煤气化制甲醇工艺流程简述

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1、1.1100 美元的高油价催生中国甲醇经济作为一种传统的化工原料，甲醇在我国化工行业中一直扮演着重要的角色。随着油价的强势 上涨和甲醇应用领域的不断拓展，甲醇及其衍生品作为替代能源的应用也越来越得到人们的 重视。在利润的驱使和市场需求的推动下，近两年建设和规划了大量甲醇项目。这些项目的 甲醇大多将作为中间品，用来生产聚烯烃等传统石化产品和二甲醚(DME)等新型燃料。高油 价的市场环境，为我国甲醇经济的发展提供了黄金机遇。由于目前80%以上的甲醇来源于煤炭转化，充足的煤炭供应是甲醇经济长久发展的保障。 据国有资产管理委员会发布的中国煤炭地质总局数据，我国累计探明可供建井的煤炭精查储 量 2000

2、 多亿吨，占全国已探明精查储量的90以上，按我国近几年平均20 亿吨/年左右的 开采量计算，仅目前探明的储量就可以至少开采一百年。甲醇作为化工原料，其下游化学衍生品非常丰富，也是煤基甲醇化工可作为石油化工重 要补充的原因。传统工艺上甲醇可以用来生产甲醛、合成橡胶、甲胺、对苯二甲酸二甲脂、 甲基丙烯酸甲脂、氯甲烷、醋酸、甲基叔丁基醚等一系列有机化工产品。除了传统应用，我国自主知识产权的甲醇化工应用技术近期还取得了两方面新的突破。 一方面是中科院福建物质结构研究所和上海金煤化工合作研发的煤基甲醇制乙二醇技术处 于世界领先地位，并成功应用于内蒙古通辽经济开发区已开工的20 万吨/年乙二醇项目。另 一

3、方面是甲醇制烯烃和甲醇制丙烯技术，中科院大化所的DMTO技术已中标神华集团的百 万吨级甲醇制烯烃项目，而清华大学和淮化集团等开发的万吨级甲醇制丙烯中试装置也于 10 月份在安徽淮南开工。化工应用只是甲醇经济的一小部分，而甲醇作为替代燃料近年的发展尤为迅猛，源于甲 醇的替代燃料主要包括甲醇掺混汽油、二甲醚、甲醇制汽油和燃料电池。甲醇掺混汽油是指在汽油中掺入5、15，、25和85的甲醇。07年8月份，奇瑞 甲醇燃料汽车的技术改造基本完成，由奇瑞研制的10辆M8 5高比例甲醇燃料样车已在山 西进入试用阶段。而早在2005年 10月至 2006年 6月，山西省已在阳泉、临汾、晋城进行 M15低比例甲醇

4、汽油的试点封闭运作。甲醇制二甲醚是目前国内最热门的替代燃料方案。笔者从2007中国二甲醚生产应用与技 术交流会组委会了解到，至 2007 年底，全国二甲醚总产能将突破 100 万吨，目前规划和 建设中的总产能达到千万吨以上。二甲醚既可以作民用燃料，也可以作车用燃料。随着8月份建设部二甲醚民用燃料标准 的出台，二甲醚替代城市煤气和液化气已经没有任何障碍。二甲醚车用燃料也已取得突破性 进展。 07 年三季度，由上海交通大学、上海柴油机股份有限公司、上海汽车工业(集团) 总公司等单位组成团队研制成功的二甲醚公交车投入上海147 路公交车车队试验运行与示 范，同时建成了国内第一个车用二甲醚加注站。车用

5、二甲醚燃料的国家标准正在制定中，有 望在 2008 年正式出台。随着二甲醚产业的迅速发展，二甲醚生产、贸易、技术企业和投资者需要交流和沟通的 平台。由化工在线主办，并有张家港保税区、扬子江国际化学工业园和全国醇醚燃料委员会 等单位协办和支持的我国首届二甲醚行业盛会-2007中国二甲醚生产应用与技术交流会，将 于2007年12月中旬在江苏张家港召开。张家港是新奥和久泰两个百万吨级二甲醚项目的所 在地，也是我国最大的二甲醚产业基地之一。通过甲醇生产二甲醚的工艺技术和产品的国家 标准都已经有了充分的发展，引起了生产企业和液化石油气LPG)分销商强烈关注。相信不 久的将来，二甲醚就可以走进千家万户的厨

6、房和汽车油箱。此外，甲醇制汽油(MTG)也是甲醇燃料应用的重要领域。除了埃克森美孚公司的MTG 技术，中科院山西煤炭化学研究所与化学工业第二设计院共同开发的一步法甲醇转化制汽油 技术，已在其能源化工中试基地完成中试。与埃克森美孚公司的二步法技术相比，国产技术 具有工艺流程短，汽油选择性高，催化剂稳定性和单程寿命长等优势。从技术和经济上来看，甲醇经济完全可以作为石油经济的一个重要补充。当前，国际油 价几乎接近100 美元/桶，而在 2007 年前三季度，我国的石油进口已经达到1.5 亿吨，今年 全年石油进口将近2 亿吨。在此情况下，大力发展以煤为基础的甲醇产业，拓展甲醇下游产 品替代石油的应用领

7、域，更加具有战略意义。工艺流程简述1）气化a）煤浆制备由煤运系统送来的原料煤 *t/h （干基）（ 25mm ）或焦送至煤贮斗，经 称重给料机控制输送量送入棒磨机，加入一定量的水，物料在棒磨机中进行 湿法磨煤。为了控制煤浆粘度及保持煤浆的稳定性加入添加剂，为了调整煤 浆的 PH 值，加入碱液。出棒磨机的煤浆浓度约 65%，排入磨煤机出口槽，经出口槽泵加压后送 至气化工段 煤浆槽。煤浆制备首先要将煤焦磨细，再制备成约 65%的煤浆。磨煤采用湿法， 可防止粉尘飞扬，环境好。用于煤浆气化的磨机现在有两种， 棒磨机与球磨机 ；棒磨机与球磨机相 比，棒磨机磨出的煤浆粒度均匀，筛下物少。煤浆制备能力需和

