如今煤化工產業線(xiàn)遍布全世界各地,煤化工產(chǎn)業鏈的(de)產品和我們生活息息相關(guān)。
煤化(huà)工是以煤為原(yuán)料,通過各種工藝對(duì)煤進行深、淺加工獲得不同的煤化工製品(pǐn)。
據統計,和煤化工相關的產品有數千種,知名企業神華包頭煤化工煤製烯烴產(chǎn)線是把煤變成甲醇,再把甲醇轉化成烯烴,煤製甲醇是一個中間環節產品;另有陝西榆林煤(méi)製(zhì)甲醇項目(mù),煤製甲醇時最終產品。
在煤製甲醇產線中需要用到各種設備,如泵,閥門,壓縮機等等,本(běn)文具體討論蝶閥在煤製甲(jiǎ)醇工藝的應用。
煤製甲醇生產(chǎn)工藝
甲醇是一種重要的有機化工原料,而煤是甲醇一個重要原料,甲醇下遊產品有甲醛、醋酸、甲胺、對苯二甲酸二甲脂、甲基叔丁(dīng)基醚等(děng)一係列(liè)有機化(huà)工產品,在石油資源日益緊張(zhāng)大環境下,甲(jiǎ)醇還可作為石(shí)化原料來源,當(dāng)前甲(jiǎ)醇生產工藝路線主要有如下四(sì)種:
- 木材或者木質素(sù)幹餾法
此工藝方法是傳統工(gōng)藝方法,需要消耗大量的木材,這和當前我們提倡退耕還林,保護環境(jìng)趨勢不符,而且生產效率極(jí)其低下,因此此工藝很少應用。 - 氯甲烷水解法
氯甲烷水解生(shēng)產效(xiào)率較高,產品純度也高,但是生產(chǎn)成本昂(áng)貴,應(yīng)用場合有限。 - 甲烷部分氧(yǎng)化法
當前此方法生產(chǎn)技術(shù)難度不大,但產品純度不高,因此(cǐ)應用較(jiào)少。 - 合成氣(qì)化學法
合成氣來源(yuán)於煤,焦(jiāo)爐煤氣,天然氣,生(shēng)產(chǎn)效率高,甲醇純度高,成本不高,是當前主(zhǔ)流生產甲醇工藝方法(fǎ)。
本文(wén)討論合成氣化學法,合成(chéng)氣(qì)化學法製甲醇(chún)是德國巴(bā)斯夫發明的工藝方法(fǎ)。合成(chéng)氣化學法生產甲醇的工藝流程如(rú)下:
▲甲醇生產流(liú)程圖
原料氣製備
甲醇合成的原料氣主要成分(fèn)是C0, C02, H2以及少量的CH4和N2,來源(yuán)於煤炭,焦炭等,主要步驟如(rú)下:
- 煤與空氣(qì)中的氧氣(qì)在煤氣化爐內製(zhì)得高CO含量的粗煤氣;
- 經高溫變換將CO變換為(wéi)H2來實現甲(jiǎ)醇合成時所需的氫(qīng)碳比。
在合成甲醇氣體工藝中,影響(xiǎng)合成氣製甲(jiǎ)醇有兩大因素。
第一大因素是催(cuī)化劑因素:工業應用中常用催化劑有銅基催化劑,此外還有未工業化的(de)鈀係催化劑,低(dī)溫液相催化(huà)劑(jì)。
第二大(dà)因素是(shì)空速(sù):空(kōng)速直接關係到催化劑的生產能力和單位時間(jiān)的放熱量,適宜的空速與催化劑的活性、反應溫(wēn)度以及原料氣體組(zǔ)成有關。
淨化 工業淨化甲醇從兩個(gè)方麵淨化
1)脫除對(duì)甲醇合成不利的雜質
例(lì)如硫化物類雜質,工業生產甲醇要求進入反應塔(tǎ)的硫含量需小於0.2PPm,脫硫方法有幹(gàn)法和濕(shī)法。
2)調節原料氣的組成
氫氣和氮氣需要調配成合成(chéng)甲醇所需的比例,調節方法有兩種:第一種方(fāng)法是把原料氣體(tǐ)中含量過高的一氧化碳(tàn)通過蒸汽部(bù)分轉換方法獲(huò)得更(gèng)多的氫氣。第二種方法是把原料氣體中含量過(guò)高二(èr)氧化碳通過溶(róng)液吸收方法脫碳。
壓縮
通過壓縮機將淨化後的合(hé)成氣壓縮成合成甲醇所需的壓力,高壓法需要25-30MPa的壓力,中壓法需要(yào)10-15MPa的壓力,低壓法需(xū)要(yào)5MPa的壓力。
合成
通過催化劑在不同壓力溫度下合成甲醇,因為在合成甲醇中不可避免產生一些(xiē)副反應,所(suǒ)以合成(chéng)的(de)產品是甲醇,水(shuǐ)以及其他的(de)有(yǒu)機雜質混合物,即本環節生產的甲醇屬於粗甲醇。
精餾
在上一環節的合成的粗甲醇裏麵包含的水和其他(tā)的有機雜(zá)質需要除去,我們可通過精餾法除去雜(zá)質(zhì),值得(dé)注意的是經過精餾後的甲醇仍然會含有少量的水和其他有機物雜質。
當前工業上精餾甲醇(chún)采用兩塔(tǎ)流程和三塔流程,兩塔流程已經可以精餾出純度很高的甲醇,但是(shì)能耗大,三塔流程將以往的主精餾塔分為加壓精餾塔和常壓精餾塔(tǎ),將加壓精餾塔塔頂出來的甲醇蒸汽作為常壓精餾塔的熱源,降低了蒸汽(qì)消耗,通常(cháng)情況下可降低能耗30%。