煤制甲醇生產(chǎn)設(shè)計(jì)文獻(xiàn)綜述.doc

文獻(xiàn)綜述1、 前言1. 設(shè)計(jì)的目的和意義煤制甲醇的必要性根據(jù)國(guó)情,從節(jié)能減排說(shuō)起.大家都清楚,我國(guó)的資源現(xiàn)狀是：福煤貧油.如何充分利用資源優(yōu)勢(shì),取得最大效益,是國(guó)家能源部門(mén)一直努力的問(wèn)題.煤制烯烴項(xiàng)目是國(guó)家新能源的發(fā)展方向.傳統(tǒng)上我國(guó)一直用石腦油催化裂解制烯烴,生產(chǎn)主要集中在中石化、中石油兩大集團(tuán).如今,國(guó)內(nèi)石油制烯烴已經(jīng)不能滿(mǎn)足需要,絕大部分烯烴直接來(lái)源于進(jìn)口.為了改變現(xiàn)狀,考慮新的技術(shù)支持和出路.利用煤質(zhì)甲醇,搭建起煤和烯烴的橋梁.甲醇可以作為烯烴的原料；而在我國(guó),煤制甲醇在所制造甲醇方法中占有很大的比例（65%以上）.據(jù)統(tǒng)計(jì),2010年甲醇制烯烴項(xiàng)目,甲醇消費(fèi)量?jī)H有30萬(wàn)噸.意味著僅生產(chǎn)了10萬(wàn)噸乙烯.截止到2011年10月份,國(guó)內(nèi)僅有三套烯烴裝置已投產(chǎn),分別是神華包頭60萬(wàn)噸/年、神華寧煤52萬(wàn)噸/年和中原石化20萬(wàn)噸/年.后期計(jì)劃建設(shè)的烯烴項(xiàng)目產(chǎn)能預(yù)計(jì)將會(huì)突破1800萬(wàn)噸.這是一個(gè)發(fā)展迅速、前景非常宏大的項(xiàng)目。甲醇的優(yōu)點(diǎn) 甲醇既是一種應(yīng)用廣泛的重要有機(jī)化工原料，又是一種性能優(yōu)良的清潔能源和車(chē)用燃料。作為化工原料，可以用來(lái)生產(chǎn)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、對(duì)苯二甲酸二甲酯、二甲醚、甲基叔丁基醚等一系列有機(jī)化工產(chǎn)品。隨著碳一化工的發(fā)展，由甲醇出發(fā)合成乙二醇、乙醛、乙酸等工藝日益受到重視。甲醇作為原料，在農(nóng)藥、醫(yī)藥、染料、三大合成材料等工業(yè)中有著重要的地位。甲醇還可經(jīng)生物發(fā)酵生產(chǎn)甲醇蛋白，用作飼料添加劑。 甲醇作為性能優(yōu)良的潔凈能源，可直接用作汽車(chē)燃料，也可與汽油摻合使用；甲醇可直接用于發(fā)電裝置發(fā)動(dòng)機(jī)的燃料，或經(jīng)ZSM-分子篩催化劑轉(zhuǎn)化為汽油；甲醇可與異丁烯反應(yīng)生成甲基叔丁基醚，用作汽油添加劑。 隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展和進(jìn)步，甲醇的化學(xué)加工和工業(yè)應(yīng)用的新領(lǐng)域不斷被開(kāi)發(fā)出來(lái)，甲醇后加工的深度和廣度正在發(fā)生深刻的變化2.甲醇的簡(jiǎn)介 甲醇（Methanol，Methyl alcohol）又名木醇，木酒精，甲基氫氧化物，是一種最簡(jiǎn)單的飽和醇。化學(xué)對(duì)于甲醇精餾系統(tǒng)提出了新的改進(jìn)流程和全新流程的開(kāi)發(fā)。對(duì)于甲醇工業(yè)的發(fā)展分子式為CH3OH，結(jié)構(gòu)式如下： H | HCOH | H 分子結(jié)構(gòu)： C原子以sp3雜化軌道成鍵，0原子以sp3雜化軌道成鍵。分子為極性分子。 （1）物理化學(xué)屬性 甲醇是一種無(wú)色、透明、易燃、易揮發(fā)的有毒液體，略有酒精氣味。