煤制甲醇生产设计文献综述.doc

文献综述1、 前言1. 设计的目的和意义煤制甲醇的必要性根据国情,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.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。甲醇的优点 甲醇既是一种应用广泛的重要有机化工原料，又是一种性能优良的清洁能源和车用燃料。作为化工原料，可以用来生产甲醛、甲酸、甲酸甲酯、甲胺、乙酸、乙酸甲酯、丙烯酸甲酯、碳酸二甲酯、甲基丙烯酸甲酯、对苯二甲酸二甲酯、二甲醚、甲基叔丁基醚等一系列有机化工产品。随着碳一化工的发展，由甲醇出发合成乙二醇、乙醛、乙酸等工艺日益受到重视。甲醇作为原料，在农药、医药、染料、三大合成材料等工业中有着重要的地位。甲醇还可经生物发酵生产甲醇蛋白，用作饲料添加剂。 甲醇作为性能优良的洁净能源，可直接用作汽车燃料，也可与汽油掺合使用；甲醇可直接用于发电装置发动机的燃料，或经ZSM-分子筛催化剂转化为汽油；甲醇可与异丁烯反应生成甲基叔丁基醚，用作汽油添加剂。 随着科学技术的发展和进步，甲醇的化学加工和工业应用的新领域不断被开发出来，甲醇后加工的深度和广度正在发生深刻的变化2.甲醇的简介 甲醇（Methanol，Methyl alcohol）又名木醇，木酒精，甲基氢氧化物，是一种最简单的饱和醇。化学对于甲醇精馏系统提出了新的改进流程和全新流程的开发。对于甲醇工业的发展分子式为CH3OH，结构式如下： H | HCOH | H 分子结构： C原子以sp3杂化轨道成键，0原子以sp3杂化轨道成键。分子为极性分子。 （1）物理化学属性 甲醇是一种无色、透明、易燃、易挥发的有毒液体，略有酒精气味。分子量32.04，相对密度0.792(20/4)，熔点-97.8，沸点64.5，闪点12.22，自燃点463.89，蒸气密度 1.11，蒸气压 13.33KPa(100mmHg 21.2)，蒸气与空气混合物爆炸下限 636.5 % ，能与水、乙醇、乙醚、苯、酮、卤代烃和许多其他有机溶剂相混溶，遇热、明火或氧化剂易燃烧。燃烧反应式为： CH3OH + O2 CO2 + H2O （2）用途 甲醇是重要有机化工原料和优质燃料，广泛应用于精细化工，塑料，医药，林产品加工等领域。甲醇主要用于生产甲醛，消耗量要占到甲醇总产量的一半，甲醛则是生产各种合成树脂不可少的原料。用甲醇作甲基化试剂可生产丙烯酸甲酯、对苯二甲酸二甲酯、甲胺、甲基苯胺、甲烷氯化物等；甲醇羰基化可生产醋酸、醋酐、甲酸甲酯等重要有机合成中间体，它们是制造各种染料、药品、农药、炸药、香料、喷漆的原料，目前用甲醇合成乙二醇、乙醛、乙醇也日益受到重视。甲醇也是一种重要的有机溶剂，其溶解性能优于乙醇，可用于调制油漆。作为一种良好的萃取剂，甲醇在分析化学中可用于一些物质的分离。甲醇还是一种很有前景的清洁能源，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；另外燃料级甲醇用于供热和发电，也可达到环保要求。甲醇还可经生物发酵生成甲醇蛋白，富含维生素和蛋白质，具有营养价值高而成本低的优点，用作饲料添加剂，有着广阔的应用前景。二生产及技术发展甲醇是醇类中最简单的一元醇。1661年英国化学家R.波义耳首先在木材干馏后的液体产物中发现甲醇，故甲醇俗称木精、木醇。在自然界只有某些树叶或果实中含有少量的游离态甲醇，绝大多数以酯或醚的形式存在。1857年法国的M贝特洛在实验室用一氯甲烷在碱性溶液中水解也制得了甲醇。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1 。目前，国外的液相甲醇合成新工艺2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(COCO2)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95 kt/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200 kt/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3，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。四工艺流程 首先是采用GSP气化工艺将原料煤气化为合成气；然后通过变换和NHD脱硫脱碳工艺将合成气转化为满足甲醇合成条件的原料气；第三步就是甲醇的合成，将原料气加压到5.14Mpa，加温到225后输入列管式等温反应器，在XNC-98型催化剂的作用下合成甲醇，生成的粗甲醇送入精馏塔精馏，得到精甲醇。然后利用三塔精馏工艺将粗甲醇精制得到精甲醇。五、总结由于我国石油资源短缺，能源安全已经成为不可回避的现实问题，寻求替代能源已成为我国经济发展的关键。甲醇作为石油的补充已成为现实，发展甲醇工业对我国经济发展具有重要的战略意义。煤在世界化石能源储量中占有很大比重（我国情况更是如此），而且煤制甲醇的合成技术很成熟。随着石油和天然气价格的迅速上涨，煤制甲醇更加具有优势。本设计遵循“工艺先进、技术可靠、配置科学、安全环保”的原则；结合甲醇的性质特征设计一座年产10万吨煤制甲醇的生产车间。通过设计可以巩固、深化和扩大所学基本知识，培养分析解决问题的能力；还可以培养创新精神，树立良好的学术思想和工作作风。通过完成设计，可以知道甲醇的用途；基本掌握煤制甲醇的生产工艺；了解国内外甲醇工业的发展现状；以及甲醇工业的发展趋势。六参考文献1. 谷小虎 ,曹敏, 王兰甫 ,马嫚.中国煤制甲醇产业现状J.洁净煤技术,2008年 ,(6) :5-7.2. 曾纪龙 .大型煤制甲醇的气化和合成工艺选择J. 煤化工,2005年 ,(5):1-5. 3.李大尚 .GSP技术是煤制合成气（或H2）工艺的最佳选择J.煤化工.2005年 .(3):1-6.4. 王莉.合成甲醇催化剂的研究进展J.化肥设计,2007年,(3): 55-58.5. 杨绍斌 ,王继仁 ,王志宏 ,中