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小狸露宝1234
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狐狸猫fiesta

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煤化工是指以煤为原料,经化学加工使煤转化为气体、液体和固体燃料以及化学品的过程。下面是我整理了煤化工生产技术论文,有兴趣的亲可以来阅读一下!

煤化工及甲醇生产技术探索

摘要:甲醇是一种有机化工原料,它的用途非常广泛,普遍运用于燃烧材料、合成金属、工程涂料、医学消毒、日常生火等多个方面,在甲醇的制造方面,一般都遵循着煤气化碳――变换气体物质――精细蒸馏三大工序,在化工厂生产活动中一般将生产甲醇的工序称为“工段”。难点在于如何去调控操作所需的参数,本文通过对煤化工作的特性解析来引申出甲醇生产的要点,同时对生产技术进行一个流程上的模拟,更全面地去了解甲醇生产中需要多加注意的关键。

关键词:煤化工;甲醇;温度;化学反应;化学式

中图分类号:Q946文献标识码: A

1煤气化原理

在甲醇生产的流程中,煤气化是第一步,它是一种化学反应,将气化剂和煤炭资源中的可燃物质放置在一个高位环境下,然后使其发生中和反应,产生一氧化碳、氢气等可燃气体。在煤气化工段里使用的气化剂包括水蒸气、氧气等,在加入这些气化剂后,煤炭就会发生一系列化学反应,从而生成所需的气体。煤炭在加入气化剂后,经历了干燥、热裂解等热力反应,该反应中生成的气体包括一氧化碳、二氧化碳、氢气、甲烷等,这些化学反应的速度取决于煤气化工段中的温度、热压、气化炉质量以及煤炭的种类,以下是煤气化过程中会出现的化学式:

吸收热量:C - H2O → C O + H2C + C O2→ 2C O

发散热量:C + O2→ C O2C +12O2→ C O

变换反应:C O + H2O → C O2+ H2

从大体上来说,煤气化反应是化学中的强吸热效应,如果以动力和热力的角度来解析这类中和现象,重点在于对温度的把握,温度过高会造成气体流失,温度过低则无法产生完整的化学反应,导致生成的气体数量少、质量差。同时在增压方面应该适当地增加对煤炭的压力值,这样可以使化学反应的速度提高,对甲醇的生产效率起积极作用。

2变换工段

甲醇产品在合成时,一般调整碳元素与氢元素的比例的方法是通过一氧化碳的变换反应来实现的,在甲醇生产的流程中,碳元素与氢元素的分离都在催化剂的影响下进行,在此需要注意的是,碳氧分离工序对水蒸气的需求量相当大,水蒸气的生产成本在这道工段中会激增不少,所以,如何最大限度地利用水蒸气,节约生产成本,这将直接考验生产部门的气体生产技术和操作人员的工作效率。在变换工段中,煤气化之后的煤气物质含有大量的一氧化碳和水蒸气,在催化剂的效果影响到位之后,就可以生成氢与二氧化碳,在此时还会有小部分的一氧化硫转化为氰化硫,此时化学式表现如下:

C O + H2O → C O2+ H2

这是一个主要反应式,但是在主反应进行的同时,还有一部分副反应也会产生,生成甲醇的副产品,这些化学反应包括:

2C O + 2H2→ C O2+ C H

2C O → C + C O2

C O + 3H2→ C H4+ H2O

C O + H2→ C + H2O

C O2+ 4H2→ C H4+ 2H2O

C O2+ 2H2→ C + 2H2O

化学反应在化工产业中要求平衡,在主要变换的化学反应中是一种发散热量反应的类型,这里的化学反应会使煤气化后的温度降低,温度适当降低有利于化学反应的平衡作用,但是如果温度太低,就会导致化学反应时间过长,效率越低,当煤气化工段的生成气体慢慢消耗殆尽时,就会浪费前一道工段的时间和成本,造成浪费。同时,温度还与催化剂的适应性挂钩,如果温度没有调整到位,催化剂的效力就无法发挥到最大值,这就会造成碳氧分离程度不足,必须加大催化剂的剂量,这也会增加生产成本。

