煤化工发展现状简介 (6)

瓦素小怪兽 分享 2020-06-30 下载文档

22.5万吨、天然气7.75万吨,生产柴油26.24万吨、汽油7.77万吨、液化气等产品4.5万吨。项目计划总投资17.9亿元,建设包括45万吨/悬浮床加氢裂化(VCC)装置、6×104立方米/小时制氢装置等,预计于2014年年底建成投产。

煤油混炼具有诸多优点,但对于不具备渣油资源的企业,受原料供应限制无法采用此项技术。褐煤(低阶煤)通过热解可以得到煤气、焦油和半焦,现代大规模热解技术正在进入工业化示范,在此基础上,亚化咨询提出了煤热解和煤油混炼技术集成的构想。

煤热解产生的焦油可以替代煤油混炼使用的渣油,而半焦气化制氢和煤气制氢可以为煤油混炼工艺提供氢源,通过合理配置热解单元和煤油混炼单元的规模,可以实现褐煤资源的充分利用。从而使只有褐煤资源,没有渣油和天然气资源的企业也可以采用煤油混炼工艺实现大规模煤制油生产。(来源:亚化咨询煤化工)

2、 煤制化学品

煤基化学品是化学工业的主导产品,主要以合成气(CO、H2)、甲醇、甲醛为原料合成的一系列有机化工产品,包括醇类化学品、醛类化学品、胺类化学品、有机酸类化学品、酯类化学品、醚类化学品、甲醇卤化化学品和烯烃化学品。 2.1 煤制甲醇

甲醇既是一种重要的有机化工原料,也是一种重要的有机溶剂。由甲醇生产的化工产品达数百种,广泛用于塑料、合成纤维、合成橡胶、染料、涂料、香料、医药和农药等行业,在发达国家其产量仅次于乙烯、丙烯和苯,居第四位。甲醇还是一种易燃液体,可作汽车或民用燃料。

合成甲醇的工业生产是以固体(如煤、焦炭)、液体(如原油、重油、轻油)或气体(如天然气及其它可燃性气体)为原料,经造气、净化(脱硫)变换,除二氧化碳,配制成一定配比的合成气。在不同的催化剂存在下,选用不同的工艺条件可单产甲醇(分高、中、低压法),或与合成氨联产甲醇(联醇法)。将合成后的粗甲醇经预精镏脱除甲醚,再精镏而得成品甲醇。

1923年德国BASF公司首先用合成气在高压下实现了甲醇的工业化生产,直到1965年,这种高压法工艺是合成甲醇的唯一方法。1966年英国ICI公司开发了低压法工艺,接着又开发了中压法工艺。1971年德国的Lurgi公司相继开发了适用于天然气-渣油为原料的低压法工艺。由于低压法比高压法在能耗、装置

建设和单系列反应器生产能力方面具有明显的优越性,所以从70年代中期起,国外新建装置大多采用低压法工艺。世界上典型的甲醇合成工艺主要有ICI工艺、Lurgi工艺和三菱瓦斯化学公司(MCC)工艺。目前,国外的液相甲醇合成新工艺具有投资省、热效率高、生产成本低的显著优点,尤其是LPMEOHTM工艺,采用浆态反应器,特别适用于用现代气流床煤气化炉生产的低H2/(CO+CO2)比的原料气,在价格上能够与天然气原料竞争。

我国的甲醇生产始于1957年,50年代在吉林、兰州和太原等地建成了以煤或焦炭为原料来生产甲醇的装置。60年代建成了一批中小型装置,并在合成氨工业的基础上开发了联产法生产甲醇的工艺。70年代四川维尼纶厂引进了一套以乙炔尾气为原料的95 kt/a低压法装置,采用英国ICI技术。1995年12月,由化工部第八设计院和上海化工设计院联合设计的200 kt/a甲醇生产装置在上海太平洋化工公司顺利投产,标志着我国甲醇生产技术向大型化和国产化迈出了新的一步。2000年,杭州林达公司开发了拥有完全自主知识产权的JW低压均温甲醇合成塔技术,打破长期来被ICI、Lurgi等国外少数公司所垄断拥的局面,并在2004年获得国家技术发明二等奖。2005年,该技术成功应用于国内首家焦炉气制甲醇装置上。

