物质分解气化,消除或减少环境污染,对煤种适应性广。 (四)不断开发新的气化技术和新型气化炉,提高碳转化率和煤气质量,降低建设投资。目前碳转化率高达98%-99%,煤气中含CO+H2达到80%-90%。 (五)现代煤气化技术与其他先进技术联合应用。 (六)煤气化技术与先进脱硫、除尘技术相结合,实现环境友好,减少污染。 三、国内应用上存在的问题与解决措施 1.存在的问题 (一)气化效率仍然低 当前在国内,在燃烧上多采用单喷嘴直喷的模式,像德士古炉,而华东理工大学则采用多嘴对喷,后者的改进虽然增强了利用的效率,但是其对耐火砖的损坏也相应的加大了。在整个气化装置中,采用单个喷嘴时,其容量受到了限制,这就制约了水煤浆气化的转化效率。当采用多对喷嘴时,喷嘴的寿命也同时受到了考验,在雾化方面的效果仍然不能得到完全的控制。 (二)耐火砖的寿命短 水煤浆中本身存在34%左右的水,它的存在会吸收大量的热,在转化过程中,反应的进行使得化学平衡容易遭受破坏,因此,在设计上安排了耐火砖来作内衬。耐火砖专为改善水煤浆气化而来,所以,好的耐火砖将会对气化产生重要的作用。而在实际转化过程中,耐火砖十分容易损坏,当转化炉的操作温度过高时,它将直接烧坏耐火砖。 (三)煤炭质量的影响在现今的转化中,煤浆的混合制成,也对煤中含灰量和灰熔点有着特定的要求,当煤的质量不能满足水煤浆的合成时,其气化的效果将降低,同时,在进一步的燃烧中,由于可燃物含量的低下使得将要获得热能减少。 四、德士古水煤浆气化技术工艺 水煤浆制气的德士古工艺见图 1: 五、德士古水煤浆气化技术特点 德士古加压水煤浆气化工艺与第一代煤气化工艺相比,主要是提高了气化压力和温度,从而改善了技术经济指标。扩大了煤种的适应范围,该气化炉属于喷流气化,以水煤浆方式进料,其气化压力为。 主要工艺特点如下: 1、煤种适应性强,主要以烟煤为主,对煤的活性没有严格要求,但对煤的灰熔点有一定要求。 2、水煤浆用泵连续输送,故气化炉操作稳定性好,输送方便并有利于环境改善。 3、碳转化率高达96%以上,排水中无焦油、酚等污染环境的副产物产生,同时煤气中甲烷含量低,是较为理想的合成原料气。 4、气化在加压下进行,气化强度高,设备体积小,布置紧凑而且能耗较低。 5、气化炉内无转动部件,其结构简单、可靠。 6、气体在气化炉内停留时间短,仅为几秒钟,因而气化操作弹性大。 7、气化炉高温下排出之熔渣性能稳定,对环境影响小。 德士古水煤浆气化技术,与无烟煤间歇气化及鲁奇(Lurgi)气化技术相比具有明显的优越性。该法常以灰融点低活性较好的煤质为主,对煤种有较宽的适应性。适宜于作生产合成氨和甲醇的原料气。因而该技术引入我国以后,引起合成氨企业及各界人事的普遍关注。 六、德士古水煤浆气化的应用 目前我国采用该技术的在运行装置有20多家。鲁南化肥厂、上海焦化厂、陕西渭河化肥厂、安徽淮南化工厂和黑龙江浩良河化肥厂是国内使用德士古水煤浆气化炉较早的厂家,德士古水煤浆气化炉的部分应用情况见表 1。 表 1 德士古德士古水煤浆气化的应用状况 七、水煤浆气化工艺前景展望 德士古加压水煤浆气化技术虽然是比较成熟的煤气化技术,但从已投产的水煤浆加压气化装置的运行情况看,由于工程设计和操作经验的不完善,还没有达到长周期、高负荷、稳定运行的最佳状态,存在的问题还较多。 1、气化炉烧嘴运行周期较短,一般不超过 3 个月,这是造成德士古装置必须有备炉的主要原因; 2、耐火砖使用寿命国产约 1 a,进口约 2 a,导致维修费用较大; 3、单烧嘴制气,操作弹性较低;德士古加压水煤浆气化炉耐火砖的寿命问题仍然是一个难题,对于德士古水煤浆气化炉烧嘴的问题已有一些新的气化炉将单喷嘴改为对置式多喷嘴,可以增加热质传递,并且能提高碳的转化率。目前由兖矿集团有限公司、华东理工大学共同承担的国家高技术研究发展计划(863 计划)重大课题“新型水煤浆气化技术”就是将单喷嘴水煤浆气化炉改为对置式多喷嘴水煤浆气化炉,并配套生产甲醇和联产发电。多喷嘴对置式水煤浆气化技术含水煤浆制备工序、多喷嘴对置式水煤浆气化和煤气初步净化工序、含渣水处理工序。 多喷嘴对置式水煤浆气化技术自动化程度高,全部采用集散控制系统(DCS)控制,特别是氧煤比完全可以投自动串级控制。工业运行证实,该装置具有开车方便、操作灵活、投煤负荷增减自如的特点,操作的方便程度优于引进水煤浆气化装置。多喷嘴对置式水煤浆气化技术已被工程实践证实完全可行,工艺指标也极为先进,对初步的运行结果统计表明:有效气 CO+H2≥82%,碳转化率≥98%。通过工业化规模的气化炉的示范运行,我国在水煤浆气流床气化技术方面将达国际先进水平,具有自主知识产权的大型煤气化技术。 随着机械化采煤的发展,粉煤产率也在增加,利用此项技术可以解决粉煤的利用问题,也可以解决煤炭在洗选过程中产生的大量煤泥,利用水煤浆气化技术联合循环发电也具有广阔前景。今后煤化工的更多机会是发展新型煤化工,即煤制甲醇、煤烯烃、二甲醚和煤制油,煤气化生产甲醇及其下游产品的开发和 IGCC 联合发电也是新型煤化工的一个发展方向。新型煤化工将成为今后煤化工产业的发展主题。 八、结束语 在我国今后的水煤浆气化的发展过程中,可以更加深入的分析德士古水煤浆气化技术,通过充分利用其优势来提高其使用效果,从而提高我国水煤浆气化技术的整体质量水平。 【参考文献】 [1]陈俊峰.煤气化技术的发展现状及研究进展[J].广州化工,(5):31-33. [2]赵嘉博.刘小军.洁净煤技术的研究现状及进展[J].露天采矿技术.. [3]高丽. 德士古水煤浆加压气化技术的应用[J]. 煤炭技术,2010,07:161-162. [4]贾小军. 德士古水煤浆气化技术研究及其国产化创新[J]. 中国科技信息,2013,14:115. [5]崔嵬,吕传磊,徐厚斌. 德士古水煤浆加压气化技术的应用及创新[J]. 化肥工业,2000,06:7-8+17-58. 看了“水煤浆气化技术论文”的人还看: 1. 煤气化技术论文 2. 煤气化技术论文(2) 3. 煤炭气化技术论文(2) 4. 洁净煤燃烧技术论文 5. 大气污染控制技术论文