分子量32.04，相對(duì)密度0.792(20/4)，熔點(diǎn)-97.8，沸點(diǎn)64.5，閃點(diǎn)12.22，自燃點(diǎn)463.89，蒸氣密度 1.11，蒸氣壓 13.33KPa(100mmHg 21.2)，蒸氣與空氣混合物爆炸下限 636.5 % ，能與水、乙醇、乙醚、苯、酮、鹵代烴和許多其他有機(jī)溶劑相混溶，遇熱、明火或氧化劑易燃燒。燃燒反應(yīng)式為： CH3OH + O2 CO2 + H2O （2）用途 甲醇是重要有機(jī)化工原料和優(yōu)質(zhì)燃料，廣泛應(yīng)用于精細(xì)化工，塑料，醫(yī)藥，林產(chǎn)品加工等領(lǐng)域。甲醇主要用于生產(chǎn)甲醛，消耗量要占到甲醇總產(chǎn)量的一半，甲醛則是生產(chǎn)各種合成樹(shù)脂不可少的原料。用甲醇作甲基化試劑可生產(chǎn)丙烯酸甲酯、對(duì)苯二甲酸二甲酯、甲胺、甲基苯胺、甲烷氯化物等；甲醇羰基化可生產(chǎn)醋酸、醋酐、甲酸甲酯等重要有機(jī)合成中間體，它們是制造各種染料、藥品、農(nóng)藥、炸藥、香料、噴漆的原料，目前用甲醇合成乙二醇、乙醛、乙醇也日益受到重視。甲醇也是一種重要的有機(jī)溶劑，其溶解性能優(yōu)于乙醇，可用于調(diào)制油漆。作為一種良好的萃取劑，甲醇在分析化學(xué)中可用于一些物質(zhì)的分離。甲醇還是一種很有前景的清潔能源，甲醇燃料以其安全、廉價(jià)、燃燒充分，利用率高、環(huán)保的眾多優(yōu)點(diǎn)，替代汽油已經(jīng)成為車(chē)用燃料的發(fā)展方向之一；另外燃料級(jí)甲醇用于供熱和發(fā)電，也可達(dá)到環(huán)保要求。甲醇還可經(jīng)生物發(fā)酵生成甲醇蛋白，富含維生素和蛋白質(zhì)，具有營(yíng)養(yǎng)價(jià)值高而成本低的優(yōu)點(diǎn)，用作飼料添加劑，有著廣闊的應(yīng)用前景。二生產(chǎn)及技術(shù)發(fā)展甲醇是醇類(lèi)中最簡(jiǎn)單的一元醇。1661年英國(guó)化學(xué)家R.波義耳首先在木材干餾后的液體產(chǎn)物中發(fā)現(xiàn)甲醇，故甲醇俗稱(chēng)木精、木醇。在自然界只有某些樹(shù)葉或果實(shí)中含有少量的游離態(tài)甲醇，絕大多數(shù)以酯或醚的形式存在。1857年法國(guó)的M貝特洛在實(shí)驗(yàn)室用一氯甲烷在堿性溶液中水解也制得了甲醇。1923年德國(guó)BASF公司首先用合成氣在高壓下實(shí)現(xiàn)了甲醇的工業(yè)化生產(chǎn)，直到1965年，這種高壓法工藝是合成甲醇的唯一方法。1966年英國(guó)ICI公司開(kāi)發(fā)了低壓法工藝，接著又開(kāi)發(fā)了中壓法工藝。1971年德國(guó)的Lurgi公司相繼開(kāi)發(fā)了適用于天然氣渣油為原料的低壓法工藝。由于低壓法比高壓法在能耗、裝置建設(shè)和單系列反應(yīng)器生產(chǎn)能力方面具有明顯的優(yōu)越性，所以從70年代中期起，國(guó)外新建裝置大多采用低壓法工藝。世界上典型的甲醇合成工藝主要有ICI工藝、Lurgi工藝和三菱瓦斯化學(xué)公司(MCC)工藝1 。目前，國(guó)外的液相甲醇合成新工藝2具有投資省、熱效率高、生產(chǎn)成本低的顯著優(yōu)點(diǎn)，尤其是LPMEOHTM工藝，采用漿態(tài)反應(yīng)器，特別適用于用現(xiàn)代氣流床煤氣化爐生產(chǎn)的低H2(COCO2)比的原料氣，在價(jià)格上能夠與天然氣原料競(jìng)爭(zhēng)。 我國(guó)的甲醇生產(chǎn)始于1957年，50年代在吉林、蘭州和太原等地建成了以煤或焦炭為原料來(lái)生產(chǎn)甲醇的裝置。60年代建成了一批中小型裝置，并在合成氨工業(yè)的基礎(chǔ)上開(kāi)發(fā)了聯(lián)產(chǎn)法生產(chǎn)甲醇的工藝。