用煤炭如何提取甲醇?
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。
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
一,合成法
1.甲醇的生产,主要是合成法,合成的化学反应式为:2H2+CO→CH3OH[3]
2.将合成后的粗甲醇,经预精馏脱除甲醚。(高压法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,由ICI低压和中压法及Lurgi低压和中压法取代。工业上合成甲醇几乎全部采用一氧化碳加压催化加氢的方法,工艺过程包括造气、合成净化、甲醇合成和粗甲醇精馏等工序。)
3.将粗甲醇净化,净化过程包括精馏和化学处理。化学处理主要用碱破坏在精馏过程中难以分离的杂质,并调节pH值;精馏主要是脱除易挥发组分如二甲醚,以及难挥发的乙醇、高碳醇和水。粗馏后的纯度一般都可达到98%以上。
4.将工业甲醇用精馏的方法将含水量降到0.01%以下。再用次碘酸钠处理,可除去其中的丙酮。经精馏得纯品甲醇。
5.BV-Ⅲ级甲醇的制备主要采用精馏工艺。以工业甲醇为原料,经精馏、超净过滤、超净分装,得高纯甲醇产品。一般均以工业甲醇为原料,经常压蒸馏除去水分,控制塔顶64~65℃,过滤除去不溶物即可。
二,干馏法
最早是用木材干馏法生产甲醇,故甲醇也叫木醇。自然游离状态的甲醇非常的少,故这种方法既浪费木材,产品又含有丙酮等杂质,并且很难除去。因为这种方法不能满足需要,1924年以后,人们开始逐渐停止使用这个方法。
扩展资料:
甲醇(Methanol,CH3OH)是结构最为简单的饱和一元醇,CAS号为67-56-1或170082-17-4,分子量为32.04,沸点为64.7℃。
因在干馏木材中首次发现,故又称“木醇”或“木精”。是无色有酒精气味易挥发的液体。人口服中毒最低剂量约为100mg/kg体重,经口摄入0.3~1g/kg可致死。
用于制造甲醛和农药等,并用作有机物的萃取剂和酒精的变性剂等。成品通常由一氧化碳与氢气反应制得。
参考资料:百度百科--甲醇
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故答案为:C+H2O(气)
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(2)CO燃烧的热化学方程式:CO(g)+
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H2燃烧的热化学方程式:2H2(g)+O2(g)═2H2O(l)△H=-283×2 kJ?mol-1 ②
CH3OH燃烧的热化学方程式:CH3OH(l)+
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根据盖斯定律将①+②+(-③)可得:CO(g)+2H2(g)═CH3OH(l)△H=-125.3KJ?mol-1,
故答案为:CO(g)+2H2(g)═CH3OH(l)△H=-125.3KJ?mol-1;
(3)①该反应为放热反应,温度过高,平衡逆向移动,CH3OH产率降低;
故答案为:该反应为放热反应,温度过高,平衡逆向移动,CH3OH产率降低;
②由图可知,100℃、P1达到平衡时CO的转化率为0.5,则转化的n(CO)=1mol×0.5=0.5mol,平衡时c(CO)=
1mol×(1?0.5) |
2L |
2mol?1mol |
2L |
0.5mol |
2L |
c(CH3OH) |
c(CO).c2(H2) |
0.25 |
0.25×0.52 |
故答案为:4;增大;
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%。