焦炉煤气制甲醇的研究现状论文

甲醇是多种有机产品的基本原料和重要的溶剂,广泛用于有机合成、染料、医药、涂料和国防等工业。

一、甲醇产量逐年上升，2019年前三季度达到3683万吨

近年来，我国甲醇产量逐年上升。目前，我国由焦炉气等原料制造甲醇的产能出现富余，开发甲醇替代石油燃料具有充足的产量和产能保障。2018年，我国甲醇产量4756万吨，同比增长。截至2019年三季度中国甲醇产量为3683万吨。

二、甲醇市场快速扩充，需求持续增长

从需求方面来看，过去10多年来，我国的甲醇行业经过了高速发展，一方面下游应用产品的自给程度不断提升，带来了原料需求的快速增长，同时MTP/O项目的不断兴建亦拓展了大量的甲醇市场需求，我国甲醇市场快速扩充，需求持续增长。2018年甲醇表现消费量为万吨，同比增长了。

三、甲醇进口大于出口，对外依存度有所下降

根据海关总署的统计数据，2018年1-12月，中国甲醇月均进口量达万吨，累计达万吨，同比减少。2019年1-10月份我国甲醇进口总量共计万吨。

根据海关总署的统计数据，2018年1-12月，中国甲醇出口量累计万吨，同比增加万吨。2019年1-10月份我国甲醇出口量为万吨。

从进口依存度来看，2014-2016年，进口依存度逐渐增加，2016年由于烯烃工厂的大量需求，进口依存度达到17%，随着国产甲醇产能投放，我国甲醇依存度不断降低，2018年进口依存度已下降至。

四、受宏观经济下行影响，甲醇未来表观需求将保持微副增长趋势

甲醇的诸多优势使得其成为后石油时代最具可行性的替代能源，由甲醇作为基础能源，其所具有的优势是其他能源无法比拟的。当化学回收自然界或者工业二氧化碳制备甲醇及其衍生物被广泛实施，通过“碳中和”与再生使用，甲醇经济的全部潜力将得以实现。2017-2018年甲醇行业表观消费量增速均在附近，前瞻预计由于受宏观下行的影响，2019-2025年我国甲醇行业表观消费量复合增速约为3%，预计到2025年我国甲醇表观消费量约为6724万吨。

——以上数据来源于前瞻产业研究院《中国甲醇行业市场调研与投资预测分析报告》。

甲醇是新的能源和基础化工原料，以焦炉气制甲醇体现了以煤为原料代替石油发展化工方向，可减轻化工生产对石油的依赖，投资省、能耗低，对经济的可持续发展，具有重要的现实及深远意义。 焦炉煤气制甲醇具有很强的市场竞争力和抗风险能力，只要焦炉能够生存，焦炭能够生存，焦炉煤气制甲醇就能生存。2007年我国生产焦炭亿吨。焦化企业在炼焦过程中每生产1吨焦炭，产生焦炉煤气400立方米。由于建设一套年产10万吨的甲醇装置仅需焦炉煤气2亿标准立方，因此在焦炭行业控制产量、调整产业结构和实施清洁生产的新形势下，焦炉煤气制甲醇具有广阔的生命力和发展前景。甲醇的主要下游需求领域是甲醛、羰基法醋酸、甲醇燃料、二甲醚等，其中甲醛、羰基法醋酸产业呈现稳定增长态势，这并不足以消化增长过快的甲醇产能。而不容忽视的是甲醇燃料、二甲醚对甲醇的需求。但甲醇燃料、二甲醚则受政策影响较大。分别来讲，首先，根据国务院的部署，现在国家标准化管理委员会正在组织制定高配比甲醇汽油产品国家标准，另外今年还要制定低配比的甲醇汽油产品国家标准，国内奇瑞、华晨等汽车厂家也在加紧研制使用高配比甲醇汽油的汽车。可以预计，在规范运作的前提下，国家对甲醇汽油的市场限制可能会放宽。其次，由于甲醇制二甲醚生产技术不复杂，产品的市场前景也很好，二甲醚近期可替代石油液化气，远期可替代柴油，这都是国内市场需求量大而又短缺的产品，国内已经建成20多套甲醇制二甲醚装置。甲醇制烯烃和甲醇制丙烯可替代石脑油生产乙烯、丙烯。对醇醚燃料、甲醇制烯烃、甲醇制丙烯产业的发展，国家已出台相关政策予以支持。现在国家发改委已核准了国内建设两套甲醇制烯烃项目。06年8月，由中科院大连化物所联合另外两家公司共同完成的甲醇制取低碳烯烃技术开发项目通过了技术鉴定，从而为神华集团建设60万吨/年甲醇制烯烃装置提供了可靠的工艺技术。而国内甲醇制丙烯的技术研发也进展顺利，由大唐公司引进鲁奇技术建设的国内第一套甲醇制丙烯项目，已快要建成。这些产业的发展都将有力地保证我国甲醇市场的刚性需求。

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：

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