3甲醇生产中的注意事项

1.)气化压力的大小在其他的生产条件没有变化的情况下,如果改变气化压力,就会产生非常细微但是关键的变化。通常气压定格在2M Pa以上的范围时,在煤气化工段里基本上不会产生影响,但是如果气压低于2M Pa就会使气化炉的气化效果变低。所以,在煤气化工段中,一定要保证气化压力控制在2M Pa以上,而且可以视实际情况适当提高,这样可以增加气体数量,提高生产效率。

2.)氧气与煤量的比例氧煤比例的提高,指的是在煤炭中氧气流量的增多,直观反映为在煤炭高温加热时,煤炭的燃烧反应量明显提升。同时因为氧气流量的增加,使气化炉的温度也得以升高,煤炭的气化反应会更加强烈,一氧化碳和氢气的数量会增加不少,但是生成的气化产物中,二氧化碳和水分的含量占了很大比例,而一氧化碳和氢气的含量会变少,所以,如果不仔细控制氧煤比例,就会使气化炉中的气化反应过强而导致生产甲醇所需的气体成分变少。

4 甲醇生产工艺模拟

传统的烧煤方式已经不能满足人们对甲醇的需求量,而且单纯的燃烧煤炭既是对资源的浪费,也会造成环境污染。所以,当务之急是要尽快找到新的甲醇提取方法和更快捷有效的甲醇生产技术,在这方面,煤气化生产流程已经被初步运用于各大化工厂中,作为目前提取甲醇的有效方式,煤气化工段还需要更多的模拟和分析来增强其效率,简化其工序。

在模拟中我们假设煤浆和高压后的氧气依照固定比例放置在气化炉中,然后在高温作用下因气温及气压生成各种气体,其中包括一氧化碳、氢气、二氧化碳等,其中高压后的氧气进入气化炉可以通过设置烧嘴的中心管道和外环管道,而煤浆可以通过烧嘴的中环管道进入气化炉。在模拟环境下,我们还设置了激冷室,位于气化炉下段,激冷室主要是处理煤炭中的灰份。在煤气化工段进行到末尾后,会残留一些灰份物质,这些物质会在气化炉的高温中熔融,熔渣和热量汇聚,合成了气体,然后结合离开气化炉的燃烧室部分,经由反应室,进入气化炉下段的激冷室。这些气体在激冷室中将被极寒温度降低到200摄氏度左右,熔渣会立即固体化,然后生成大量的水蒸气,经水蒸气饱和后带走了灰份,从激冷室的排出口派排

出。

需要进行变换的水煤气在预热器中加入一部分进行换气和换热步骤,然后进入模拟的变换炉,这部分水煤气在经过煤气化工段后,自身携带了不少的水蒸气,变换炉中的催化剂进行催化作用进行变换反应,在第一部分结束后,另一部分的水煤气也进入变换炉,变换炉这时就会需要新的高温气体,模拟的变换工段里加入了预热装置,提前储存并加热生成高温气体,然后连入变换炉中与另一部分的水煤气进行变换反应,然后进入气液分离器进行分离,分离成功后的气体将进入低压蒸汽室内降温,再次进入气液分离器进行分离,再喷入冷水来清洗掉气体中的三氢化氮,最后气体进入净化系统,生产气态甲醇。

精馏工段的流程为四塔工作方式,首先甲醇气态材料在预热器中进行高温加热,再传输进预塔中部,在这里去除粗甲醇里的残留溶解气体与二甲醚等,这些属于低沸点物质。在加热后,气体进入冷却器进行气体降温,形成甲醇蒸气后进入预塔的回流管道。甲醇蒸气在经过回流后进入换热器,加热后进入加压塔,甲醇在加压塔中进行冷凝化处理,其中小部分送回加压塔顶部作为回流液。剩余的甲醇气体进入精度甲醇管道,最后由加压塔提供压力与热量,将冷凝的高精度甲醇视需求定制成液态或固态储存,然后将杂质或者甲醇残留物通过排污口排入废水处理器进行净化提取处理。

参考文献:

[1] 韩雅楠. 煤制甲醇的研究进展与发展前景分析 [J]. 中国科技投资. 2013(17) :229.