煤气化制甲醇论文答辩

煤化工是指以煤为原料,经化学加工使煤转化为气体、液体和固体燃料以及化学品的过程。下面是我整理了煤化工生产技术论文,有兴趣的亲可以来阅读一下!

煤化工及甲醇生产技术探索

摘要:甲醇是一种有机化工原料,它的用途非常广泛,普遍运用于燃烧材料、合成金属、工程涂料、医学消毒、日常生火等多个方面,在甲醇的制造方面,一般都遵循着煤气化碳――变换气体物质――精细蒸馏三大工序,在化工厂生产活动中一般将生产甲醇的工序称为“工段”。难点在于如何去调控操作所需的参数,本文通过对煤化工作的特性解析来引申出甲醇生产的要点,同时对生产技术进行一个流程上的模拟,更全面地去了解甲醇生产中需要多加注意的关键。

关键词:煤化工;甲醇;温度;化学反应;化学式

中图分类号:Q946文献标识码: A

1煤气化原理

在甲醇生产的流程中,煤气化是第一步,它是一种化学反应,将气化剂和煤炭资源中的可燃物质放置在一个高位环境下,然后使其发生中和反应,产生一氧化碳、氢气等可燃气体。在煤气化工段里使用的气化剂包括水蒸气、氧气等,在加入这些气化剂后,煤炭就会发生一系列化学反应,从而生成所需的气体。煤炭在加入气化剂后,经历了干燥、热裂解等热力反应,该反应中生成的气体包括一氧化碳、二氧化碳、氢气、甲烷等,这些化学反应的速度取决于煤气化工段中的温度、热压、气化炉质量以及煤炭的种类,以下是煤气化过程中会出现的化学式:

