煤制甲醇的原理
煤与焦炭是制造甲醇粗原料气的主要固体燃料.用煤和焦炭制甲醇的工艺路线包括燃料的气化、气体的脱硫、变换、脱碳及甲醇合成与精制。
用蒸汽与氧气对煤、焦炭进行热加工称为固体燃料气化,气化所得可燃性气体通称煤气是制造甲醇的初始原料气,气化的主要设备是煤气发生炉,按煤在炉中的运动方式,气化方法可分为固定床(移动床)气化法、流化床气化法和气流床气化法。
国内用煤与焦炭制甲醇的煤气化——般都沿用固定床间歇气化法,煤气炉沿用 UCJ炉。
用煤和焦炭制得的粗原料气组分中氢碳比太低,故在气体脱硫后要经过变换工序.使过量的一氧化碳变换为氢气和二氧化碳,再经脱碳工序将过量的二氧化碳除去.原料气经过压缩、甲醇合成与精馏精制后制得甲醇。
扩展资料
1、天然气制甲醇
天然气是制造甲醇的主要原料.天然气的主要组分是甲烷,还含有少量的其他烷烃、烯烃与氮气.以天然气生产甲醇原料气有蒸汽转化、催化部分氧化、非催化部分氧化等方法,其中蒸汽转化法应用得最广泛。
它是在管式炉中常压或加压下进行的.由于反应吸热必须从外部供热以保持所要求的转化温度,一般是在管间燃烧某种燃料气来实现,转化用的蒸汽直接在装置上靠烟道气和转化气的热量制取.
由于天然气蒸汽转化法制的合成气中,氢过量而一氧化碳与二氧化碳量不足,工业上解决这个问题的方法一是采用添加二氧化碳的蒸汽转化法,以达到合适的配比,二氧化碳可以外部供应,也可以由转化炉烟道气中回收.
另一种方法是以天然气为原料的二段转化法,即在第一段转化中进行天然气的蒸汽转化,只有约1/4的甲烷进行反应,第二段进行天然气的部分氧化,不仅所得合成气配比合适而且由于第二段反应温度提高到800℃以上,残留的甲烷量可以减少,增加了合成甲醇的有效气体组分.
天然气进入蒸汽转化炉前需进行净化处理清除有害杂质,要求净化后气体含硫量小于0.1mL/m3.转化后的气体经压缩去合成工段合成甲醇.
2、油制甲醇
工业上用油来制取甲醇的油品主要有二类:一类是石脑油,另一类是重油.
原油精馏所得的220℃以下的馏分称为轻油,又称石脑油.以石脑油为原料生产合成气的方法有加压蒸汽转化法,催化部分氧化法、加压非催化部分氧化法、间歇催化转化法等.用石脑油生产甲醇原料气的主要方法是加压蒸汽转化法.
石脑油的加压蒸汽转化需在结构复杂的转化炉中进行.转化炉设置有辐射室与对流室,在高温、催化剂存在下进行烃类蒸汽转化反应.石脑油经蒸汽转化后,其组成恰可满足合成甲醇之需要.既无需在转化前后补加二氧化碳或设二段转化,也无需经变换、脱碳调整其组成.
重油是石油炼制过程中的一种产品,根据炼制方法不同,可分为常压重油、减压重油、裂化重油及它们的混合物.以重油为原料制取甲醇原料气有部分氧化法与高温裂解法两种途径.裂解法需在1400℃以上的高温下,在蓄热炉中将重油裂解,虽然可以不用氧气,但设备复杂,操作麻烦,生成炭黑量多.
重油部分氧化是指重质烃类和氧气进行燃烧反应,反应放热,使部分碳氢化合物发生热裂解,裂解产物进一步发生氧化、重整反应,最终得到以H2、CO为主,及少量CO2、CH4的合成气供甲醇合成使用.
重油部分氧化法所生成的合成气,由于原料重油中碳氢比高,合成气中一氧化碳与二氧化碳含量过量,需将部分合成气经过变换,使一氧化碳与水蒸气作用生成氢气与二氧化碳,然后脱除二氧化碳,以达到合成甲醇所需之组成.