[2]刘喜宏.浅谈煤制甲醇的前景与工艺流程[J]. 中国石油和化工标准与质量 . 2013(10) :22.

[3] 陈倩,李士雨,李金来. 甲醇合成及精馏单元的能效优化[J]. 化学工程. 2012(10) :1-5.

[4] 金建德. 煤制甲醇工业装置工艺改造措施[J]. 天然气化工2011 36(3):67-69.

[5] 李雅静,张述伟,管凤宝等. 煤制甲醇过程低温甲醇洗流程的模拟与改造 [J]. 化工设计通讯. 2013(2) :15-18.

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天天考古

甲醇被大众所熟知,是因为其毒性。工业酒精中大约含有4%的甲醇,被不法分子当作食用酒精制作假酒,而被人饮用后,就会产生甲醇中毒。甲醇的致命剂量大约是70毫升,酒中人饮用的最高限量为。 甲醇有较强的毒性,对人体的神经系统和血液系统影响最大,它经消化道、呼吸道或皮肤摄入都会产生毒性反应,甲醇蒸气能损害人的呼吸道粘膜和视力。急性中毒症状有:头疼、恶心、胃痛、疲倦、视力模糊以至失明,继而呼吸困难,最终导致呼吸中枢麻痹而死亡。慢性中毒反应为:眩晕、昏睡、头痛、耳鸣、视力减退、消化障碍。甲醇摄入量超过4克就会出现中毒反应,误服一小杯超过10克就能造成双目失明,饮入量大造成死亡。致死量为30毫升以上,甲醇在体内不易排出, 会发生蓄积,在体内氧化生成甲醛和甲酸也都有毒性。在甲醇生产工厂,我国有关部门规定,空气中允许甲醇浓度为50mg/m3,在有甲醇气的现场工作须戴防毒面具,废水要处理后才能排放,允许含量小于200mg/L。 甲醇的中毒机理是,甲醇经人体代谢产生甲醛和甲酸(俗称蚁酸),然后对人体产生伤害。常见的症状是,先是产生喝醉的感觉,数小时后头痛,恶心,呕吐,以及视线模糊。严重者会失明,乃至丧命。失明的原因是,甲醇的代谢产物甲酸会累积在眼睛部位,破坏视觉神经细胞。脑神经也会受到破坏,产生永久性损害。甲酸进入血液后,会使组织酸性越来越强,损害肾脏导致肾衰竭。 职业禁忌症:视网膜及视神经病; 职业疾病:职业性急性甲醇中毒 健康检查周期:2年 解毒方法甲醇中毒,通常可以用乙醇解毒法。其原理是,甲醇本身无毒,而代谢产物有毒,因此可以通过抑制代谢的方法来解毒。甲醇和乙醇在人体的代谢都是同一种酶,而这种酶和乙醇更具亲和力。因此,甲醇中毒者,可以通过饮用烈性酒(酒精度通常在60度以上)的方式来缓解甲醇代谢,进而使之排出体外。而甲醇已经代谢产生的甲酸,可以通过服用小苏打(碳酸氢钠)的方式来中和。 急性甲醇中毒患者应及时送医院抢救。误饮甲醇者,早期可用苏打水洗胃,以排除甲醇在胃内的贮留。超过 3日者,可用发汗剂及泻药。遇到视力紊乱时,应反复进行腰椎穿刺,以预防视神经萎缩,并给以大量维生素 B族和血管扩张剂,或给以氧气吸入和少量多次输血。也可采用针刺和中药等治疗。 编辑本段泄漏应急处理 迅速撤离泄漏污染区人员至安全区,并进行隔离,严格限制出入。切断火源。建议应急处理人员戴自给正压式呼吸器,穿防静电工作服。不要直接接触泄漏物。尽可能切断泄漏源。防止流入下水道、排洪沟等限制性空间。小量泄漏:用砂土或其它不燃材料吸附或吸收。也可以用大量水冲洗,洗水稀释后放入废水系统。大量泄漏:构筑围堤或挖坑收容。用泡沫覆盖,降低蒸气灾害。用防爆泵转移至槽车或专用收集器内,回收或运至废物处理场所处置。

