用煤炭如何提取甲醇

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

有机化学工业

的主要原料之一，亦为重要的石油化学品，其主要用途可以用来制造甲醛，其次可以制造

对苯二甲酸二甲酯

(DMT)、

甲基丙烯酸甲酯

(MMA)、

甲胺

、

聚乙烯醇

、

氯甲烷

类、醋酸等，此外甲醇尚可作为溶剂与燃料，若有需要还可制氢气。

早期制造甲醇系将木材乾馏而得，

合成法

开法以后此法几乎被淘汰，初期的合成甲醇方法是由煤炭为原料制造，

第二次世界大战

后开发以天然气、炼油器与

轻油

等为原料之制法，煤炭法已经式微，仅余煤炭廉价及炼钢工业区附近尚有采用。

甲醇合成之反应式如下：

主反应

提高压力降低温度有利於主反应的进行而产生甲醇，早期的合成法为了防止设备之腐蚀，於反应之前先将二氧化碳移除，后来发现二氧化碳也可以作为原料，因而不需将二氧化碳先行去除。

合成甲醇之关键在於压力，过去均采用高压法，压力在300

大气压

以上，1966年开发出低压法，压力约50大气压；之后又有中压法被开发出来，其压力约200大气压。

压力(atm)

温度(℃)

触媒

高压法

300~600

320~380

铬锌触媒

中压法

105~300

225~270

含铜锌铬铝触媒

低压法

40~60

200~300

含铜锌触媒

高压法转化率较高，但是为了达到高压需要用往复压缩机消耗较多的能量，低压法可以使用

离心式压缩机

，消耗能量较少，经济规模较小，且可以使用含氢气量较高的

合成气

，中压法也可以使用离心式压缩机，不需像低压法还要另加二氧化碳且改良低压法设备庞大之缺点。

合成塔为直立型管壳式，管中填充触媒，管外以沸水冷却；也可以是填充塔式，如此可以於塔测多处通入冷原料以控制反应温度。压缩后的原料气和循环之未反应气体混合，经与反应生成气体进行热交换后，进入合成塔通过触媒床进行反应，反应生成气体经过热交换冷却后，甲醇冷凝，经分离器分离出甲醇，气体再循环与原料气混合。

如此冷凝合成出之粗甲醇中含有杂质，通常低压法合成所得到的甲醇杂质含量及种类比高压法所得的少，粗甲醇中的杂质除了水分以外可以分为三大类，即低沸点化合物，乙醇，高沸点化合物。粗甲醇进一步之精致步骤及操作与设计因合成法及成品规格而不同。若成品纯度要求较低时，可以采用单塔蒸馏方式。当纯度要求较高时，可采用双塔式蒸馏。当成品纯度要求更高时，采用三塔式蒸馏较适用。於双塔式

蒸馏法

中，二甲迷等

低沸物

杂质由第一塔塔顶排出，高级醇类高沸物由第二塔塔底排出，塔顶则得到高纯度甲醇。

先说一说火源——火柴。火柴头由氯酸钾、二氧化锰、硫粉等化学物质混合而成；火柴盒两侧的摩擦层主要由红磷和其他物质调制而成。当火柴盒两侧的摩擦层与火柴头摩擦时，产生热量，发生氧化反应，红磷燃烧，产生白烟；反应放出的热量使氯酸钾分解，生成的氧气与硫反应，反应过程中的热量最终引燃火柴梗。为便于使火柴梗更容易燃烧，常常在火柴梗上涂上一层易燃的石蜡。你可以试着写出些过程中你能完成的化学方程式。

为了快速将煤引燃，应先用火柴引燃火草，之后在其上方放上劈柴，最上层放上煤。想一想，是不是这么一个顺序？说明引火草、木柴、煤炭三者之间的着火点有什么关系？

木柴经特殊加工可得到甲醇,化学式为CH3OH；煤炭经加工可得到多种有机物，其中一种叫做苯，化学式是C6H6。你可以试着写出以上两种有机物完全燃烧的化学方程式。

煤炭一经点燃，我们常看到烟筒中有时冒黑烟，有时冒黄烟，同时有难闻的气味，其中有一种具有刺激性气味的气体是大气污染物之一，也是形成酸雨的主要原因之一，你知道它是哪种物质？

煤的主要组成元素是碳元素,燃烧很旺时的主要反应是：C + O2 CO2 同时放出大量的热；生成的热量使上方的煤炭预热，二氧化碳气体遇到炽热的炭发生了反应：CO2 + C2CO；之后CO随气流排出时遇到明火。我们则看见燃烧很旺的炉子上方有蓝色的火焰产生，这就是CO在燃烧。

如果在燃烧很旺的炉子上方煮水，水沸腾后有水溢出流进炉子中去，我们则看见炉子燃烧更量，并且听到呼呼声，这是因为流进炉子里的水气化与赤热的炭发生反应生成了CO和H2。反应方程式是：C + H2O CO +H2 ，这也是水煤气工厂生产煤气的主要反应。