70年代四川維尼綸廠(chǎng)引進(jìn)了一套以乙炔尾氣為原料的95 kt/a低壓法裝置，采用英國(guó)ICI技術(shù)。1995年12月，由化工部第八設(shè)計(jì)院和上?；ぴO(shè)計(jì)院聯(lián)合設(shè)計(jì)的200 kt/a甲醇生產(chǎn)裝置在上海太平洋化工公司順利投產(chǎn)，標(biāo)志著我國(guó)甲醇生產(chǎn)技術(shù)向大型化和國(guó)產(chǎn)化邁出了新的一步。2000年，杭州林達(dá)公司開(kāi)發(fā)了擁有完全自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的JW低壓均溫甲醇合成塔技術(shù)3，打破長(zhǎng)期來(lái)被ICI、Lurgi等國(guó)外少數(shù)公司所壟斷擁的局面，并在2004年獲得國(guó)家技術(shù)發(fā)明二等獎(jiǎng)。2005年，該技術(shù)成功應(yīng)用于國(guó)內(nèi)首家焦?fàn)t氣制甲醇裝置上。四工藝流程 首先是采用GSP氣化工藝將原料煤氣化為合成氣；然后通過(guò)變換和NHD脫硫脫碳工藝將合成氣轉(zhuǎn)化為滿(mǎn)足甲醇合成條件的原料氣；第三步就是甲醇的合成，將原料氣加壓到5.14Mpa，加溫到225后輸入列管式等溫反應(yīng)器，在XNC-98型催化劑的作用下合成甲醇，生成的粗甲醇送入精餾塔精餾，得到精甲醇。然后利用三塔精餾工藝將粗甲醇精制得到精甲醇。五、總結(jié)由于我國(guó)石油資源短缺，能源安全已經(jīng)成為不可回避的現(xiàn)實(shí)問(wèn)題，尋求替代能源已成為我國(guó)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的關(guān)鍵。甲醇作為石油的補(bǔ)充已成為現(xiàn)實(shí)，發(fā)展甲醇工業(yè)對(duì)我國(guó)經(jīng)濟(jì)發(fā)展具有重要的戰(zhàn)略意義。煤在世界化石能源儲(chǔ)量中占有很大比重（我國(guó)情況更是如此），而且煤制甲醇的合成技術(shù)很成熟。隨著石油和天然氣價(jià)格的迅速上漲，煤制甲醇更加具有優(yōu)勢(shì)。本設(shè)計(jì)遵循“工藝先進(jìn)、技術(shù)可靠、配置科學(xué)、安全環(huán)?！钡脑瓌t；結(jié)合甲醇的性質(zhì)特征設(shè)計(jì)一座年產(chǎn)10萬(wàn)噸煤制甲醇的生產(chǎn)車(chē)間。通過(guò)設(shè)計(jì)可以鞏固、深化和擴(kuò)大所學(xué)基本知識(shí)，培養(yǎng)分析解決問(wèn)題的能力；還可以培養(yǎng)創(chuàng)新精神，樹(shù)立良好的學(xué)術(shù)思想和工作作風(fēng)。通過(guò)完成設(shè)計(jì)，可以知道甲醇的用途；基本掌握煤制甲醇的生產(chǎn)工藝；了解國(guó)內(nèi)外甲醇工業(yè)的發(fā)展現(xiàn)狀；以及甲醇工業(yè)的發(fā)展趨勢(shì)。六參考文獻(xiàn)1. 谷小虎 ,曹敏, 王蘭甫 ,馬嫚.中國(guó)煤制甲醇產(chǎn)業(yè)現(xiàn)狀J.潔凈煤技術(shù),2008年 ,(6) :5-7.2. 曾紀(jì)龍 .大型煤制甲醇的氣化和合成工藝選擇J. 煤化工,2005年 ,(5):1-5. 3.李大尚 .GSP技術(shù)是煤制合成氣（或H2）工藝的最佳選擇J.煤化工.2005年 .(3):1-6.4. 王莉.合成甲醇催化劑的研究進(jìn)展J.化肥設(shè)計(jì),2007年,(3): 55-58.5. 楊紹斌 ,王繼仁 ,王志宏 ,中