吸收热量:C - H2O → C O + H2C + C O2→ 2C O

发散热量:C + O2→ C O2C +12O2→ C O

变换反应:C O + H2O → C O2+ H2

从大体上来说,煤气化反应是化学中的强吸热效应,如果以动力和热力的角度来解析这类中和现象,重点在于对温度的把握,温度过高会造成气体流失,温度过低则无法产生完整的化学反应,导致生成的气体数量少、质量差。同时在增压方面应该适当地增加对煤炭的压力值,这样可以使化学反应的速度提高,对甲醇的生产效率起积极作用。

2变换工段

甲醇产品在合成时,一般调整碳元素与氢元素的比例的方法是通过一氧化碳的变换反应来实现的,在甲醇生产的流程中,碳元素与氢元素的分离都在催化剂的影响下进行,在此需要注意的是,碳氧分离工序对水蒸气的需求量相当大,水蒸气的生产成本在这道工段中会激增不少,所以,如何最大限度地利用水蒸气,节约生产成本,这将直接考验生产部门的气体生产技术和操作人员的工作效率。在变换工段中,煤气化之后的煤气物质含有大量的一氧化碳和水蒸气,在催化剂的效果影响到位之后,就可以生成氢与二氧化碳,在此时还会有小部分的一氧化硫转化为氰化硫,此时化学式表现如下:

C O + H2O → C O2+ H2

这是一个主要反应式,但是在主反应进行的同时,还有一部分副反应也会产生,生成甲醇的副产品,这些化学反应包括:

2C O + 2H2→ C O2+ C H

2C O → C + C O2

C O + 3H2→ C H4+ H2O

C O + H2→ C + H2O

C O2+ 4H2→ C H4+ 2H2O

C O2+ 2H2→ C + 2H2O

化学反应在化工产业中要求平衡,在主要变换的化学反应中是一种发散热量反应的类型,这里的化学反应会使煤气化后的温度降低,温度适当降低有利于化学反应的平衡作用,但是如果温度太低,就会导致化学反应时间过长,效率越低,当煤气化工段的生成气体慢慢消耗殆尽时,就会浪费前一道工段的时间和成本,造成浪费。同时,温度还与催化剂的适应性挂钩,如果温度没有调整到位,催化剂的效力就无法发挥到最大值,这就会造成碳氧分离程度不足,必须加大催化剂的剂量,这也会增加生产成本。

3甲醇生产中的注意事项

1.)气化压力的大小在其他的生产条件没有变化的情况下,如果改变气化压力,就会产生非常细微但是关键的变化。通常气压定格在2M Pa以上的范围时,在煤气化工段里基本上不会产生影响,但是如果气压低于2M Pa就会使气化炉的气化效果变低。所以,在煤气化工段中,一定要保证气化压力控制在2M Pa以上,而且可以视实际情况适当提高,这样可以增加气体数量,提高生产效率。

2.)氧气与煤量的比例氧煤比例的提高,指的是在煤炭中氧气流量的增多,直观反映为在煤炭高温加热时,煤炭的燃烧反应量明显提升。同时因为氧气流量的增加,使气化炉的温度也得以升高,煤炭的气化反应会更加强烈,一氧化碳和氢气的数量会增加不少,但是生成的气化产物中,二氧化碳和水分的含量占了很大比例,而一氧化碳和氢气的含量会变少,所以,如果不仔细控制氧煤比例,就会使气化炉中的气化反应过强而导致生产甲醇所需的气体成分变少。

4 甲醇生产工艺模拟

传统的烧煤方式已经不能满足人们对甲醇的需求量,而且单纯的燃烧煤炭既是对资源的浪费,也会造成环境污染。所以,当务之急是要尽快找到新的甲醇提取方法和更快捷有效的甲醇生产技术,在这方面,煤气化生产流程已经被初步运用于各大化工厂中,作为目前提取甲醇的有效方式,煤气化工段还需要更多的模拟和分析来增强其效率,简化其工序。

在模拟中我们假设煤浆和高压后的氧气依照固定比例放置在气化炉中,然后在高温作用下因气温及气压生成各种气体,其中包括一氧化碳、氢气、二氧化碳等,其中高压后的氧气进入气化炉可以通过设置烧嘴的中心管道和外环管道,而煤浆可以通过烧嘴的中环管道进入气化炉。在模拟环境下,我们还设置了激冷室,位于气化炉下段,激冷室主要是处理煤炭中的灰份。在煤气化工段进行到末尾后,会残留一些灰份物质,这些物质会在气化炉的高温中熔融,熔渣和热量汇聚,合成了气体,然后结合离开气化炉的燃烧室部分,经由反应室,进入气化炉下段的激冷室。这些气体在激冷室中将被极寒温度降低到200摄氏度左右,熔渣会立即固体化,然后生成大量的水蒸气,经水蒸气饱和后带走了灰份,从激冷室的排出口派排

