管工技师专业论文题目:浮法玻璃生产工艺中燃料油管道系统的安装及质量保证引言近些年来,随着安装行业逐渐向专业化过渡的特点,我们单位在机电安装及大型非标制作安装的队伍中站稳了脚跟,以专业安装各种轧机和浮法玻璃生产线以及配套的机电管道,创下了自己的品牌,承接的安装任务遍布全国各地。作为一名专业的管工,我的工作特点当然是以各种的管道为主,陆续在不同的施工单位安装过像燃料油料管道,轧机中的液压润滑管道,厂区的循环水及热力管网等等。参加工作了这么多年,也曾遇到过不少的困难,但随着一次次的经验积累,自己的安装技术也在提高。总结一下过去,觉得还是掌握了一些技术上的难点及解决办法,在此以文字形式表达出来,供同行们参考,以求得共同的进步和提高。关键字:燃料油(重油)管道,伴热管道,质量控制浮法玻璃生产工艺中燃料油管道系统的安装及质量保证管道安装工作像其它各专业一样,根据特殊的用途以及输送的介质不同,也分好多种,在此只选择比较有自身特点的一类管道和同行们探讨。浮法玻璃生产中的燃料油(重油)管道,它除了具有其他管道的共同特点外,还有在安装时必须安装伴热管道的特殊性,因为重油在低温时黏稠比较大,不易流动等。现选出一个工程实例以实际的安装操作来讲述燃料油管道在安装时应注意的问题和如何在施工中保证工程质量。96年我参加了浙江杭州玻璃厂的安装工程,整个燃油系统分为卸油沟槽、重油贮罐及供油泵房三个部分,它们由多条供、回油及蒸汽管路相互连通,系统的工艺流程为:运输重油的油罐车到达后,接通蒸汽将其加热,降低其黏稠度,使车上的油自流到地下的贮油罐内,地下贮油罐内的加热管使其一直保持着油温,在油罐最低处的两台大流量油泵提升加压后,输送到罐区的贮油罐内,经过输油管道一直到达供油泵房,再经过供油泵房内的油泵加压运转,沿着供油管路一直送到生产线的用油点。我们管道班的任务是:①安装卸油沟槽内的加热蒸汽管,②安装卸油沟至油罐的输油管道及蒸汽伴热管,③安装供油泵房的油泵及进出油管道,④安装结束后对整个系统的吹扫、试压及密封试验。按照正常的施工顺序,施工前首先是按照图纸弄清管路的流向,沿流向弄清各设备的进出口位置及管径和各种附件等。对领用的管材管件进行核对,其规格和材质是否与图纸相符,在对管子进行除锈刷油的同时,要仔细检查它们的外观质量,如发现有凹凸不平、裂纹、重皮的要挑出来,并做出明显的标记,对系统用的阀门要逐个进行单体试压,因为它是判断阀门质量好坏的唯一方法,也是检验阀门开关功能是否可靠的依据。我们知道,整个燃油系统要按照设计的流程流量运行,大部分是靠阀门的开关来实现的,如果个别阀门出现操作失灵或者无法关闭,那将会影响整个供油系统的正常运行。以上工作看起来比较麻烦,但它很重要,因为我们安装工人任何的失误都会造成质量上的隐患。做好了以上的工作我们也对工程的施工质量有了保证。所以在做此项工作是一定要认真、仔细,不合格的阀门、管材、管件一定要排除。准备工作结束后,接下来要进行管道的正式安装工作,它和一般的热力管道的安装方法基本一致,管子的接口采用焊接,和阀门及设备的连接处采用法兰连接,管路的铺设除要横平竖直外,并保证和伴随的蒸汽管要有一定的坡度,一般不小于0.003,同时每隔一定的距离要有热补偿器,黏度是评价燃料油流动性的指标,黏度越大越不容易流动,输送就越困难,重油的凝固点一般为15℃-36℃,所以油在输送过程中必须进行保温和管道伴热等。闪点是判断油品发生燃烧的可能性指标,闪点越低则说明越容易燃烧,重油的闪点约为80℃-130℃,所以重油在输送过程中要注意起火燃烧的可能性。针对重油黏度大、闪点低的特点,在设计和安装时都考虑到了应对性的措施。就是采取给管路保温和沿途伴热的方法。最常用的是平行蒸汽伴随管,伴热的形式还有内套管伴热和外套管伴热,这两种方式的好处是伴热效率高,与外平行伴热相比可以节省15-25%的蒸汽耗量,但缺点是漏气不容易发现,检修困难,管材耗量大,不适合大管径等。