全球规模最大煤基乙醇工业化项目在陕正式建成,将会发挥哪些作用?
据媒体报道,全球规模最大的煤基乙醇工业化项目已经正式在陕西榆林榆神工业园建设成功,这项以69.8亿投资所建成的工业项目是自2017年之后全球首个10万吨的示范型项目,他的成功更是引起了无数人的注意。此个项目建成无疑会让以往以煤炭为主的能源结构进行改革,极大范围的为国家的工程项目提供能源。
众所周知,乙醇虽是一项最基础的化学品,但也是最重要的,它也是用来生产乙醛,乙醇等世界公认的优良汽油添加剂,它的作用可以说是非常之大,无论是染料洗涤剂还是各种制品,都是设计层面非常之广的。遗忘的乙醇都是一颗粮食的生物物质作为原料用来制备,这种制备所花费的成本十分之高。
而且在对于我国现在这种人多地少的现实情况来说,是非常不适合被用于广泛推广的。但是煤基乙醇工业化的开展就极大程度上的减缓了这种情况,同时也对这种工业提供了更为重要的战略发展前景。据专家介绍,这种碳基乙醇工业化项目可以使以往以3:1粮食和乙醇的比例变成现在可以直接节约150万吨的现象,这种项目的建成,极大程度上保证了我国的可持续发展,也是对我国的能源安全和粮食生产极具非常重要的战略意义。
并且同时这种能源也可以极大程度上应用于其他层面,对于我国的工业发展也有了一定的能源基础支持,我国的可持续发展战略也在不断实施,对于我国未来在科技以及世界各个层面上的进步也是非常重要的一步。同时这种技术也是在不断的推进煤炭清洁的作用,同时也高效的把能源进行循环利用,绿色发展战略也是在体现其中打造最终产业链的新型发展,也是一种世界的新型发展战略,为以后的世界发展提供了一个走向。
利用水煤气中的co和h2,在加热和催化剂条件下反应(不生成水),可以制得气体燃料甲醇,反应方程式:
co+2h2(催化剂,加热)→ch3oh
楼主,在加热和催化剂条件下反应可以制得气体燃料甲醇和水的不是co和h2,而是co2和h2。若是co和h2反应还要生成水是配不平的。
co2+3h2→(高温,催化剂)ch3oh+h2o
C+H2O=一定条件=CO+H2
2CO+4H2=一定条件=C2H5OH+H2O
酒精的主要成分有乙醇。
酒精是由碳、氢、氧三种元素组成的有机化合物,分子量46,分子中的-OH叫做羟基,是醇的官能团。酒精分子中有两个碳原子,顾学名成为乙醇。
根据酒精中杂质含量的多少及浓度的高低而将酒精分为高纯度酒精、精馏酒精、医药用酒精、工业酒精、无水酒精、试剂酒精等。
我国于1981年12月将酒精标准实现了系列化,分为四级:一级酒精相当于原来的精馏酒精;二级酒精适合配制各种饮料酒,它介于精馏酒精和普通医药酒精之间的一个新类别;三级酒精与原来的医药酒精相同;四级酒精为工业酒精。
扩展资料
酒精的用途
酒精用途非常广泛,工业、农业、医药卫生、日常生活中都需要它,现在分述如下:
医药卫生方面:千百种药品的制造过程中都需要酒精,例如各种酊剂、消毒剂、片剂、中药的各种药酒,都离不开酒精。
食品工业方面:利用酒精配制加工成各种饮料酒。如兑酒便是用酒精同其他液体按不同比例勾兑而成。
国防工业:利用酒精制造炸药、雷汞等。
化学工业方面:许多重要化工产品的原料是酒精,利用它可以制造合成橡胶,冰醋酸、乙醚、聚乙烯、乙二醇、有机酸和各种脂类等。
农业方面:利用酒精制造农药。
溶剂方面:酒精是最常用的有机溶剂,香料、染料、树脂、油漆等工业部门均采用它做溶剂。
