甲醇合成氣的制取與等壓合成創(chuàng )新工藝的發(fā)展前景

中外能源第5期SINO-GLOBAL ENERGY甲醇合成氣的制取與等壓合成創(chuàng )新工藝的發(fā)展前景李瓊玖,孟仲林,杜世權,廖宗富,趙月興基玖能源化工工程開(kāi)發(fā)設計科技公司,四川成都610012)摘要介紹了甲醇合成工藝的進(jìn)展,指出現代T業(yè)生產(chǎn)采用壓力為5MPa的高壓造氣等壓合成甲醇工藝,分析了合成氣對甲醇合成的影響。重點(diǎn)闡述了輕烴轉化制甲醇合成氣的創(chuàng )新工藝一三一段(即外熱蒸汽轉化、換熱轉化和自熱轉化)純氧轉化工藝的特點(diǎn)、原理、工藝流程及主要物耗能耗指標,并與傳統工藝進(jìn)行了對比。舉例說(shuō)明了高壓合成氣等壓合成甲醇技術(shù)的推廣應用。最后對我國煤炭能源化工綜合發(fā)展的產(chǎn)品開(kāi)發(fā)和規劃框架提出了建議。關(guān)鍵詞輕烴煤炭高壓造氣等壓合成甲醇1前言積縮小的反應。因此增加壓力、降低反應溫度均有甲醇是重要的有機化工原料,是碳一化學(xué)、有利于提高甲醇的平衡轉化率。根據理論計算,當氣機化工及精細化工的基礎原料,又是優(yōu)良的能源載體組成為CO+25H2,溫度為250℃,壓力從5MPa增體。發(fā)達國家甲醇產(chǎn)量?jì)H次于乙烯、丙烯和苯,居第加至100MPa時(shí),其轉化率能提高10%;而當壓力在四位。我國隨著(zhù)煤炭替代石油轉化制甲醇工藝的發(fā)5MPa,溫度從350℃降低到250℃時(shí),其轉化率可從展,甲醇產(chǎn)量將躍為第一位15%提高到68%。由此可見(jiàn),降低溫度對轉化率的甲醇分子結構具有氧化、重排、聚合的有機反影響較增加壓力更為顯著(zhù),所以甲醇合成催化劑發(fā)應特性,它可廣泛用于生產(chǎn)塑料、合成纖維、合成橡展成低溫、低壓高活性銅系催化劑?，F代工業(yè)生產(chǎn)膠、染料、涂料、香料、醫藥和農藥等。甲醇還是一種廣泛采用轉化溫度為250℃,壓力為MPa的甲醇重要的有機溶劑。甲醇的主要衍生物有:甲醛、醋合成工藝,在高壓造氣下等壓合成甲醇,可不用合酸、甲胺類(lèi)、氯甲烷類(lèi)、對苯二甲酸二甲酯、甲基丙成氣壓縮機。烯酸甲酯、合成燃料(MTBE)等。這些產(chǎn)品又可形成從表1可看出,采用銅系催化劑的工藝合成條各自的系列產(chǎn)品。今后隨著(zhù)石油開(kāi)采量的日漸減件溫和、能耗低、合成率高、副反應少,粗甲醇中的少,甲醇汽油將會(huì )發(fā)展成為需求量最大的替代燃雜質(zhì)含量低,易于精餾得到AA級精甲醇。但銅催料,特別在我國,用煤炭替代石油、天然氣轉化制甲化劑對原料氣中硫化物和氯離子的凈化要求高,必醇汽油的消耗量將很大。須控制在0.06-0.1ygg,否則會(huì )使催化劑中毒,縮2甲醇合成工藝與合成氣優(yōu)化短催化劑壽命。21甲醇合成工藝表1兩種催化劑的甲醇合成操作條件對比目前甲醇合成工業(yè)生產(chǎn)幾乎都采用CO、CO2H2加壓催化法。隨著(zhù)合成工藝技術(shù)的不斷進(jìn)步,現催化劑|反應溫合成壓出塔甲醇副產(chǎn)物含量AgB度汽力MP含量%甲酸甲酯三甲醚高級醇在甲醇合成巳從鋅鉻催化劑的高溫、高壓催化發(fā)展鉻系35042030351030023成銅系催化劑的低溫、低壓的復合氣體固相催化反銅系230-29應過(guò)程。其化學(xué)反應式::H中國煤化工究員,1950年畢業(yè)于C0+2H,,OH+90.67kJ/molCNMH兔飛設、生產(chǎn)工程技米工C02+3H,CH3OH+H0+49.52kJ/mol作,主編《合成氯與磯一化學(xué))、《醇醚燃料與化工產(chǎn)品雙鰱工程技在COCO2加H2合成甲醇時(shí),為可逆、放熱、體術(shù))專(zhuān)著(zhù),發(fā)表論文百多篇。E- mail hongxingcancan@sina,cwn中外能源SINO-GLOBAL ENERGY2008年第13卷22甲醇合成氣優(yōu)化性氣體的角色,所以后期弛放氣量較大合成甲醇的原料氣中,主要含有CO、H2、CO2以②CO2含量對甲醇合成的影響及少量的N2、Ar、CH等惰性氣體。