煤与空分的氧气在煤气化炉内制得高CO含量的粗煤气,经高温变换将CO变换为H2来实现甲醇合成时所需的氢碳比,再经净化工序将多余的CO2和硫化物脱除后即是甲醇合成气。由于煤制甲醇碳多氢少,必需从合成弛放气中回收氢来降低煤耗和能耗(弛放气是指在化工生产中合成工艺生产工段中没有参加合成反应,被当作合成工艺的废弃物而排放的气体的统称)。回收的氢气与净化后的甲醇合成气配得甲醇所需的合成气,即(H2-CO2)/(CO+CO2)=2.00-2.05。甲醇合成的含水粗甲醇最后精制得产品甲醇。

煤制甲醇典型工艺流程中的气化和合成是二个决定性的工序工艺。而空分、压缩和氢回收属于成熟的成套工艺包,直接选用即可。其余的如变换净化及精馏均为常规设计。

(1)煤气化

煤气化技术通常按气化反应器的形式来划分,可分为移动床(固定床)、流化床、气流床三类。

常压固定床(U.G.I炉、恩德炉)

固定床(块煤)

加压固定床(鲁奇炉) 温克炉、U-Gas炉、HTW炉

流化床(碎煤)

GFB炉(Lurgi) 干粉煤

气流床(粉煤)

水煤浆

(2)CO变换

甲醇合成需要大量的CO,所以煤气中只需将甲醇合成气中的H2/CO比值调

Shell技术、GSP技术、Prenflo技术 Texaco气化、LGTI气化(DOW公司)

煤 气 化

节到甲醇合成所需适宜值即可,不需要深度变换,而煤气中的饱和水,足以满足变换所需的蒸汽。所以主要考虑的是催化剂的耐硫活性。

目前,在国内外含硫在1000ppm的变换过程中,广泛采用的是Co-Mo系变换催化剂,操作温度在200℃~550℃,即宽温耐硫变换工艺,操作温区较宽,流程设计合理,Co-Mo系变换催化剂的抗硫毒能力极强,对总硫含量无上限要求。

(3)净化

净化,又称酸性气体脱除,即脱除变换气中的H2S、CO2及微量COS气体。 净化工艺主要有液体物理吸收、液体化学吸收、低温蒸馏和吸附四大类,其中以液体物理吸收和化学吸收两者使用最为普遍。国内应用较多的液体物理吸收法主要有低温甲醇洗法、NHD法、碳酸丙烯酯法,应用较多的化学吸收法主要有热钾碱法和MDEA法。

(4)甲醇合成

经脱硫脱碳净化后的合成气压力约为5.6MPa,与甲醇合成循环气混合,经压缩机增压至6.5MPa,进入合成工序。CO、CO2和H2在催化剂作用下,合成粗甲醇。 甲醇合成工艺中最重要的工序是甲醇的合成,其关键技术是合成甲醇的反应器和催化剂。

a.甲醇合成塔

甲醇合成塔主要由外筒、内件和电加热器三部分组成。内件是由催化剂筐和换热器两部分组成,根据内件的催化剂筐和换热器的结构形式不同,甲醇内件可分为若干类型:按气体流向可分为:轴向式、径向式和轴径复合型;按换热器的形式分为列管式、螺旋板式、波纹板式等多种形式。

目前,国内外的大型甲醇合成塔塔型较多,归纳起来可分为五种: ①冷激式合成塔

这是最早的低压甲醇合成塔,是用进塔冷气冷激来带走反应热。该塔结构简单,也适于大型化。但碳的转化率低,出塔的甲醇浓度低,循环量大,能耗高,又不能副产蒸汽,现已经基本被淘汰。