出。

需要进行变换的水煤气在预热器中加入一部分进行换气和换热步骤,然后进入模拟的变换炉,这部分水煤气在经过煤气化工段后,自身携带了不少的水蒸气,变换炉中的催化剂进行催化作用进行变换反应,在第一部分结束后,另一部分的水煤气也进入变换炉,变换炉这时就会需要新的高温气体,模拟的变换工段里加入了预热装置,提前储存并加热生成高温气体,然后连入变换炉中与另一部分的水煤气进行变换反应,然后进入气液分离器进行分离,分离成功后的气体将进入低压蒸汽室内降温,再次进入气液分离器进行分离,再喷入冷水来清洗掉气体中的三氢化氮,最后气体进入净化系统,生产气态甲醇。

精馏工段的流程为四塔工作方式,首先甲醇气态材料在预热器中进行高温加热,再传输进预塔中部,在这里去除粗甲醇里的残留溶解气体与二甲醚等,这些属于低沸点物质。在加热后,气体进入冷却器进行气体降温,形成甲醇蒸气后进入预塔的回流管道。甲醇蒸气在经过回流后进入换热器,加热后进入加压塔,甲醇在加压塔中进行冷凝化处理,其中小部分送回加压塔顶部作为回流液。剩余的甲醇气体进入精度甲醇管道,最后由加压塔提供压力与热量,将冷凝的高精度甲醇视需求定制成液态或固态储存,然后将杂质或者甲醇残留物通过排污口排入废水处理器进行净化提取处理。

参考文献:

[1] 韩雅楠. 煤制甲醇的研究进展与发展前景分析 [J]. 中国科技投资. 2013(17) :229.

[2]刘喜宏.浅谈煤制甲醇的前景与工艺流程[J]. 中国石油和化工标准与质量 . 2013(10) :22.

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[4] 金建德. 煤制甲醇工业装置工艺改造措施[J]. 天然气化工2011 36(3):67-69.

[5] 李雅静,张述伟,管凤宝等. 煤制甲醇过程低温甲醇洗流程的模拟与改造 [J]. 化工设计通讯. 2013(2) :15-18.

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现在最流行的是壳牌煤气化技术,具体技术方案到海川化工论坛上找,很多。投资的话,得看你是多大规模,就50万吨一年来说,投资大概二十到三十个亿。主要核心设备是气化炉。

直接用煤炭制备甲醇,从经济上来说是不合适的。煤经过煤气发生炉,制备成一氧化碳和氢气,氢气与空气中的氮气制备氨气,一氧化碳与水反应,制备成甲醇。由上可以看出,煤制备甲醇,是化肥厂的副产品。单独生产从经济上不合适。

煤制甲醇很复杂,需要气化、空分、变换、硫回收、甲醇合成和精馏,没有10亿元想也别想啊,规模太小国家不批的。

制甲醇毕业论文

四塔甲醇精馏工艺流程及原理粗甲醇通过预塔给料泵、粗甲醇预热器送到预塔脱除轻组份。预精馏塔(脱醚塔)冷凝器采用二级冷凝,系统中增设了排气冷凝器,用以脱除二甲醚等低沸点的杂质,控制冷凝器气体出口温度,并回收夹带的部分甲醇。在该温度下,几乎所有的低沸点馏份都在气相,并排出系统,不再冷凝回流到预精馏塔。 充分脱除低沸点组分后的甲醇溶液,通过加压精馏塔给料泵送往加压精馏塔。主要是提高甲醇气体的分压与沸点,使加压精馏塔的塔顶气有足够的热量供常压精馏塔的再沸器使用。常压精馏塔就不再需要蒸汽加热,减少装置的能耗。加压塔和常压精馏塔分别采出一般要求的甲醇产品。如特殊需要,可再经常压精馏塔进一步提纯。两塔的混合液都达到国家优级标准以上,能满足甲醇羰基化所需要的工艺指标要求。 从常压精馏塔底部排出的占甲醇产量20%左右的残液,被回收塔给料泵送往回收塔进一步回收,最终从底部排出装置。