相比较而言,平行蒸汽伴热虽然热效率不如其他两种高,但安全,检修方便,不会发生油气互窜,因此大都采用这种方法。在安装伴热管时要注意两点,一伴热管的规格、数量要选用合理,数量少、规格小伴热效果差,达不到设计使用上的要求;数量多、规格大则造成热源及管材的浪费。二伴热管在安装时定位及固定方法要正确,保证伴热效果是最重要的。当管径D<100mm时一般采用单根伴热管,当管径D>150mm时一般采用两根伴热管,通常是每隔1.5米左右把伴热管焊在提前用扁钢焊好的卡子上,然后固定在输油管上。另外还要在伴热管的最低点和有高落差的位置设置排水口,以排除积存在蒸汽管内的凝结水。燃油系统在运行中一个重要的安全问题是防火。为了预防因重油闪点低而引起燃烧的可能性,通常采取杜绝火源靠近的设置可靠的接地装置以避免因静电集聚而引起电火花的产生。一般架空敷设的室外管道每隔50-100米之间接地一次,室内不小于30米接地一次,如果管路上有阀门或法兰时一定要做好铜线跨接,因为非金属法兰垫片是不导电的。总之在管道的施工过程中,要严格按照图纸设计的要求进行施工,不造成人为的质量隐患,做好本岗位的质量控制工作。当油管需要检修或停止输油时,就要把管内存油吹扫干净。用蒸汽将管道中的油吹扫干净成为扫线,排出管道中的油品用蒸汽扫线后出现的凝结水的排出工作称为放空。对于较长时间不使用的管道和定期使用的管道都需要进行管道扫线,经常运行的管道在检修时也必须将油品扫出,因此输油系统所有管道都要设扫线措施,并防止扫线过程中死油段的存在,最好是顺坡吹扫。扫线一般采用蒸汽,因为蒸汽温度高,可以融化管壁残油,扫线后管内较干净。也可用压缩空气扫线,使用压缩空气的优点是没有冷凝水混入油内。安装吹扫管一般分为两种即活动接头和固定接头,对不经常吹扫的管路用活动接头,即在用时用软管将蒸汽管与油管连通,不用时拆开,这种方法虽然麻烦,但不会发生油气窜通的故障,对经常吹扫的管路采用固定接头,即用钢管直接将油管与气管连通,并装有控制阀门,在实际安装时通常都要在油管的一端装上一个止回阀,以防止重油窜入蒸汽管道,另外要在两个控制阀门中间分出一个三通口加装一个检验阀,此阀常开,用来检测油气是否窜通。排放口应设置在管路的低处,可在油管上焊上一段短管,装上一个阀门,排放时用软管引向就近的污油池。所有的管道完成安装后,就要对整个系统进行压力试验和密封试验。管道安装的质量是否合格很大程度体现在试压过程中的检验上,整个系统在试压过程中能够保证所有的焊缝无渗漏,管子外观不变形,其检验结果就表明管道的安装质量是合格的。通过竣工以后的总结,我们得出一个结论,管道在安装过程中,要严格按照图纸设计及施工规范进行施工,严格进行技术把关,杜绝不合格品的出现,才能保证安装质量得到预期的有效控制
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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化工类专业学术论文发表怎么投稿,今天给大家推荐几本很不错的学术期刊杂志,如下:
2. 《化学工程与装备》杂志于1972年创刊,是由中国科学技术部、国家新闻出版总署批准出版,由福建省化工学会、福建省化工研究所主管,福建省石油化学工业设计院主办,全国公开发行的化学、化工类学术期刊。据2018年10月《化学工程与装备》编辑部官网显示,《化学工程与装备》编辑部拥有编辑1人、特约编辑2人