燃料方面:有些国家缺乏汽油,而以酒精为代替燃料,是一种既不污染空气而可保持环境洁净的新能源。
酒精可作为洗涤剂,抽提剂,冷冻剂等。
参考资料来源:百度百科-乙醇
煤液化:煤气。
煤干馏:焦炉气、粗氨水、粗苯(主要成分:苯、甲苯、二甲苯)、煤焦油(主要成分:苯、甲苯、二甲苯、酚类、萘、沥青)、焦炭。
煤
煤是一种可燃的黑色或棕黑色沉积岩,这样的沉积岩通常是发生在被称为煤床或煤层的岩石地层中或矿脉中。因为后来暴露于升高的温度和压力下,较硬的形式的煤可以被认为是变质岩,例如无烟煤。煤主要是由碳构成,连同由不同数量的其它元素构成,主要是氢,硫,氧和氮。
煤炭的优缺点
优点:煤炭资源量丰富,且因世界各地都有煤炭矿藏,因此开采及供给皆很稳定,价钱也较石油及天然气便宜。
缺点:煤炭的发热量比石油或天然气小,煤炭在燃烧时,所排放出的二氧化碳量高于石油及天然气。产量有限,是不可再生能源。
用途
煤做为燃料
煤用于炼焦,可以产生煤焦油及氨水。焦碳是用于炼铁的重要原料。煤焦油可提取多种工业用的重要化合物。很多人以为煤气是从煤制造出来的,但事实是煤气是从原油提炼出来的石脑油再加以提炼而成的。煤也可以直接汽化,生成水煤气(一氧化碳和氢的混合物),直接用做清洁燃料。
煤,尤其是烟煤(任何挥发分较高的煤)直接作为燃料会冒出黑烟,浪费其中挥发分并造成大气污染,英国由于气候多雾,对污染尤其敏感,早在20世纪初即颁布法律禁止将原煤直接作为燃料,只能燃烧焦碳或半焦。
焦煤和焦炭利用
焦碳作为炼铁的重要原料,对生铁的质量有关键的作用,如果含硫和磷高,会严重降低生铁质量,灰分高会降低热值。因此用于炼焦的煤必须经过洗选,以降低其灰分和硫含量。炼出的焦碳必须选大块坚实的,不能在高炉中被压碎,以便可以通风。选出的碎焦只能做燃料,碎焦做燃料发热量大,不冒烟,是很好的燃料。
煤的气化
煤气化可用于产生合成气,这是一种一氧化碳(CO)和氢气(H2)气体的混合物。通常合成气被用于燃烧于燃气轮机产生电力,但是,通过费托合成工艺,合成气的通用性也允许它被转换成运输燃料如汽油和柴油。煤气化联合费托技术被南非的萨索尔化学公司使用,从煤和天然气生产汽车用的燃料。
煤的液化
煤液化被用来从煤生产液体合成燃料: 甲烷,和石油化工产品。煤液化分为直接液化和间接液化两种。直接液化意味着碳化和氢化。间接液化就是先把煤进行气化,生成水煤气,再合成乙烷、乙醇等燃料,也可以进一步合成燃油。
化工品的生产
煤炭是生产许多化肥及其它化工产品的重要原料。生产这些产品的主要途径是煤气化产生合成气。直接从合成气生产初级化学产品包括甲醇,氢气和一氧化碳,它们是化工产品的基本成分,从中可以继续生产衍生化学产品的整个化工产品频谱的制造,包括烯烃,乙酸,甲醛,氨,尿素等。作为初级化学品和高价值的衍生产品的前体,合成气的通用性提供了的一种选择,使用相对便宜的煤炭,以产生广泛的有高价值的商品。
从历史上看,煤的化工品生产已经自1950年代已经被使用,并已建立市场。根据2010年的全球气化数据库,在当前的和计划中的气化炉的调查,2004年至2007年化工生产提高了产品的气化份额从37%到45%。从2008年到2010年,22%新增气化炉是被用于化工生产。
用天然气一般用转化法(二段)教好!用天然气和氧气水蒸气生成CO和H2!然后将生成的气体经过净化(变换,脱硫,脱碳),然后调整其压力进合成塔,出来后冷却,然后在经过醇分进精馏塔提纯!基本的流程就这样!