合成后的粗甲醇需经过精制,除去杂质与水,得到精甲醇。
参考资料来源:百度百科—甲醇生产工艺
甲醇的原料是动力煤。生产甲醇的原料主要是煤、天然气、煤层气、焦炉气等。动力煤指用于作为动力原料的煤炭,凡是以发电、机车推进、锅炉燃烧等为目的,产生动力而使用的煤炭都属于动力用煤,简称动力煤。
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具体说明如下:
我国把每公斤含热7000大卡(29306千焦)的定为标准煤,也称标煤。 甲醇燃烧热:726.55 kJ/mol(相当于22.7 MJ/kg)。 故,一吨甲醇折合22.7/29.306=0.77 吨标准煤.
但是煤制甲醇,成本高了点,总体是碳多氢少,生产出来的甲醇相比天然气产的,杂质多。
如果附件有天然气(煤层气也可以考虑)资源的话,用煤炭和天然气联合做,经济效益容易最大化。
甲醇,俗名木精,因为用木材干馏法生产而得名。
天然气、煤炭、焦炭、渣油、石脑油、乙炔尾气等是生产甲醇的原料,但从20世纪50年代起,天然气逐步成为合成甲醇的主要原料。2000年,全球甲醇生产能力为3803万吨,需求量为3020万吨。预计为2005年,甲醇产能将达到4294万吨,需求量达3481万吨。
当代甲醇生产技术主要有中压法和低压法两种工艺,并以低压法为主。这两种工艺生产的甲醇约占世界甲醇总产量的80%以上。海尔德·托普索公司、Kvaerner/Synetix公司、克虏伯·乌德公司、鲁奇油气化学公司等都推出了各具特色的主流生产技术。
海尔德·托普索公司采用二步法转化后续低压合成从天然气生产甲醇,该技术既适用于较小规模,也适用于很大规模的装量。天然气经一次转化器和注氧的二次转化器产生合成气,甲醇合成回路有三台绝热反应器。该工艺总能耗(包括制氧用能)为29G焦耳/吨,大型装置的总投资费用比常规蒸汽转化法低10%。伊朗采用这一技术所建设的3030吨/天大规模装置将于2002年投产。
首当其冲的是各地煤炭价格的较大差异导致原料成本差异巨大。比如河南、鲁南等地某些煤炭资源相对缺少的地方,煤制甲醇的原料需要外采,此时运费再加上原料价格可能高达数百甚至上千元。但是陕西、内蒙等地的煤炭资源丰富,有些甲醇工厂的原料甚至是隔壁煤炭企业直接用传送带送入加工流程的,连运费都能每吨节省200元,更别提实际成本就是坑口价之上的折扣价了。按照2015年我们西北调研的情况,当时西北多数地方单吨成本不足1000元,还包含了部分折旧或管理费用,而对应当时当地的价格在1600元左右。这样的话成本支撑其实不是很明显。而且,由于每家工厂使用的原料煤和燃料煤品种差异巨大,导致成本核算也是千差万别,很难计算出一个明确的 成本支撑位置。
其次是原料价格波动与物流成本变化导致不同地区的价格差距较大,导致支撑位很难有效计算。
最后,煤制甲醇的长期良好利润导致鲜有价格打到多数煤制甲醇企业成本线附近的时候,所以也较难观测到支撑作用的生效。
虽然整体上,成本支撑的效果不显著,但如果转换一种思路,重点关注边际变动,反而有可能收到一定效果。比如关注成本较高地区的利润波动,尤其是外购煤炭制取甲醇的那些工厂,当甲醇价格下行或者原料价格上涨时,他们就是我们需要重点关注的边际量。
二、工艺流程简介