3. 《山西化工》杂志创刊于1958年(双月),系山西省经济和信息化委员会主管,山西省经贸决策咨询中心、山西经济和信息化出版传媒中心主办、国家新闻出版总署批准的山西省惟一综合性化工科技期刊,为中国石油和化工行业优秀期刊和山西省一级期刊。本刊以促进化学工业发展为己任,重点报道国内外化工、煤化工等相关领域的新技术、新产品、新工艺、新设备,捕捉国内外相关科技动态和经济技术信息,追踪国内外相关市场热点,突出学术性、前瞻性,技术兼容,信息量大。
4. 《云南化工》以"为促进云南化工产业的发展服务"为办刊宗旨,全面报道云南省乃至全国化工领域的科研成果和技术改造成果,重点报道化工企业需要的具有工业化前景的科研成果和对生产具有指导意义的技术改造成果,对企业和科研院所工程技术人员有借鉴作用的经验和体会,对产品市场和技术市场的前景分析;传递国内外有关新技术的发展动态和新产品开发信息。
省级期刊省级期刊指由各省、自治区、直辖市及其所属部、委办、厅、局主办的期刊以及由各本、专科院校主办的学报(刊)。国家级期刊国家级期刊指由国家部委、全国性团体、组织、机关、学术机构主办的刊物。核心期刊目前国内有7大核心期刊(或来源期刊)遴选体系,凡是这些来源期刊目录里有的刊物均可认为核心期刊,包括北京大学图书馆“中文核心期刊”、南京大学“中文社会科学引文索引(CSSCI)来源期刊”、中国科学院文献情报中心“中国科学引文数据库(CSCD)来源期刊”、中国科学技术信息研究所“中国科技论文统计源期刊”(又称“中国科技核心期刊”)、中国社会科学院文献信息中心“中国人文社会科学核心期刊”、中国人文社会科学学报学会“中国人文社科学报核心期刊”、万方数据股份有限公司正在建设中的“中国核心期刊遴选数据库”。
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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2. 《化学工程与装备》杂志于1972年创刊,是由中国科学技术部、国家新闻出版总署批准出版,由福建省化工学会、福建省化工研究所主管,福建省石油化学工业设计院主办,全国公开发行的化学、化工类学术期刊。据2018年10月《化学工程与装备》编辑部官网显示,《化学工程与装备》编辑部拥有编辑1人、特约编辑2人
3. 《山西化工》杂志创刊于1958年(双月),系山西省经济和信息化委员会主管,山西省经贸决策咨询中心、山西经济和信息化出版传媒中心主办、国家新闻出版总署批准的山西省惟一综合性化工科技期刊,为中国石油和化工行业优秀期刊和山西省一级期刊。本刊以促进化学工业发展为己任,重点报道国内外化工、煤化工等相关领域的新技术、新产品、新工艺、新设备,捕捉国内外相关科技动态和经济技术信息,追踪国内外相关市场热点,突出学术性、前瞻性,技术兼容,信息量大。
4. 《云南化工》以"为促进云南化工产业的发展服务"为办刊宗旨,全面报道云南省乃至全国化工领域的科研成果和技术改造成果,重点报道化工企业需要的具有工业化前景的科研成果和对生产具有指导意义的技术改造成果,对企业和科研院所工程技术人员有借鉴作用的经验和体会,对产品市场和技术市场的前景分析;传递国内外有关新技术的发展动态和新产品开发信息。
现在有开源类型的刊物,分析化学进展,普通的
早发表吧,那里期刊发表还不错
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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智研数据研究中心网讯: 内容提示:目前国内煤化工遍地开花的形势在“十二五”期间也有望得到抑制。“十二五”期间,我国现代煤化工以示范为主,并将严格限制煤炭调入地区发展煤化工。国际原油价格近期连续上涨,油价高涨也再度点燃了投资者对煤化工行业的投资热情。能源局有关领导和业内专家认为,“十二五”期间煤化工仍将以示范为主,不宜再现一哄而上。 