2.用煤制甲醇
原料是煤、水、空气,在制水煤气的反应中得到氢气和一氧化碳,经除尘、脱硫、变换、水洗后就可用来合成甲醇。主要反应为2H2+CO =CH3OH,催化剂ZnO、Cr2O3,300~400℃、200~300大气压,平衡时甲醇蒸气含量达10%,经冷却、分离、粗制甲醇进入贮糟,氢气和一氧化碳可继续循环利用。粗甲醇的纯度为80~93%,主要杂质为水、乙醇、二甲醚、异丁醇,经精制纯度可达99%。
气化
a)煤浆制备
由煤运系统送来的原料煤干基(<25mm)或焦送至煤贮斗,经称重给料机控制输送量送入棒磨机,加入一定量的水,物料在棒磨机中进行湿法磨煤。为了控制煤浆粘度及保持煤浆的稳定性加入添加剂,为了调整煤浆的PH值,加入碱液。出棒磨机的煤浆浓度约65%,排入磨煤机出口槽,经出口槽泵加压后送至气化工段煤浆槽。煤浆制备首先要将煤焦磨细,再制备成约65%的煤浆。磨煤采用湿法,可防止粉尘飞扬,环境好。用于煤浆气化的磨机现在有两种,棒磨机与球磨机;棒磨机与球磨机相比,棒磨机磨出的煤浆粒度均匀,筛下物少。煤浆制备能力需和气化炉相匹配,本项目拟选用三台棒磨机,单台磨机处理干煤量43~53t/h,可满足60万t/a甲醇的需要。
为了降低煤浆粘度,使煤浆具有良好的流动性,需加入添加剂,初步选择木质磺酸类添加剂。
煤浆气化需调整浆的PH值在6~8,可用稀氨水或碱液,稀氨水易挥发出氨,氨气对人体有害,污染空气,故本项目拟采用碱液调整煤浆的PH值,碱液初步采用42%的浓度。
为了节约水源,净化排出的含少量甲醇的废水及甲醇精馏废水均可作为磨浆水。
b)气化
在本工段,煤浆与氧进行部分氧化反应制得粗合成气。
煤浆由煤浆槽经煤浆加压泵加压后连同空分送来的高压氧通过烧咀进入气化炉,在气化炉中煤浆与氧发生如下主要反应:
CmHnSr+m/2O2—→mCO+(n/2-r)H2+rH2S
CO+H2O—→H2+CO2
反应在6.5MPa(G)、1350~1400℃下进行。
气化反应在气化炉反应段瞬间完成,生成CO、H2、CO2、H2O和少量CH4、H2S等气体。
离开气化炉反应段的热气体和熔渣进入激冷室水浴,被水淬冷后温度降低并被水蒸汽饱和后出气化炉;气体经文丘里洗涤器、碳洗塔洗涤除尘冷却后送至变换工段。
气化炉反应中生成的熔渣进入激冷室水浴后被分离出来,排入锁斗,定时排入渣池,由扒渣机捞出后装车外运。
气化炉及碳洗塔等排出的洗涤水(称为黑水)送往灰水处理。
c)灰水处理
本工段将气化来的黑水进行渣水分离,处理后的水循环使用。
从气化炉和碳洗塔排出的高温黑水分别进入各自的高压闪蒸器,经高压闪蒸浓缩后的黑水混合,经低压、两级真空闪蒸被浓缩后进入澄清槽,水中加入絮凝剂使其加速沉淀。澄清槽底部的细渣浆经泵抽出送往过滤机给料槽,经由过滤机给料泵加压后送至真空过滤机脱水,渣饼由汽车拉出厂外。
闪蒸出的高压气体经过灰水加热器回收热量之后,通过气液分离器分离掉冷凝液,然后进入变换工段汽提塔。
闪蒸出的低压气体直接送至洗涤塔给料槽,澄清槽上部清水溢流至灰水槽,由灰水泵分别送至洗涤塔给料槽、气化锁斗、磨煤水槽,少量灰水作为废水排往废水处理。
洗涤塔给料槽的水经给料泵加压后与高压闪蒸器排出的高温气体换热后送碳洗塔循环使用。
2)变换
在本工段将气体中的CO部分变换成H2。
本工段的化学反应为变换反应,以下列方程式表示:
CO+H2O—→H2+CO2
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1#吸收系统。
另一部分未变换的粗水煤气,进入低压蒸汽发生器使温度降至180℃,副产0.7MPa的低压蒸汽,然后进入脱盐水加热器回收热量,最后在水冷却器用水冷却至40℃,送入低温甲醇洗2#吸收系统。
气液分离器分离出来的高温工艺冷凝液送气化工段碳洗塔。
气液分离器分离出来的低温冷凝液经汽提塔用高压闪蒸气和中压蒸汽汽提出溶解在水中的CO2、H2S、NH3后送洗涤塔给料罐回收利用;汽提产生的酸性气体送往火炬。
3)低温甲醇洗
本工段采用低温甲醇洗工艺脱除变换气中CO2、全部硫化物、其它杂质和H2O。