1 物料的危害辨识及危险性评价1.1 生产过程中的物料1.1.1 一氧化碳(CO)1.1.1.1 危害性辨识一氧化碳经呼吸道吸入人体后,通过肺泡膜进入血液,与血液中血红蛋白进行可逆性结合,形成碳氧血红蛋白,使血液中的携氧功能发生障碍,造成人体低氧血症,因而导致组织缺氧。轻度中毒者会出现头疼、眩晕、耳鸣、眼花,颞部压迫及博动感,并有恶心、呕吐,心前区疼痛或心悸,四肢无力,甚至有短暂的昏厥;中度中毒者除上述症状外,初期尚有多汗、烦燥,步态不稳,皮肤粘膜樱红,可出现意识模糊,甚至进入昏迷状态;重度中毒者迅速进入昏迷,昏迷可持续数小时或更长时间,出现阵发性和强直性痉挛,有病理反射出现,常伴发脑水肿、肺水肿、心肌损害、心律紊乱或传导阻滞,高热或惊厥,皮肤、粘膜可呈樱红色或苍白、紫绀。1.1.1.2 危险性评价一氧化碳属易燃、易爆、有毒气体,与空气混合浓度在12.5%~74.2%时成为爆炸混合物,爆炸危险度为4.9。遇热容器压力增大,泄漏遇火种有燃烧爆炸的危险。GB 13690—92标准将该物质划分为第2.1类易燃气体;GB 12268—90标准规定其危规号为21005。1.1.2 二氧化碳(CO2)1.1.2.1 危害性辨识低浓度二氧化碳对呼吸中枢有致兴奋作用,高浓度有显著性的麻痹作用。二氧化碳透过肺泡能力比氧大25倍,空气中CO2浓度高时,必造成体内CO2滞留,缺氧引起窒息死亡。即使在含氧浓度较高的情况下,二氧化碳也可以引发中毒。有时缺氧窒息会与二氧化碳中毒并存。吸入浓度为8%~10%的CO2,除头昏、头痛、眼花和耳鸣外,还有气急,脉博加快、无力,血压升高,精神兴奋,肌肉痉挛,时间过长则会出现神志丧失。急性重症发作都在几秒钟内,几乎象触电似的倒下,表现为昏迷,反射消失,瞳孔扩大或缩小,大小便失禁,呕吐等。严重者会出现呼吸停止或休克。1.1.2.2 危险性评价受热后容器压力增大,有爆炸危险。GB 13690—92标准将该物质划分为第2.2类不燃气体;GB 12268—90标准规定其危规号为22019。1.1.3 氢气(H2)1.1.3.1 危害性辨识氢气在生理上属惰性气体,仅在高浓度时,由于空气中氧分压降低才能引起窒息。在很高的分压下,氢气可呈现出麻醉作用。1.1.3.2 危险性评价氢属易燃易爆物质,与空气混合浓度在4.0%~75.6%时成为爆炸混合物,爆炸危险度17.9。氢气比空气轻,在室内使用和储存时,泄漏气体会聚集在上部空间不易外排,遇火即引起爆炸。GB 13690—92将该物质划分为第2.1类易燃气体;GB 12268—90标准规定其危规号为21001。1.1.4 硫化氢(H2S)1.1.4.1 危害性辨识硫化氢是强烈的神经性毒物,对粘膜有明显刺激作用,随空气经呼吸道和消化道能很快被人体吸收。一部分可经呼吸道排出,另一部分在血液中很快被氧化为无毒的硫酸盐和硫化酸盐等经尿道排出;在血液中来不及氧化时,则引起全身中毒反应。体内达到较高浓度时,首先对呼吸中枢和脊髓运动中枢产生兴奋作用,然后转为抑制;高浓度时则引起颈动脉寞的反射作用使呼吸停止;更高浓度时可直接麻痹呼吸中枢而立即引起窒息,造成“闪电式”中毒以致死亡。轻度中毒者首先出现眼结膜刺激病状,接着是呼吸道刺激症状,表现为畏光、流泪、眼刺激、流鼻涕及咽喉灼热感;当接触浓度为200~300mg/m3时,会发生中度中毒,症状为头痛、头晕、全身无力、呕吐,同时引起上呼吸道炎和支气管炎。眼刺激症状强烈、流泪、眼刺痛,且有眼睑痉挛,看光源时周围有色环存在,视觉模糊,有角膜水肿的症兆;当接触浓度在700mg/m3以上时,会发生重度中毒,中枢神经系统症状最突出。出现头晕、呼吸困难,行动迟钝,继而出现烦燥,意识模糊,呕吐、腹泻,很快处于昏迷状态,最终可因呼吸麻痹而死亡;当接触浓度在1000mg/m3以上时,可发生“电击样”中毒,即在数秒钟后突然倒下,瞬间呼吸停止。1.1.4.2 危险性评价硫化氢属易燃剧毒液化气体,人的嗅觉阈为0.035mg/m3,起初是臭鸡蛋味增强与浓度成正比,当浓度超过10mg/m3时,浓度增高而臭鸡蛋味却减弱,以至不能察觉。与空气混合,当浓度在4.3%~45.0%时,形成爆炸性混合物,爆炸危险度为9.5。气体泄漏遇火源会发生燃烧爆炸。GB 13690—92标准将该物质划分为第2.1类易燃气体;GB 12268—90标准规定其危规号为21006。1.1.5 氮气(N2)1.1.5.1 危害性辨识氮气是无色、无臭、无味的气体,是空气的重要组成部分。微溶于水,化学性质稳定。氮气本身并无毒,但当环境中氮气增多致使氧气相对减少,会引起单纯性窒息。其主要表现是机体缺氧,出现头晕、头痛、呼息困难、急促,心跳加快,脉搏弱而快,精神恍惚不安,全身乏力,肌肉协调运动失调。若进入完全充满氮气的设备或容器中,人会立即昏倒窒息。1.1.5.2 危险性评价氮气属难视觉性物质,高纯度氮气环境中易发生窒息甚至死亡事故。超压贮存有爆炸危险。GB 13690—92标准将该物质划分为第2.2类不燃气体;GB 12268—90标准规定其危规号为22005。1.2 成品物料1.2.1 液氨(NH3)1.2.1.1 危害性辨识氨属于低毒类物质。氨随空气经呼吸道吸入后,通过肺泡,除少部分与二氧化碳中和外,其余被血液吸收。被吸收的氨,在肝脏中释出形成尿素,随汗液、尿或呼吸道排出体外。氨对人的呼吸道有刺激和腐蚀作用,浓度过高时,直接接触部分可引起碱化学灼伤,组织呈溶解性坏死,并可引起呼吸道深部及肺泡的损伤,发生化学性支气管炎、肺炎和肺水肿。高浓度吸入,可使中枢神经系统兴奋度增强,引起痉挛,并可通过三叉神经末稍的反射作用引起心脏停搏和呼吸停止。轻度中毒,眼、口有辣感、流泪、流涕、咳嗽、声音嘶哑,吞咽困难,头昏、头痛,眼结膜充血水肿,口唇及口腔、咽部充血,胸闷和胸骨区疼痛;重度中毒,喉头水肿,声门狭窄以及呼吸道粘膜脱落,造成气管阻塞,引起窒息,人体外露部分皮肤可出现Ⅱ度化学灼伤,眼睑、口唇、鼻腔、咽部及喉头水肿,咳吐大量黄痰;肺水肿很快发生,表现为剧烈咳嗽,呼吸困难;脉快而弱,体温升高,咳出血痰或大量粉红色泡沫痰,陷入休克昏迷。1.2.1.2 危险性评价受到猛烈撞击,贮器损坏时,气体外泄会危及人的健康和生命,遇水则变为有腐蚀性的氨水。28%的水溶液则为浓氨水。受热后容器内压力增大或空气中氨浓度在15.7%~27.4%时,遇到火星会引起燃烧爆炸,爆炸危险度为0.9。有油类存在时,更会增加燃烧危险。GB 13690—92标准将该物质划分为第2.3类有毒气体;GB 12268—90标准规定其危规号为23003。1.2.2 甲醇(CH3OH)1.2.2.1 危害性辨识甲醇的职业接触中毒物质危害程度分为三级,急性中毒主要表现为中枢神经系统损害,眼部损害和代谢性酸中毒。人吸入空气中甲醇浓度39.3~65.5g/m3,30~60分钟可致中毒。人体口服中毒最低剂量为0.1g/kg,经口摄入0.3~1.0g可致死。1.2.2.2 危险性评价甲醇是易燃、易爆、有毒性物质。其气体与空气混合能形成爆炸性混合物,爆炸极限为5.5%~36.0%,爆炸危险度为5.5。饮用后会使人失明,甚至死亡。GB 13690—92标准将该物质划分为第3.2类中闪点液体;GB 12268—90标准规定其危规号为32058。