油价上涨利好煤化工 NYMEX轻质原油近日达到88美元/桶,业内分析人士预期油价有望在未来两个月达到90美元,甚至100美元的高位。国际油价大涨带动其替代产业新型煤化工板块在二级市场走强,Wind数据显示,国庆节后,新型煤化工指数从882.66点上升至1153.76点的历史新高。 海通证券认为,油价的上涨使得煤化工产品的成本优势得以显现,建议关注山西三维、中泰化学、丹化科技等煤化工公司。据其测算,当BDO价格上涨1000元/吨时,山西三维EPS将增厚0.087元;当PVC价格上涨500元/吨时,中泰化学EPS有望增厚0.281元。 事实上,不光是二级市场上煤化工概念火爆,目前各地规划的煤化工项目数量也非常惊人。去年5月,新型煤化工等五类示范工程被列入《石化产业调整和振兴规划》,而洁净煤利用作为煤化工的一部分,入围十大新兴能源产业之一,各地随后出现大量有关煤化工的项目规划。今年9月12日,联想控股也杀入该领域,与山东枣庄市政府签订战略合作协议,投资180亿元在枣庄建设百万吨烯烃及精细化工基地。 据原化工部副部长潘连生介绍,山西、内蒙古、宁夏、新疆等产煤区如果按照目前的规划来发展煤化工,至少需要三万亿的投资。 “十二五”示范为主 国家能源局煤炭司司长方君实日前则表示,煤化工是战略性行业,其发展需要分阶段。“十二五”期间,煤化工仍是处于示范阶段,大量推广还有一个过程。他认为,现在国际上石油的资源尚非常丰富,煤炭的转换效果如何还要经过示范,用煤炭去替代石油的经济型有待评价。现有的煤制油等煤化工工程“十二五”能发展到什么程度还不好说,企业现在需要做好的就是前期的准备工作。 潘连生则认为,国内煤化工产业发展形势有喜有忧。“我国煤化工发展的最成功之处在于坚持技术先行。煤制油、MTO技术的开发都是中科院30年前的决定,在细化技术上,中国开发了6-7种细化技术,有的已经可以与国外技术同台竞争。”潘连生表示。 而不足之处则是抢先发展。潘连生指出,我国煤化工出现了不顾原料、资源、市场需求、技术优劣等客观条件,出现了盲目发展的势头。据他介绍,如果按照目前这种速度发展,甲醇等七种最热的煤化工产品就需要7.8亿吨原煤来满足煤化工项目需求,如果折算为4000大卡的煤炭,则需要9.7亿吨,意味着我国煤炭将有三分之一用在煤化工上,这是做不到的。 潘连生表示,煤化工能否发展的制约因素不是有没有煤,而是有没有水,以水定发展。一吨煤制油需要13吨水,如果采取节能措施,可能降低到10吨左右,但投资将增加。他建议企业增加对产品市场的预测和对项目竞争力的评估。“目前国内煤化工产品结构雷同,市场饱和度已经十分明显。” 目前国内煤化工遍地开花的形势在“十二五”期间也有望得到抑制。工信部总工程师朱宏任表示,“十二五”期间,我国现代煤化工以示范为主,并将严格限制煤炭调入地区发展煤化工。智研数据研究中心( )提供行业市场研究报告,行业数据等内容。
1煤化工企业安全生产1.1煤化工安全生产的必要性安全生产是煤化工企业生产活动中一项常规性检查指导工作,是企业发展的根本,煤化工企业建立全面完善的安全生产制度至关重要,煤化工安全生产管理活动对人民群众的生命财产安全有着直接影响,对改革发展与社会稳定的大环境建设也至关重要,大力开展化工生产管理工作,有效保证群众生命安全,符合最广大人民的根本利益。企业生存与发展的关键性问题,安全生产管理工作存在欠缺,会导致煤化工生产中存在的安全隐患不能及时排除,会造成伤亡事故,导致职业病,可能会危害劳动者的安全健康,导致生产遭受很大损失。为维护企业长期稳定发展,推进社会主义市场经济建设,必须开展煤化工安全生产以及劳动保护工作。1.2煤化工企业安全生产中存在的不足1.2.1安全生产意识不强我国煤化工行业安全管理工作存在很多不足,部分煤化工行业过分追求经济效益,将安全生产当作口号,并未认真贯彻执行,安全生产管理相关规范缺乏执行,思想轻忽,安全事故频发。