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春天的玉米粒

甲醇的毒性对人体的神经系统和血液系统影响最大,它经消化道、呼吸道或皮肤摄入都会产生毒性反应,甲醇蒸气能损害人的呼吸道粘膜和视力。

在甲醇生产工厂,中国有关部门规定,空气甲醇的浓度限制为PC-stel=50mg/m3,PC-TWA=25mg/m3,在有甲醇气的现场工作须戴防毒面具、工厂废水要处理后才能排放,允许含量小于200mg/L的甲醇。

甲醇的中毒机理是,甲醇经人体代谢产生甲醛和甲酸(俗称蚁酸),然后对人体产生伤害。常见的症状是,先是产生喝醉的感觉,数小时后头痛,恶心,呕吐,以及视线模糊。

严重者会失明,乃至丧命。失明的原因:甲醇的代谢产物甲酸累积在眼睛部位,破坏视觉神经细胞。脑神经也会受到破坏,而产生永久性损害。甲酸进入血液后,会使组织酸性越来越强,损害肾脏导致肾衰竭。

扩展资料:

甲醇技术发展很快, 主要趋向为:

1、生产的原料转向天然气、烃类加工尾气。从甲醇生产的实际情况核算, 采用天然气为原料比用固体为原料的投资可降低50%; 采用乙炔尾气则经济效果更为显著。

国际上, 生产甲醇的原料以天然气为主约占90% , 以煤为原料只占2%。国内以煤为原料生产甲醇的比例在逐步上升, 这与中国的能源结构有关。

2、生产规模大型化, 单系列最大规模达225 万吨ö年, 即单系列日产7500 公斤。规模扩大后, 可降低单位产品的投资和成本。

3、充分回收系统的热量。产生经济压力的蒸汽,以驱动压缩机及锅炉给水泵、循环水泵的透平, 实现热能的综合利用。

4、采用新型副产中压蒸汽的甲醇合成塔, 降低能耗。

5、采用节能技术, 如氢回收技术、预转化、工艺冷凝液饱和技术、燃烧空气预热技术等, 降低甲醇消耗。

参考资料来源:百度百科-甲醇生产工艺

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闪闪的钻石糖

甲醇生产项目的危险性分析:1 火灾、爆炸 甲醇是易挥发性液体,属于甲类火灾危险性物质,贮存不好或发生泄漏都可能发生燃烧、爆炸。原料液体甲醇经蒸发器加热蒸发后变成甲醇蒸气,蒸发系统不得泄漏,否则在压力作用下甲醇气体以高速喷出,产生静电或遇明火,极易发生火灾爆炸。气态甲醇与空气混合能形成爆炸性混合气体,一旦遇有明火、高温或静电火花就有爆炸、燃烧的危险。 1m3 气态甲醇完全燃烧,发热量高达数万千焦,爆炸所产生的冲击波超压与同能量的TNT 爆炸产生的超压相似。由于它燃烧热值大,爆炸速度快,瞬间就会完成化学性变化,破坏性特别强。 甲醇气与空气混合进入氧化器进行催化氧化反应和脱氢反应,反应温度在6 20℃~650℃,反应的总热效应属于强放热反应,氧化器径向和轴向都存在温差。催化剂的载体往往是导热欠佳的物质,如果催化剂的导热性能良好,且气体流速又较快,则径向温差较小。一般沿轴向温度分布都有一个最高温度,称为热点,热点温度过高,使反应选择性降低,催化剂作用变慢,甚至使反应失去稳定性或产生飞温。生产甲醛的氧化器属于固定床反应器,床层温度分布受到传热速率的限制,可能产生较大温差,甚至引起飞温,导致火灾爆炸事故。 