a)吸收系统
本装置拟采用两套吸收系统,分别处理变换气和未变换气,经过甲醇吸收净化后的变换气和未变换气混合,作为甲醇合成的新鲜气。
由变换来的变换气进入原料气一级冷却器、氨冷器、进入分离器,出分离器的变换气与循环高压闪蒸气混合后,喷入少量甲醇,以防止变换气中水蒸气冷却后结冰,然后进入原料气二级冷却器冷却至-20℃,进入变换气甲醇吸收塔,依次脱除H2S+COS、CO2后在-49℃出吸收塔,然后经二级原料气冷却器,一级原料气冷却器复热后去甲醇合成单元。净化气中CO2含量约3.4%,H2S+COS<0.1PPm。
来自甲醇再生塔经冷却的甲醇-49℃从甲醇吸收塔顶进入,吸收塔上段为CO2吸收段,甲醇液自上而下与气体逆流接触,脱除气体中CO2,CO2的指标由甲醇循环量来控制。中间二次引出甲醇液用氨冷器冷却以降低由于溶解热造成的温升。在吸收塔下段,引出的甲醇液大部分进入高压闪蒸器;另一部分溶液经氨冷器冷却后回流进入H2S吸收段以吸收变换气中的H2S和COS,自塔底出来的含硫富液进入H2S浓缩塔。为减少H2和CO损失,从高压闪蒸槽闪蒸出的气体加压后送至变换气二级冷却器前与变换气混合,以回收H2和CO。
未变换气的吸收流程同变换气的吸收流程。
b)溶液再生系统
未变换气和变换气溶液再生系统共用一套装置。
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。高压闪蒸器上部的无硫甲醇富液不含H2S从塔上部进入,在塔顶部降压膨胀。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,然后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。甲醇中残存的CO2以及溶解的H2S由再沸器提供的热量进行热再生,混和气出塔顶经多级冷却分离,甲醇一级冷凝液回流,二级冷凝液经换热进入H2S浓缩塔底部。分离出的酸性气体去硫回收装置。
从原料气分离器和甲醇再生塔底出来的甲醇水溶液经泵加压后甲醇水分离器,通过蒸馏分离甲醇和水。甲醇水分离器由再沸器提供。塔顶出来的气体送到甲醇再生塔中部。塔底出来的甲醇含量小于100PPm的废水送水煤浆制备工序或去全厂污水处理系统。
c)氨压缩制冷
从净化各制冷点蒸发后的-33℃气氨气体进入氨液分离器,将气体中的液粒分离出来后进入离心式制冷压缩机一段进口压缩至冷凝温度对应的冷凝压力,然后进入氨冷凝器。气氨通过对冷却水放热冷凝成液体后,靠重力排入液氨贮槽。液氨通过分配器送往各制冷设备。
4)甲醇合成及精馏
a)甲醇合成
经甲醇洗脱硫脱碳净化后的产生合成气压力约为5.6MPa,与甲醇合成循环气混合,经甲醇合成循环气压缩机增压至6.5MPa,然后进入冷管式反应器(气冷反应器)冷管预热到235℃,进入管壳式反应器(水冷反应器)进行甲醇合成,CO、CO2和H2在Cu-Zn催化剂作用下,合成粗甲醇,出管壳式反应器的反应气温度约为240℃,然后进入气冷反应器壳侧继续进行甲醇合成反应,同时预热冷管内的工艺气体,气冷反应器壳侧气体出口温度为250℃,再经低压蒸汽发生器,锅炉给水加热器、空气冷却器、水冷器冷却后到40℃,进入甲醇分离器,从分离器上部出来的未反应气体进入循环气压缩机压缩,返回到甲醇合成回路。
一部分循环气作为弛放气排出系统以调节合成循环圈内的惰性气体含量,合成弛放气送至膜回收装置,回收氢气,产生的富氢气经压缩机压缩后作为甲醇合成原料气;膜回收尾气送至甲醇蒸汽加热炉过热甲醇合成反应器副产的中压饱和蒸汽(2.5MPa),将中压蒸汽过热到400℃。
粗甲醇从甲醇分离器底部排出,经甲醇膨胀槽减压释放出溶解气后送往甲醇精馏工段。
系统弛放气及甲醇膨胀槽产生的膨胀气混合送往工厂锅炉燃料系统。
甲醇合成水冷反应器副产中压蒸汽经变换过热后送工厂中压蒸汽管网。
b)甲醇精馏