1.2.2安全生产管理制度不健全安全生产管理制度不健全是煤化工企业安全生产活动中的一个重大不足,安全生产管理制度是化工企业安全生产活动顺利开展的根本保证,但部分化工单位没有严格的安全生产管理制度,有些单位虽有安全管理制度但相关条目过于笼统,缺乏有效的贯彻和执行,并且没有相关负责人,执行偏差较大。1.3煤化工企业安全生产的相关要求煤化工企业安全生产活动与石油化工安全生产活动既有相同点,又存在一定差异,有煤化工企业自身的特有要求。首先,必须遵循生产工艺规程进行操作,严禁在超温、超压、超负荷的工矿下进行生产,不能擅自更改工艺指标,不能在生产系统上进行实验性操作,生产厂区内严禁吸烟喝酒、严禁将烟火带进生产区内。生产区内不能设置吸烟室,要进一步加强生产车间烟火管控力度,不能使用有明火、不防爆电热源,建设完善、安全的生产系统和生产安全指挥系统,车间生产人员在工作期间采用岗位责任制度,建立检查制度和交接班制度,明确指挥人员权责,保证其能够进行正确决策,要求指挥正确有效,不能出现违章指挥和盲目智慧。生产一线人员要坚守岗位,服从统一调度安排,禁止脱岗、串岗、睡岗,安全生产管理人员需要按照规定配置,组织安全生产专项培训,在获得职业资格证书后才能从事生产经营中的安全生产管理工作。2煤化工生产企业监督管理2.1增强安全意识,进一步加强安全教育煤化工生产基地生产的相关管理人员必须牢固树立安全意识,对员工进行系统性的安全教育,使员工在工作中时刻注重安全,养成良好的安全习惯,在煤化工生产过程严禁“三违”工作,严格按照安全规范操作,工作人员在工作中必须身穿紧扣工作服,穿防滑鞋,佩戴安全帽,确保各项安全措施执行到位。注意恶劣环境条件对施工的影响,遇到大风、大雨、大雾、大雪天气时,应立即停止作业,确保人员安全。要保持工作和施工范围内的清洁有序,要注意保管随身携带的各项工具。2.2严格安全规范,加强监督检查制定作业安全防护规范,实现管理流程的进一步细化,保证安全管理工作有章可循,同时需要进一步强化煤化工安全生产工作人员的安全防护监督检查工作,在化工生产工作的各个环节开展安全防护工作,保证煤化工工作人员清晰认识安全防护的重要性,将安全防护工作作为煤化工生产的常规工作,专职人员每天按时到现场监督检查、不定期对生产现场进行综合检查,及时发现安全隐患,把安全问题消除源头上,落实责任制度,确保安全生产作业安全。作业人员上下脚手架应走专用通道,从规定的通道上下,不得在阳台等非规定的通道攀登翻跃,确保人员安全。2.3建立科学高效安全管理机制各级领导应以身作则,把安全生产管理的各项规章制度落实到具体工作中,结合企业实际,建立健全“安全生产星级考核办法”和“三违考核办法”,改变把是否发生事故作为衡量工作好坏的评价模式,将定性描述转化评先评优,固定检查考核,实行严格考核制度。
你认为有价值就去做还有就是记住做人出发点出发点对就坚持对大家都有益的坚持去做相信会得到支持
企业员工也是可以发表论文的,而且这样的行为和做法是应当得到鼓励的,因为这是企业员工追求自我进步和提高的一种表现。
1煤化工企业安全生产1.1煤化工安全生产的必要性安全生产是煤化工企业生产活动中一项常规性检查指导工作,是企业发展的根本,煤化工企业建立全面完善的安全生产制度至关重要,煤化工安全生产管理活动对人民群众的生命财产安全有着直接影响,对改革发展与社会稳定的大环境建设也至关重要,大力开展化工生产管理工作,有效保证群众生命安全,符合最广大人民的根本利益。企业生存与发展的关键性问题,安全生产管理工作存在欠缺,会导致煤化工生产中存在的安全隐患不能及时排除,会造成伤亡事故,导致职业病,可能会危害劳动者的安全健康,导致生产遭受很大损失。