煤制甲醇生产工序主要分为原料气制备、变换和脱碳、气体净化、气体压缩、甲醇合成、粗甲醇精馏以及涉及安全环境保护(如废催化剂回收、水处理)等工序。原料气制备方法主要有煤气化法(德士古TEXACO水煤浆气化、谢尔SHELL干粉煤气化、GSP干粉煤气化、鲁奇碎煤气化和UGI常压气化)、天然气转化法、焦炉煤气法;原料气处理、精制、压缩工艺的生产则同传统的合成氨生产工艺类似;甲醇合成工艺则有:ICI低压甲醇合成工艺、Lurgi低压甲醇合成工艺、TEC的新型反应器以及正趋向成熟的液相法甲醇合成工艺。
并且,甲醇的挥发性极强,极容易和空气混合达到爆炸极限,一点火,很有可能就那个了。
扩展内容:
从2021年市场走势来看,去年甲醇市场冲高回落,因能耗双控及“碳达峰”、“碳中和”等上层政策影响,年内甲醇同原料煤炭走势高度相关,1-10月煤炭及甲醇大幅上涨,10月中旬后随着煤炭政策干预影响,两者同步高位回落,且10月中旬附近多地价格突破4000元/吨上方,破历史新高。回顾2021年全年行情,除去煤炭因素影响以外,年内甲醇产业链利润再次分配趋势较为明显,产品利润逐步转移至从原料端,甲醇链条中,煤炭、天然气利润最高,甲醇企业利润次之,再者为甲醇传统下游如甲醛、二甲醚等,烯烃利润最差,年内多数时段处于利润亏损阶段,然其他精细化工如丙烯腈、POM、MMA等产品利润仍较高。
2022年我们认为甲醇走势或震荡偏弱。全球能源紧张问题若逐步缓解,国外天然气制甲醇装置开工恢复稳定后更多的进口货源或压制港口价格。国内原料端煤炭影响依旧且预期偏空:2021年末煤炭供应充足,且按目前趋势至2022年煤炭需求淡季煤炭价格大概率重心下调,那么甲醇成本支撑线跟随有进一步下跌预期。从甲醇供应看,甲醇2022年新增产能约400万吨,但计划投产相对集中在一、二季度,导致上半年供应压力偏大。成本坍塌及供应增量共同作用下甲醇上半年价格承压较大。建议关注甲醇降价让利下游后需求弹性能否释放带来的甲醇价格反弹机会。 风险因素:煤炭价格下跌不及预期、需求大幅好转、甲醇装置投产不及预期。
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甲醇汽油是车用燃料替代,是新能源的重要组成部分。 甲醇燃料在汽油机上使用,从低比例掺烧(M15甲醇占15%)逐渐发展到20世纪80年代后期的高比例(M85~M100)掺烧,也经历了一个相当艰难的过程。
甲醇燃料的应用的燃烧特性有两大特点:一是极佳的冷却作用,可以降低发动机温度,不致过热二是极高的抗爆能力,能够在高于优质汽油所容许的压力下燃烧而不会爆震。这正适合高压缩比、高性能的发动机。充分发挥其高辛烷值的作用,输出更大的功率。当然,甲醇亦有弱点,它的能量较低、行驶同一距离的消耗几乎比汽油多一倍,因而需要大的油箱。 甲醇的优点是燃烧彻底、挥发性低,所排放的碳氢化合物、氧化氮和一氧化碳等有害气体少。 中国能源的结构特征是缺气、少油、相对富煤,国家《节能减排“十二五”规划》将锅炉(窑炉)改造和热电联产节约和替代石油作为重点节能改造工程,醇基液体燃料是煤炭资源清洁利用的现实路径。随着我国煤制甲醇工业更大装置的投入运行,为醇基液体燃料的大规模应用提供了有力保障。
拓展资料
一是甲醇燃料本身性能好,二是使用方便、安全,三是经济实惠。
现在北方地区甲醇燃料零售价大都在2,000元/吨左右。而液化气的零售价是6800元/吨,柴油8000元/ 吨,相比之下甲醇燃料的经济性是十分显著的。而且该燃料在常温常压下储存、运输和用于,需要高压钢瓶,用普通铁桶或塑料桶封口储存即可,使用方便。万一起火,用水即可救火,没引起发生爆炸的危险,也会因漏气而引起煤气中毒事件。