1、根据国情,从节能减排说起。 大家都清楚,我国的资源现状是:福煤贫油。如何充分利用资源优势,取得最大效益,是国家能源部门一直努力的问题。2、 煤制烯烃项目是国家新能源的发展方向。 传统上我国一直用石脑油催化裂解制烯烃,生产主要集中在中石化、中石油两大集团。如今,国内石油制烯烃已经不能满足需要,绝大部分烯烃直接来源于进口。为了改变现状,考虑新的技术支持和出路。利用煤质甲醇,搭建起煤和烯烃的桥梁。 甲醇可以作为烯烃的原料;而在我国,煤制甲醇在所制造甲醇方法中占有很大的比例(65%以上)。据统计, 2010年甲醇制烯烃项目,甲醇消费量仅有30万吨。意味着仅生产了10万吨乙烯。截止到2011年10月份,国内仅有三套烯烃装置已投产,分别是神华包头60万吨/年、神华宁煤52万吨/年和中原石化20万吨/年。后期计划建设的烯烃项目产能预计将会突破1800万吨。这是一个发展迅速、前景非常宏大的项目。3、甲醇制烯烃项目之所以以前没发展起来,本人想主要从项目投入考虑。一套100万吨装置,大概需要投入2300亿,成本高不是一般的企业能够承受。 在这里立足甲醇行业,仅仅为楼主展示一个课题的研究意义和目的。楼主如果论文写作完毕,希望有幸拜读一下。本人邮箱