反应过程应中应控制好氧醇比(即氧气和甲醇的摩尔比)和水蒸气配比,防止超温。随着温度升高,反应速度加快,转化率增加,放出的热量也随之增加,如不及时移走反应热,就会导致温度难以控制,产生飞温现象。 甲醛生产中有90%以上的甲醇参加氧化反应和脱氢反应,其余部分发生燃烧反应及甲醛的深度氧化等副反应,生成CO、CO2、H20、CH4 和H2 等,都是放热反应,增加了反应过程的总热量,有可能产生飞温,当温度达到甲醇或甲醛的自燃点时,就可能发生燃烧爆炸。 甲醇、甲醛的蒸气都能与空气形成爆炸性混合物,但温度对爆炸极限影响较大,不同温度的爆炸极限可根据25℃的爆炸极限进行修正。修正后的甲醇和甲醛的爆炸极限如附表1-4 所示。 附表1-4 经温度修正的爆炸极限 物料 温度℃ 爆炸下限(%) 爆炸上限(%) 甲醇 25 600 700 甲醛 25 73 600 700 正常情况下,控制甲醇与空气的体积比为~,对照表2,虽然反应不在爆炸范围之内,但如果操作不慎,如氧醇比过低,就有可能使反应处于爆炸极限范围之内。 过热器到氧化器的入口,存在甲醇和空气两种成分,系爆炸性混合物;氧化器出口存在甲醇、甲醛、H2,CO,CH4 和02 等6 种成分,也系爆炸性混合物。因此,无论在氧化器的进口或出口,只要遇火源,就会立即发生燃烧、爆炸事故。 吸收操作是在吸收塔中将反应气中的绝大部分甲醛用水吸收下来,未被吸收的尾气送至尾气锅炉进行燃烧处理。在该操作过程中所涉及的气体系爆炸性混合物,如果设备发生泄漏,可能引起燃烧、爆炸事故。 在装卸甲醇、甲醛以及清罐等作业过程中,若违章操作或由于设备、管道腐蚀、制造缺陷、法兰未紧固等原因造成储罐、管道渗漏,甲醇或甲醛暴露在空气中,形成爆炸性混合物,达到爆炸极限时,遇火源易发生爆炸燃烧事故。 (1)将甲醇或甲醛装入储罐中 A 储罐漫溢 装卸时对液位检测不及时易造成甲醇或甲醛跑冒,甲醇或甲醛溢出罐外后,周围空气中甲醇或甲醛的浓度迅速上升,达到或超过爆炸极限,遇到火星即发生爆炸燃烧;在甲醇漫溢时,使用金属容器刮舀,开启电灯照明观察,均会无意中产生火花,而引起爆燃。 B 甲醇滴漏 由于装卸时,胶管破裂、密封垫破损、接头紧固栓松动等原因,使甲醇滴漏至地面,遇火花立即发生燃烧。 C 静电起火 由于输送管道无静电连接、采用喷溅式装卸、罐车无静电接地等原因,造成静电积聚放电,点燃可燃蒸气。 D 装卸过程中遇明火 在非密闭装卸中,大量可燃蒸气从装卸口逸出,当周围出现烟火、火花时,就会产生爆炸燃烧。 (2)储罐、管道或法兰渗漏,没有及时发现,导致甲醇或甲醛暴露在空气中,甲醇或甲醛蒸气遇明火燃烧爆炸。 安全防火间距不足 生产区域内或生产区域外建(构)筑物为有可能出现明火的场所,若建构筑物与生产区域内危险设施的间距不足,易造成火源与合适浓度的可燃性气体相遇,引发事故。另一方面,当一个设施设备出现火灾,若防火间距不足时,易诱发另一 个设施设备火灾;或当生产区域内发生火灾事故,若防火间距不足时,易诱发生产区域外建构筑物火灾,造成更大的损失。 