为维护企业长期稳定发展,推进社会主义市场经济建设,必须开展煤化工安全生产以及劳动保护工作。1.2煤化工企业安全生产中存在的不足1.2.1安全生产意识不强我国煤化工行业安全管理工作存在很多不足,部分煤化工行业过分追求经济效益,将安全生产当作口号,并未认真贯彻执行,安全生产管理相关规范缺乏执行,思想轻忽,安全事故频发。1.2.2安全生产管理制度不健全安全生产管理制度不健全是煤化工企业安全生产活动中的一个重大不足,安全生产管理制度是化工企业安全生产活动顺利开展的根本保证,但部分化工单位没有严格的安全生产管理制度,有些单位虽有安全管理制度但相关条目过于笼统,缺乏有效的贯彻和执行,并且没有相关负责人,执行偏差较大。1.3煤化工企业安全生产的相关要求煤化工企业安全生产活动与石油化工安全生产活动既有相同点,又存在一定差异,有煤化工企业自身的特有要求。首先,必须遵循生产工艺规程进行操作,严禁在超温、超压、超负荷的工矿下进行生产,不能擅自更改工艺指标,不能在生产系统上进行实验性操作,生产厂区内严禁吸烟喝酒、严禁将烟火带进生产区内。生产区内不能设置吸烟室,要进一步加强生产车间烟火管控力度,不能使用有明火、不防爆电热源,建设完善、安全的生产系统和生产安全指挥系统,车间生产人员在工作期间采用岗位责任制度,建立检查制度和交接班制度,明确指挥人员权责,保证其能够进行正确决策,要求指挥正确有效,不能出现违章指挥和盲目智慧。生产一线人员要坚守岗位,服从统一调度安排,禁止脱岗、串岗、睡岗,安全生产管理人员需要按照规定配置,组织安全生产专项培训,在获得职业资格证书后才能从事生产经营中的安全生产管理工作。2煤化工生产企业监督管理2.1增强安全意识,进一步加强安全教育煤化工生产基地生产的相关管理人员必须牢固树立安全意识,对员工进行系统性的安全教育,使员工在工作中时刻注重安全,养成良好的安全习惯,在煤化工生产过程严禁“三违”工作,严格按照安全规范操作,工作人员在工作中必须身穿紧扣工作服,穿防滑鞋,佩戴安全帽,确保各项安全措施执行到位。注意恶劣环境条件对施工的影响,遇到大风、大雨、大雾、大雪天气时,应立即停止作业,确保人员安全。要保持工作和施工范围内的清洁有序,要注意保管随身携带的各项工具。2.2严格安全规范,加强监督检查制定作业安全防护规范,实现管理流程的进一步细化,保证安全管理工作有章可循,同时需要进一步强化煤化工安全生产工作人员的安全防护监督检查工作,在化工生产工作的各个环节开展安全防护工作,保证煤化工工作人员清晰认识安全防护的重要性,将安全防护工作作为煤化工生产的常规工作,专职人员每天按时到现场监督检查、不定期对生产现场进行综合检查,及时发现安全隐患,把安全问题消除源头上,落实责任制度,确保安全生产作业安全。作业人员上下脚手架应走专用通道,从规定的通道上下,不得在阳台等非规定的通道攀登翻跃,确保人员安全。2.3建立科学高效安全管理机制各级领导应以身作则,把安全生产管理的各项规章制度落实到具体工作中,结合企业实际,建立健全“安全生产星级考核办法”和“三违考核办法”,改变把是否发生事故作为衡量工作好坏的评价模式,将定性描述转化评先评优,固定检查考核,实行严格考核制度。
《煤炭技术》可安排发表
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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你可能是要了解中文核心期刊。煤矿类期刊现在集中在煤科总院、中国矿大、煤炭信息院这些单位的下属。主要的中文核心期刊包括《煤炭科学技术》、《矿山压力与顶板管理》、《中国煤炭工业》、《中国煤炭》等,而前两个更侧重于技术方面,后两个更侧重与管理。发表论文最严格的可能要数《煤炭科学技术》。