8、气化炉 相匹配，本项目拟选用三台棒磨机，单台磨机 处理干煤量4353t/h，可满足60万t/a甲醇的需要。为了降低煤浆粘度，使煤浆具有良好的流动性，需加入添加剂，初步选 择木质磺酸类添加剂。煤浆气化需调整浆的PH值在68,可用稀氨水或碱液，稀氨水易挥发 出氨，氨气对人体有害，污染空气，故本项目拟采用碱液调整煤浆的 PH 值 碱液初步采用 42的浓度。为了节约水源，净化排出的含少量甲醇的废水及甲醇精馏废水均可作为 磨浆水。b）气化在本工段，煤浆与氧进行部分氧化反应制得粗合成气。煤浆由煤浆槽经煤浆加压泵加压后连同空分送来的高压氧通过烧咀 进入气化炉，在气化炉中煤浆与氧发生如下主要反应：CmHnSr

9、+m/2 OmCO+（n/2-r）H2+rH2SCO+H2OH2+CO2反应在6.5MPa (G)、13501400C下进行。气化反应在气化炉反应段瞬间完成，生成CO、 H2、 CO2、 H2O 和少量CH4、 H2S 等气体。离开气化炉反应段的热气体和熔渣进入 激冷室 水浴，被水淬冷后温度降 低并被水蒸汽饱和后出气化炉；气体经 文丘里洗涤器 、碳洗塔 洗涤除尘冷却 后送至变换工段。气化炉反应中生成的熔渣进入激冷室水浴后被分离出来，排入 锁斗，定 时排入渣池，由扒渣机捞出后装车外运。气化炉及碳洗塔等排出的洗涤水(称为黑水)送往灰水处理。c) 灰水处理 本工段将气化来的黑水进行渣水分离，处理后的

10、水循环使用 。 从气化炉和碳洗塔排出的高温黑水分别进入各自的 高压闪蒸器 ，经高压 闪蒸浓缩后的黑水混合，经低压、两级真空闪蒸被浓缩后进入 澄清槽 ，水中 加入絮凝剂使其加速沉淀。 澄清槽 底部的细渣浆经泵抽出送往过滤机给料 槽，经由过滤机给料泵加压后送至真空过滤机脱水，渣饼由汽车拉出厂外。闪蒸出的高压气体经过 灰水加热器回收热量之后，通过 气液分离器分离 掉冷凝液，然后进入变换工段 汽提塔 。闪蒸出的低压气体直接送至 洗涤塔给料槽 ，澄清槽上部清水溢流至灰水 槽，由灰水泵 分别送至洗涤塔 给料槽、气化锁斗、磨煤水槽 ，少量灰水作为 废水排往废水处理。洗涤塔给料槽的水经给料泵加压后与 高压闪蒸

11、器 排出的高温气体换热 后送碳洗塔循环使用。2) 变换在本工段将气体中的 CO 部分变换成 H2。本工段的化学反应为变换反应，以下列方程式表示CO+H2OH2+CO2由气化碳洗塔来的粗水煤气粗水煤气经气液分离器分离掉气体夹带的 水分后，进入 气体过滤器除去杂质，然后分成两股，一部分(约为 54%)进 入原料气预热器与变换气换热至305C左右进入变换炉，与自身携带的水蒸 汽在耐硫变换催化剂作用下进行变换反应，出变换炉的高温气体 经蒸汽过热 器与甲醇合成及变换副产的中压蒸汽换热、过热中压蒸汽，自身温度降低后 在原料气预热器与进变换的粗水煤气换热，温度约 335 C进入中压蒸汽发生 器，副产4.0M

12、Pa蒸汽，温度降至270C之后，进入低压蒸汽发生器温度降至 180C,然后进入脱盐水加热器、水冷却器最终冷却到40C进入低温甲醇洗 1# 吸收系统。另一部分未变换的粗水煤气，进入 低压蒸汽发生器 使温度降至 180C， 副产 0.7MPa 的低压蒸汽，然后进入脱盐水加热器回收热量，最后在水冷却 器用水冷却至40C,送入低温甲醇洗2#吸收系统。气液分离器分离出来的高温工艺冷凝液送气化工段碳洗塔。 气液分离器分离出来的低温冷凝液经汽提塔用高压闪蒸气和中压蒸汽 汽提出溶解在水中的 CO2、 H2S、 NH3 后送洗涤塔 给料罐回收利用；汽提产 生的酸性气体送往 火炬。3) 低温甲醇洗本工段采用低温甲

13、醇洗工艺脱除变换气中 CO2、全部硫化物、其它杂质 和 H2O。a) 吸收系统 本装置拟采用两套吸收系统，分别处理变换气和未变换气，经过甲醇吸 收净化后的变换气和未变换气混合，作为甲醇合成的新鲜气。由变换来的变换气进入 原料气一级冷却器、氨冷器、进入分离器 ，出分 离器的变换气与循环高压闪蒸气混合后，喷入少量甲醇，以防止变换气中水 蒸气冷却后结冰，然后进入原料气二级冷却器冷却至一20 C,进入变换气甲 醇吸收塔，依次脱除H2S+COS、CO2后在一49C出吸收塔，然后经 二级原 料气冷却器，一级原料气冷却器复热后去甲醇合成单元。净化气中CO2含量 约 3.4%， H2S+COS1.0MPat1.380.40.6mPa, S32CNm320.00.3mPa,S32Ct130