第一章：甲醇生产工艺原理第一节：甲醇的物理化学性质、用途甲醇是一种有机化学产品。1661年英国化学家波义耳最早从干馏木材中发现了甲醇。所以也叫木醇。1922年,德国BASF公司用化学方法合成了甲醇。1923年建成年产300吨的甲醇生产装置。采用锌铬催化剂，在高压条件下生产甲醇，所以也叫高压法甲醇。到1966年，英国帝国化学工业(I.C.I)研究出了铜基催化剂，开发出了低压合成工艺，1971年德国鲁奇公司(Lurgi)也开发出了低压合成甲醇工艺，以后，世界上甲醇生产工艺基本上采用低压合成工艺。从1975年以后，世界上甲醇生产规模越来越大，甲醇装置单套生产能力达到20万吨/年，到90年代，单套生产能力达到60-80万吨/年，目前已达到100万吨/年的水平。1．甲醇的物理化学性质在常态下，甲醇是无色透明的液体，有轻微的酒香；有良好的溶解性，与水、乙醇互溶，在汽油中有较大的溶解度；易燃易爆；有毒性，人摄入20-30ml，会导致失明；摄入50-60ml，会致死。甲醇分子式：CH3OH,分子量：32结构式：HH-C-OHH沸点:64.4-64.8C。；冰点:-97.68C。；比重0.791；爆炸极限：6.0%-36.5%；闪点：16C。；A•气体原料:天然气、油田伴生气、煤层气、炼厂气、焦炉气、高炉煤气；B•液体原料：石脑油、轻油、重油、渣油；C•固体原料：煤、焦碳。1.2以煤为原料生产合成气煤与氧气在高温下燃烧，产生CO2,我们称为燃烧反应。反应式如下：CmHn+O2—CO2+H2O+Q在缺氧的情况下，会生成CO,反应式如下：CmHn+O2—CO+CO2+H2O+Q上述反应就是用来生产合成气的反应。也是煤气化的主要反应。在这个反应里，CO是我们主要追求的。目前，煤气化的方法主要有干煤粉气化法和水煤浆气化法，典型的干煤粉气化技术有壳牌技术（也叫谢尔、Sell）,水煤浆气化技术有德士古技术。我们公司采用西安热工研究所的干煤粉气化技术，该技术是壳牌技术的一种。气化炉壁采用膜式壁，通锅炉循环水，生产5.2MPa饱和蒸汽。有2个煤喷嘴。喷嘴外环走氧气，内环走煤粉。氧气压力4.5MPa，温度180C。。煤粉用CO"加压到4MPa送进炉内。在气化炉中，煤粉与氧气发生部分氧化反应，反应温度在1400-1600C。，压力为4MPa，反应产物主要是H、CO、CO、HS。222反应方程式如下：CmHnSr+m/2O2—fmCO+(n/2-r)H2+rH2SCO+HO——H+CO222反应产生的粗煤气从气化炉上部出来，在出口部位，经激冷水激冷到900C，送到洗涤塔洗涤。洗涤到340C，再送湿洗塔湿洗到199C，送变换工序。谢尔炉要求煤的灰熔点低，反应产生的灰以熔融状态向下流入气化炉底部渣池进行淬冷，经碎渣机破碎后定期排放到锁渣斗，再排到脱水槽，用捞渣机捞到皮带，送到渣场。1．3变换把粗煤气中的多余的CO变换为H2和CO2。使H2/CO达到2.1左右。反应如下:CO+H2O=H2+CO2+QO因为粗煤气中含有硫，采用一段宽温耐硫变换串两段低温耐硫变换工艺。工艺特点如下：⑴采用钻-钼耐硫催化剂，适用于高CO、高含硫原料气，对原料气含硫无上限要求，有低限。宽温变换催化剂起活温度为240C,最高可耐480C。。低温变换催化剂起活温度为180C。，最高可耐450C。。适应CO浓度高、温升高的特点。(2)为防止甲烷化副反应，一般要求提高水气比。因CO浓度高，采用热力学难于控制，必须采用动力学控制。要求催化剂供应商有可靠的动力学模型。经验上，宽变用K8-11,低变用QCS-04。⑶采用部分变换工艺，约35%煤气不经变换，调节手段灵活。⑷变换余热分级回收。⑸冷凝液作为煤气化系统补水，节约中压蒸汽。2．粗煤气脱碳、脱硫（净化）采用低温甲醇洗脱除酸性气体，即CO、HS、COS。该工艺是22林德公司和鲁奇公司联合开发的气体净化工艺。由大连理工大学提供。甲醇溶剂对CO和HS、COS的吸收有很高的选择性，同等条件22下，对HS、COS的溶解度是对CO的4倍、6倍左右。可以在同一22塔内进行脱硫和脱碳，及脱除其他杂质，脱硫彻底，总S<0.1ppm。低温下操作，能耗低，溶剂损失小，工艺气损失小，生产费用低。2．1硫回收采用三级克劳斯工艺，脱除酸性气体中的H2S和COS,净化气体，同时副产硫磺。从净化来的酸气量约2000Nm3/h,含硫约34%。克劳斯技术是先把部分酸气燃烧成二氧化硫，通过空气控制系统使H2S/SO2=2：1，22满足克劳斯反应的最佳比例，然后进...