从甲醇合成膨胀槽来的粗甲醇进入精馏系统。精馏系统由预精馏塔、加压塔、常压塔组成。预精馏塔塔底出来的富甲醇液经加压至0.8MPa、80℃,进入加压塔下部,加压塔塔顶气体经冷凝后,一部分作为回流,一部分作为产品甲醇送入贮存系统。由加压塔底出来的甲醇溶液自流入常压塔下塔进一步蒸馏,常压塔顶出来的回流液一部分回流,一部分作为精甲醇经泵送入贮存系统。常压塔底的含甲醇的废水送入磨煤工段作为磨煤用水。在常压塔下部设有侧线采出,采出甲醇、乙醇和水的混合物,由汽提塔进料泵送入汽提塔,汽提塔塔顶液体产品部分回流,其余部分作为产品送至精甲醇中间槽或送至粗甲醇贮槽。汽提塔下部设有侧线采出,采出部分异丁基油和少量乙醇,混合进入异丁基油贮槽。汽提塔塔底排出的废水,含少量甲醇,进入沉淀池,分离出杂醇和水,废水由废水泵送至废水处理装置。
c)中间罐区
甲醇精馏工序临时停车时,甲醇合成工序生产的粗甲醇,进入粗甲醇贮罐中贮存。甲醇精馏工序恢复生产时,粗甲醇经粗甲醇泵升压后送往甲醇精馏工序。
甲醇精馏工序生产的精甲醇,进入甲醇计量罐中。经检验合格的精甲醇用精甲醇泵升压送往成品罐区甲醇贮罐中贮存待售。
5)空分装置
本装置工艺为分子筛净化空气、空气增压、氧气和氮气内压缩流程,带中压空气增压透平膨胀机,采用规整填料分馏塔,全精馏制氩工艺。
原料空气自吸入口吸入,经自洁式空气过滤器除去灰尘及其它机械杂质。过滤后的空气进入离心式空压机经压缩机压缩到约0.57MPa(A),然后进入空气冷却塔冷却。冷却水为经水冷塔冷却后的水。空气自下而上穿过空气冷却塔,在冷却的同时,又得到清洗。
经空冷塔冷却后的空气进入切换使用的分子筛纯化器空气中的二氧化碳、碳氢化合物和水分被吸附。分子筛纯化器为两只切换使用,其中一只工作时,另一只再生。纯化器的切换周期约为4小时,定时自动切换。
净化后的空气抽出一小部分,作为仪表空气和工厂空气。
其余空气分成两股,一股直接进入低压板式换热器,从换热器底部抽出后进入下塔。另外一股进入空气增压机。
经过空气增压机的中压空气分成两部分,一部分进入高压板式换热器,冷却后进入低温膨胀机,膨胀后空气进入下塔精馏。另一部分中压空气经过空气增压机二段压缩为高压空气,进入高压板式换热器,冷却后经节流阀节流后进入下塔。
空气经下塔初步精馏后,获得富氧液空、低纯液氮、低压氮气,其中富氧液空和低纯液氮经过冷器过冷后节流进入上塔。经上塔进一步精馏后,在上塔底部获得液氧,并经液氧泵压缩后进入高压板式换热器,复热后出冷箱,进入氧气管网。
在下塔顶部抽取的低压氮气,进入高压板式换热器,复热后送至全厂低压氮气管网。
从上塔上部引出污氮气经过冷器、低压板式换热器和高压板式换热器复热出冷箱后分成两部分:一部分进入分子筛系统的蒸汽加热器,作为分子筛再生气体,其余污氮气去水冷塔。
从上塔中部抽取一定量的氩馏份送入粗氩塔,粗氩塔在结构上分为两段,第二段氩塔底部的回流液经液体泵送入第一段顶部作为回流液,经粗氩塔精馏得到99.6?Ar,2ppmO2的粗氩,送入精氩塔中部,经精氩塔精馏在精氩塔底部得到纯度为99.999%Ar的**氩作为产品抽出送入进贮槽。
环氧乙烷。
乙二醇的生产技术主要是石油路线,环氧乙烷直接水合法为工业规模生产乙二醇较成熟的生产方法。环氧乙烷和水在加压(2.23MPa)和190~200℃条件下,在管式反应器中直接液相水合制的乙二醇,同时副产品一缩二乙二醇、二缩三乙二醇和多缩聚乙二醇。
乙二醇的应用
乙二醇为无色、无臭、有甜味的粘稠液体,可用于制造树脂、增塑剂、合成纤维、化妆品、炸药、溶剂、抗冻剂等。乙二醇具有醇类的化学性质,如能生成醚、酯,能被氧化,能缩合。它与硝酸反应生成乙二醇二硝酸酯(一种炸药)。
乙二醇主要用作汽车抗冻剂和飞机发动机致冷剂,另外,还可合成涤纶纤维等高分子化合物。乙二醇二硝酸酯与硝化甘油联合使用可使炸药的冻点降低。乙二醇还可作为药品和塑料的原料及高沸点溶剂。
实验室制的量很少,目的是观察现象,加深记忆,比较安全,工业制法量多,而且伴有大量有毒废弃物,需要进一步加工,得到的物品通常流入市场或作化学药品销售,侧重点不同。实验室制取是小批量实验、不考虑成本。工业制备是工业大生产要考虑成本和用于制造的工艺安全、成本高低