时间久了，产生的炭黑等物质使烟筒排气容积变小，造成排气不畅，进入空气不足，炉火也就不旺了，此时有较多的一种无味有毒气体——CO产生。如果房子密封性好，房间空气交换不及时，炉内气体泄露，房内的人很容易造成煤气中毒，也就是一氧化碳中毒。因此，冬天取暖时，烟筒要密封好，并及时清扫烟筒，使其排气畅通。

g水，加热至60

℃～80

℃，加入125

g酒精，再加入90

g硬脂酸，搅拌均匀。在另一个容器中，加入75

g水，加入20

g氢氧化钠，搅拌，使之溶解，将配制的氢氧化钠溶液倒入盛有酒精、硬脂酸和石蜡混合物的容器中，再加入125

g酒精，搅匀，趁热灌注成型的模具中，冷却后即成为固体酒精燃料。

可能固体甲醇也能这样做吧，试一下。

把煤炭放到密闭的空间，经过高温烘烤，在高温烘烤的这个阶段，煤炭会产生煤气，煤气出来后，经过一些工艺加过，可以得到甲醇。

等到煤炭烘烤到一定的时间，就把这些煤炭用水迅速降温，这样煤就成了焦炭了。

甲醇的生产，主要是合成法，尚有少量从木材干馏作为副产回收。合成的化学反应式为： 2H2 + CO → CH3OH 合成甲醇可以固体（如煤、焦炭）液体（如原油、重油、轻油）或气体（如天然气及其他可燃性气体）为原料，经造气净化（脱硫）变换，除去二氧化碳，配制成一定的合成气（一氧化碳和氢）。在不同的催化剂存在下，选用不同的工艺条件。单产甲醇（分高压法低压和中压法），或与合成氨联产甲醇（联醇法）。将合成后的粗甲醇，经预精馏脱除甲醚，精馏而得成品甲醇。高压法为BASF最先实现工业合成的方法，但因其能耗大，加工复杂，材质要求苛刻，产品中副产物多，今后将由ICI低压和中压法及Lurgi低压和中压法取代。

原标题：专家：高可再生能源比例、高能源效率、煤炭替代和绿色甲醇结合是实现碳中和最优路径

新华财经北京5月20日电（张磊）5月19日，由中国社会科学院数量经济与技术经济研究所和社会科学文献出版社组织的《中国能源转型：走向碳中和》发布会暨碳中和与绿色能源发展研讨会在北京举行。作为中国社会科学院碳中和与能源转型课题组的最新研究成果，《中国能源转型：走向碳中和》一书提出，高可再生能源比例、高能源效率、终端部门煤炭替代和绿色甲醇相结合的能源转型方案是实现我国碳中和的最优路径。

中国社会科学院数量经济与技术经济研究所所长李平介绍，以中国的市场规模和潜力，碳中和将成为一个万亿级的新兴产业，为中国经济的转型升级提供新的增长点。能源转型不是以减缓发展为代价，而是要通过创新能源新技术、创造能源新业态，来推动经济更好、更快、更绿色的发展。需要在满足经济与民生对能源需求的前提下，在经济上合理和安全稳定的前提下，推动从高碳化石能源为主向碳中性能源、低碳能源和高效能源转型。

中国社会科学院数量经济与技术经济研究所能源安全与新能源研究室主任刘强在介绍该书时指出，目前我国实现碳中和目标的难点有三个，一是我国碳基能源比例过高，且其中大半为煤炭。高比例含碳能源的使用意味着高碳排放，因此，加快推进对非碳能源的使用是减碳目标实现的重点。二是使用非碳能源可以实现减碳，但是没有达到碳中和及固碳效果。减少含碳燃料的使用应同时配合各类固碳方法，将二氧化碳重新纳入能源系统循环之中，这样才能更接近碳中和目标的实现。三是实现碳中和的各种技术成本居高不下，有待实现技术突破以降低成本。

针对以上难点问题，该书提出，通过节能实现减排是最经济、最直接的路径。通过节能实现减排可以分为两种方式：一种是提高能源使用效率，尤其是碳基能源的使用效率，如降低煤电的度电煤耗、提高电器等用能设备的能源效率等；另一种是通过减少终端产品的需求、减少建筑建设、减少出行距离等降低对能源的需求。

另一方面，低碳和非碳能源的发展，可以部分取代高碳能源，降低高碳能源尤其是煤炭在总能源消费中的比重，从而有效减少二氧化碳的排放。可再生能源是未来降低高碳能源使用和二氧化碳排放的主力，包括风电、光伏发电、地源热泵、生物质发电等。可再生能源的发展，将通过降低总体碳排放，大大减轻实现碳中和的压力。

再者，碳基能源的循环利用是我国实现碳中和的必由之路。化学碳循环是利用化学工业过程，把工业过程排放的二氧化碳捕集后合成为液体的醇醚化合物，一般为甲醇、乙醇、二甲醚。这三种醇醚化合物都可以作为能源使用。通过这一循环过程，可以实现碳中和或者部分碳中和。

此外，实现碳中和，除了节能、能源转型、工业碳中和之外，生态固碳也是重要的途径之一。

为找到实现碳中和的可行路径，该书利用中国社会科学院数量经济与技术经济研究所开发的中国能源系统模型（CEMS），把各种技术路径和发展情景纳入总体能源系统，并进行情景分析，最后得出高可再生能源比例、高能源效率、终端部门煤炭替代和绿色甲醇相结合的最优推荐路线。

结合以上观点，为实现2060年之前碳中和的目标，该书建议，一要大力发展碳中和技术体系，包括工业、交通、建筑能源碳中和技术，农业、分布式和移动能源技术；二是提高非碳能源和碳中和能源（二氧化碳制绿色醇醚燃料）在能源消费结构中的比重，为此，需加快建设风电，适度发展核电，实现氢能技术、储能技术和绿色醇醚燃料的商业化利用；三是到2060年实现能源结构接近80%非碳，可通过价格手段推动能源转型，如提高煤炭使用成本，加大对非碳能源的支持力度等；四是全面推进生态修复和改善工作。