年产6万吨天然气制甲醇 毕业论文 我也是,哪个过来人帮帮忙啊

甲醇制烯烃毕业论文

MTO及MTG的反应历程主反应为:2CH3OH→C2H4+2H2O3CH3OH→C3H6+3H2O甲醇首先脱水为二甲醚(DME),形成的平衡混合物包括甲醇、二甲醚和水,然后转化为低碳烯烃,低碳烯烃通过氢转移、烷基化和缩聚反应生成烷烃、芳烃、环烷烃和较高级烯烃。甲醇在固体酸催化剂作用下脱水生成二甲醚,其中间体是质子化的表面甲氧基;低碳烯烃转化为烷烃、芳烃、环烷烃和较高级烯烃,其历程为通过带有氢转移反应的典型的正碳离子机理;二甲醚转化为低碳烯烃有多种机理论述,一直还没有统一认识。Mobil公司最初开发的MTO催化剂为ZSM-5,其乙烯收率仅为5%。改进后的工艺名称MTE,即甲醇转化为乙烯,最初为固定床反应器,后改为流化床反应器,乙烯和丙烯的选择性分别为45%和25%。UOP开发的以SAPO-34为活性组分的MTO-100催化剂,其乙烯选择性明显优于ZSM-5,使MTO工艺取得突破性进展。其乙烯和丙烯的选择性分别为43%~和~。从国外发表的专利看,MTO研究开发的重点仍是催化剂的改进,以提高低碳烯烃的选择性。将各种金属元素引入SAPO-34骨架上,得到称为MAPSO或ELPSO的分子筛,这是催化剂改型的重要手段之一。金属离子的引入会引起分子筛酸性及孔口大小的变化,孔口变小限制了大分子的扩散,有利于小分子烯烃选择性的提高,形成中等强度的酸中心,也将有利于烯烃的生成。

甲醇制低碳烯烃合成技术甲醇制低碳烯烃合成技术煤炭增值利用的先进技术低碳烯烃的定义和制备方法低碳烯烃通常是指碳原子数≤4的烯烃,如乙烯、丙烯及丁烯等。低碳烯烃是石油化工生产最基本的原料,可以用于生产如聚乙烯、聚丙烯、丙烯***、环氧乙烷或者乙二醇之类的有机化合物。制取低碳烯烃的方法主要有两大类: 一是石油路线; 二是非石油路线。由于考虑能源危机问题,优选非石油路线。低碳烯烃可行技术路线?甲醇制低碳烯烃( MTO 、MTP ); ?二甲醚制低碳烯烃; ?合成气制低碳烯烃; ?天然气制低碳烯烃。天然气煤炭含碳有机物合成气 CO+ nH 2甲醇二甲醚二甲醚低碳烯烃甲烷氧化偶联几种生产低碳烯烃可行技术路线示意图④①②③甲醇制低碳烯烃?甲醇制取低碳烯烃( MTO )技术是以煤/或天然气为原料制取基本有机化工原料乙烯和丙烯的非石油原料路线, 不仅能减轻和缓解对石油的需求和依赖,保障国家能源安全,也为我国实施石油替代战略提供一条切实可行的新技术途径。?甲醇制低碳烯烃可分: 烯烃( Methanol to olefin , MTO )和甲醇制丙烯(Methanol to Propylene , MTP) 我国在建的 MTO/MTP 项目