该车间生产过程与储存过程中存在甲醇、甲醛、氢气等易燃易爆物质,该生产区域和储罐区域属于爆炸和火灾危险环境,在此区域内的电气设备如果不能满足防火防爆要求,可能会引起火灾爆炸事故。 电气线路老化、绝缘破损、短路、私拉乱接、超负荷用电、过载、接线不规范、发热、电器使用管理不当等易引起火灾。 雷击引起火灾。由于没有采取可靠的防雷措施,导致雷击直接击中储罐或装卸设施,或者在储罐或装卸设施上产生感应电荷积聚放电,都会导致甲醇、甲醛燃烧或甲醇、甲醛与空气混合气爆炸。 生产区域内建(构)筑物耐火等级达不到要求,一旦明火管理不当,用火失控,就容易导致火灾。2 容器爆炸在生产装置中存在压力容器,这些压力容器如果本身设计、安装存在缺陷;安全附件或安全防护装置存在缺陷或不齐全;在使用过程中如发生侵蚀、腐蚀、疲劳、蠕变等现象;未按规定由有资质的质检单位检验或办理安全准用证;人员误操作等原因,均有可能发生容器爆炸事故。3 中毒 甲醇对中枢神经系统有麻醉作用;对视神经和视网膜有特殊选择作用,引起病变;可致代谢性酸中毒。对粘膜、上呼吸道、眼睛和皮肤有强烈刺激性。接触其蒸气,引起结膜炎、角膜炎、鼻炎、支气管炎;重者发生喉痉挛、声门水肿和肺炎等。肺水肿较少见。对皮肤有原发性刺激和致敏作用,可致皮炎;浓溶液可引起皮肤凝固性坏死。口服灼伤口腔和消化道,可发生胃肠道穿孔,休克,肾和肝脏损害。因此在操作过程中,如防护措施不到位或无防护,有可能对人体造成甲醇中毒事故。 短时大量吸入甲醛会出现轻度眼上呼吸道刺激症状(口服有胃肠道刺激症状);经一段时间潜伏期后出现头痛、头晕、乏力、眩晕、酒醉感、意识朦胧、谵妄,甚至昏迷。视神经及视网膜病变,可有视物模糊、复视等,重者失明。代谢性酸中毒时出现二氧化碳结合力下降、呼吸加速等。因此在操作过程中,如防护措施不到位或无 防护,有可能对人体造成甲醛中毒事故。4 高处坠落该车间生产厂房为三层厂房,在二层以上的楼层作业,若防护栏杆设置不规范、防护栏杆腐蚀损坏等原因,在储罐上进行检修工作,防护措施不到位等原因,均有可能造成高处坠落事故。5 机械伤害各种泵的运转部位,如果没有设置防护罩等防护措施,人体触及运转部位,可能造成机械伤害事故。6 触电各带电设备若因防护措施不到位(如触电保护、漏电保护、短路保护、过载保护、绝缘、电气隔离、屏护、电气安全距离等方面不可靠),均有可能造成人员触电。7 灼烫蒸汽管道或法兰连接处出现破损,使中压蒸汽喷出,可能喷至人体,造成人员高温灼烫事故。8 车辆伤害车间内行走的车辆,若车间内设施防护不当,易造成车辆冲撞装置内设施,另一方面也易对人员造成碰撞伤害。9 噪声项目中存在的罗茨风机、泵等,这些设备会产生噪声,噪声是一种物理危害因素,长期在高噪声的环境下工作,接触者的听力将受到损害,引起噪声耳聋,并妨碍 操作人员正常的感觉能力,使人烦躁不安,还会影响通讯,甚至成为诱发事故的原因。10 毒物长期接触低浓度甲醛可有轻度眼、鼻、咽喉刺激症状,皮肤干燥、皲裂、甲软化等。慢性影响:长期吸入低浓度甲醇,可能会导致神经衰弱综合征,植物神经功能失调,粘膜刺激,视力减退等,皮肤出现脱脂、皮炎等。

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