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
大致流程：煤+水------气化（实际是一个煤炭不完全氧化的过程）------水煤气-----脱硫-----变换-----脱碳----合成气-----合成反应-----精馏------精甲醇。
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。
1、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)。
2、标准煤亦称煤当量，具有统一的热值标准。我国规定每千克标准煤的热值为7000千卡。将不同品种、不同含量的能源按各自不同的热值换算成每千克热值为7000千卡的标准煤。 能源折标准煤系数＝某种能源实际热值（千卡/千克）/7000（千卡/千克）。
3、各类能源折算标准煤的参考系数 ：
焦炭 28470千焦／公斤 0．9714公斤标煤／公斤
原油 41868千焦／公斤 1．4286公斤标煤／公斤
燃料油 41868千焦／公斤 1．4286公斤标煤／公斤
汽油 43124千焦／公斤 1．4714公斤标煤／公斤
煤油 43124千焦／公斤 1．4714公斤标煤／公斤
柴油 42705千焦／公斤 1．4571公斤标煤／公斤
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。
我国把每公斤含热7000大卡即29、306兆焦耳定义为标准煤,也称标煤。
甲醇燃烧热：726、55 千焦每摩尔相当于22、7兆焦耳每千克。
一吨甲醇换算成标准煤就是用甲醇燃烧热除去标准煤的热量，所以22、7除以29、306等于0.77吨。