甲醇水蒸气制氢趋势研究论文

乙醇和甲醇制氢都是通过催化剂促进水蒸气重整反应(Steam Reforming)来实现的。这种方法将醇类燃料与水蒸气在高温和高压的条件下反应,产生氢气和二氧化碳。然而,乙醇和甲醇制氢之间仍存在着一些区别和影响:1. 乙醇的分子结构比甲醇复杂,因此需要更复杂的催化剂才能有效地催化水蒸气重整反应。这可能增加了乙醇制氢的成本和技术难度。2. 乙醇的产生会导致大量的CO2排放,这对环境产生负面影响。相比之下,甲醇的CO2排放要低得多,因为其分子中含有更少的碳原子。3. 乙醇的燃烧温度较高,需要更高的温度才能完成水蒸气重整反应,而甲醇则可以在相对较低的温度下完成反应。这意味着乙醇制氢所需的能量更多。4. 乙醇的生产成本通常比甲醇高,这可能会使乙醇制氢的成本更高。综上所述,尽管乙醇和甲醇制氢使用了相似的水蒸气重整反应,但两者之间存在着一些差异和影响。甲醇制氢通常更便宜、更易于实现且对环境的影响较小,而乙醇制氢则需要更复杂的催化剂、更高的温度和更大的能量投入,并且会产生更多的CO2排放。

甲醇裂解制氢:氢气在工业上有着广泛的用途。近年来,由于精细化工、蒽醌法制双氧水、粉末冶金、油脂加氢、林业品和农业品加氢、生物工程、石油炼制加氢及氢燃料清洁汽车等的迅速发展,对纯氢需求量急速增加。 氢气在工业上有着广泛的用途。近年来,由于精细化工、蒽醌法制双氧水、粉末冶金、油脂加氢、林业品和农业品加氢、生物工程、石油炼制加氢及氢燃料清洁汽车等的迅速发展,对纯氢需求量急速增加。对没有方便氢源的地区,如果采用传统的以石油类、天然气或煤为原料造气来分离制氢需庞大投资,“相当于半个合成氨”,只适用于大规模用户。对中小用户电解水可方便制得氢气,但能耗很大,每立方米氢气耗电达~6度,且氢纯度不理想,杂质多,同时规模也受到限制,因此近年来许多原用电解水制氢的厂家纷纷进行技术改造,改用甲醇蒸汽转化制氢新的工艺路线。西南化工研究设计院研究开发的甲醇蒸汽转化配变压吸附分离制氢技术为中小用户提供了一条经济实用的新工艺路线。第一套600Nm3/h制氢装置于1993年7月在广州金珠江化学有限公司首先投产开车,在得到纯度氢气同时还得到食品级二氧化碳,该技术属国内首创,取得良好的经济效益。此项目于93年获得化工部优秀设计二等奖、94年获广东省科技进步二等奖。 本工艺以来源方便的甲醇和脱盐水为原料,在220~280℃下,专用催化剂上催化转化为组成为主要含氢和二氧化碳转化气,其原理如下:主反应: CH3OH=CO+2H2 + KJ/molCO+H2O=CO2+H2 KJ/mol总反应: CH3OH+H2O=CO2+3H2 + KJ/mol副反应: 2CH3OH=CH3OCH3+H2O KJ/molCO+3H2=CH4+H2O -+上述反应生成的转化气经冷却、冷凝后其组成为H2 73~74%CO2 23~ ~ 300ppmH2O 饱和该转化气很容易用变压吸附等技术分离提取纯氢。目前国内应用此技术的企业已近百家,通过几年来的运转证明,本工艺技术成熟、操作方便,运转稳定、无污染。

减少化工生产中的能耗和降低成本,以替代被称为“电老虎”的“电解水制氢”的工艺,利用先进的甲醇蒸气重整──变压吸附技术制取纯氢和富含CO2的混合气体, 经过进一步的后处理, 可同时得到氢气和二氧化碳气。甲醇与水蒸气在一定的温度、压力条件下通过催化剂, 在催化剂的作用下, 发生甲醇裂解反应和一氧化碳的变换反应,生成氢和二氧化碳, 这是一个多组份、 多反应的气固催化反应系统。反应方程如下:CH3OH→CO+2H2 (1)H2O+CO→CO2+H2 (2)CH3OH+H2O→CO2+3H2 (3)重整反应生成的H2和CO2, 再经过变压吸附法(PSA)将H2和CO2分离,得到高纯氢气。❤您的问题已经被解答~~(>^ω^<)喵如果采纳的话,我是很开心的哟(~ o ~)~zZ

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