②冷管式合成塔

这种合成塔源于氨合成塔,在催化剂内设置足够换热面积的冷气管,用进塔冷管来移走反应热。冷管的结构有逆流式、并流式和“U”型管式。由于逆流式与合成反应的放热不相适应,即床层出口处温差最大,但这时反应放热最小,而在床层上部反应最快、放热最多,但温差却又最小,为克服这种不足,冷管改为并流或U形冷管。这种塔型碳转化率较高但仅能在出塔气中副产0.4MPa的低压蒸汽。目前大型装置很少使用。

③水管式合成塔

将床层内的传热管由管内走冷气改为走沸腾水。这样可较大地提高传热系数,更好地移走反应热,缩小传热面积,多装催化剂,同时可副产2.5~4.0MPa的中压蒸汽,是大型化较理想的塔型。

④固定管板列管合成塔

这种合成塔就是一台列管换热器,催化剂在管内,管间是沸腾水,将反应热用于副产3.0~4.0MPa的中压蒸汽,可大大提高转化率,降低循环量和能耗。固定管板列管合成塔虽然可用于大型化,但受管长、设备直径、管板制造所限,在日产超过2000t时,往往需要并联两个。这种塔型是造价最高的一种,也是装卸催化剂较难的一种。随着合成压力增高,塔径加大,管板的厚度也增加。管板处的催化剂属于绝热段;管板下面还有一段逆传热段,也就是进塔气225℃,管外的沸腾水却是248℃,不是将反应热移走而是水给反应气加热。这种合成塔由于列管需用特种不锈钢,因而是造价非常高的一种。

⑤多床内换热式合成塔

这种合成塔由大型氨合成塔发展而来。日前各工程公司的氨合成塔均采用二床(四床)内换热式合成塔。针对甲醇合成的特点采用四床(或五床)内换热式合成塔。各床层是绝热反应,在各床出口将热量移走。这种塔型结构简单,造价低,不需特种合金钢,转化率高,适合于大型或超大型装置,但反应热不能全部直接副产中压蒸汽。典型塔型有Casale的四床卧式内换热合成塔和中国成达公司的四床内换热式合成塔。

b.催化剂的选用

经过长时间的研究开发和工业实践,广泛使用的合成甲醇催化剂主要有两大系列:一种是以氧化铜为主体的铜基催化剂,一种是以氧化锌为主体的锌基催化剂。锌基催化剂机械强度好.耐热性好,对毒物敏感性小,操作的适宜温度为350~400℃,压力为25~32MPa;铜基催化剂具有良好的低温活性,较高的选择性,通常用于低、中压流程。耐热性较差,对硫、氯及其化合物敏感,易中毒。操作的适宜温度为220~270℃,压力为5~15MPa。随着脱硫技术的发展,使用铜基催化剂己成为甲醇合成工业的主要方向,锌基催化剂已于80年代中期淘汰。

国内外常用铜基催化剂特性对比

催化剂型号 英国ICI51-3 德国LG104 美国C79-2 丹麦LMK 中国C302系列 中国XCN-98 组分/% CuO 60 51 - 40 51 52 ZnO 30 32 - 10 32 20 Al2O3 10 4 - - 4 8 操作条件 压力/MPa 7.8~11.8 4.9 1.5~11.7 9.8 5.0~10.0 5.0~10.0 温度/℃ 190~270 210~240 220~330 220~270 210~280 200~290

(5)甲醇精馏

甲醇精馏按工艺主要分为三种:双塔精馏工艺技术、带有高锰酸钾反应的精馏工艺技术和三塔精馏工艺技术。


煤化工发展现状简介 (6).doc 将本文的Word文档下载到电脑

下一篇:职工医疗互助难点和对策的调研

相关推荐
相关阅读
本类排行
× 游客快捷下载通道(下载后可以自由复制和排版)

下载本文档需要支付 7

支付方式:

开通VIP包月会员 特价:29元/月

注:下载文档有可能“只有目录或者内容不全”等情况,请下载之前注意辨别,如果您已付费且无法下载或内容有问题,请联系我们协助你处理。
微信:xxxxxx QQ:xxxxxx