合成氣成分對甲控制適當的CO2含量有以下好處:①有利于提醇合成的影響很大。高甲醇的產(chǎn)率;②可減緩CO與H2合成甲醇的劇烈221氫碳比對甲醇合成的影響反應,有利于穩定床層溫度,保護催化劑活性;③由甲醇合成采用銅基催化劑,在壓力50MPa、溫于有水的生成,可抑制二甲醚的生成;④有利于防度220-270℃的反應條件下,由CO、CO2與H2反應止結蠟。生成粗甲醇,同時(shí)也生成烴類(lèi)、酮類(lèi)、醚類(lèi)、醇類(lèi)等據有關(guān)資料介紹,氧化銅還原后,催化劑存在副產(chǎn)物?；钚灾行?活性中心為一價(jià)銅離子與ZnO形成的固新鮮氣的氫碳比,用(H2-CO2)/(CO+CO2)(物質(zhì)的熔體。CO2等弱氧化性物質(zhì)的存在有助于形成一價(jià)量比,下同)表示,代表了CO、CO2H2等有效成分含銅和反應的穩定,單純的CO加H2反應會(huì )使活性中量的比值,一般該值控制在2.05-215。氫碳比控制心一價(jià)銅向零價(jià)銅轉變,從而使催化劑活性下降。過(guò)低,容易使副反應增加,加速催化劑活性的衰退但CO2含量過(guò)高,會(huì )出現熱燒結現象。水分壓越高還將引起積炭;氫碳比偏高,則將造成H2積累,惰則催化劑活性越低,因而活性會(huì )過(guò)早衰退。另外,性氣的含量增加,導致弛放氣量增加,消耗增加CO2含量過(guò)高,粗甲醇中的甲醇含量就偏低,使得實(shí)際生產(chǎn)中,人塔氣(循環(huán)氣)的(H2-CO2)(CO+精餾系統的蒸汽消耗量增加。故控制適當的CO2含CO2)控制在4~-9。因為循環(huán)氣中情性氣會(huì )不斷累積量對生產(chǎn)是有利的。需不斷排放一定的氣體來(lái)維持氫碳比。在催化劑使③隋性氣體含量對甲醇合成的影響用初期,人塔氣的氫碳比可控制在4-5,在催化劑情性氣體含量升高,反應速率會(huì )降低,單位產(chǎn)使用后期,人塔氣的氫碳比可控制在7~9。量的動(dòng)力消耗將增加。要維持人塔循環(huán)氣中惰性氣222合成氣成分對甲醇合成的影響體含量低,則放空量會(huì )增加,有效氣體損失增多。惰①CO含量對甲醇合成的影響性氣含量的控制,要根據具體情況而定。催化劑使在合成反應中,由于CO與CO2反應速率不同用初期,因活性高,可允許較高的惰性氣含量,催化前者大于后者,而變換和逆變換反應并不能很快就劑使用后期,因活性下降,一般要求維持較低的惰達到平衡,因此在合成反應中往往會(huì )出現CO2積性氣含量。累。CO/CO2(物質(zhì)的量比)控制得高一些,也就是在④硫、氯等毒物對甲醇合成的影響指標范圍內,CO含量控制高,對反應有利。特別是硫是最常見(jiàn)的毒物,也是引起催化劑活性下降催化劑使用后期,CO2含量要控制得更低一些的主要因素,它決定了銅基催化劑的活性和使用壽般控制在3%。天然氣一段蒸汽轉化的新鮮合成氣命。硫一般以HS和COS形式存在。只要有極少量[(H2-CO2)(CO+CO)=28]中,CO2含量最高達7%~的硫在銅基催化劑表面生成穩定的CuS,覆蓋在催9%是由轉化條件決定的?；瘎┍砻?就會(huì )使銅基催化劑活性衰退,而且永久為了解決惰性氣、H2和CO2的積累問(wèn)題,可以中毒。因此在甲醇合成中要嚴格控制好新鮮氣的總通過(guò)調節合成系統壓力和弛放氣調節閥來(lái)維持情硫含量,使(HS+COS)含量不大于0.ug/go性氣和有效氣體成分的穩定。合成氣放空不能簡(jiǎn)單在甲醇合成生產(chǎn)中,如發(fā)現系統壓力逐漸上升地認為是通過(guò)排放惰性氣以維持入塔氣組成的穩而其他工藝狀況比較穩定時(shí),應首先考慮到新鮮氣定,其實(shí)質(zhì)主要是調節入塔氣中H2、CO2和惰性氣的硫含量,并且及時(shí)分析。若硫含量超標要采取減的過(guò)剩程度。量或緊急停車(chē)等措施保護催化劑。實(shí)踐證明,在指標范圍內盡可能提高CO含量、中國煤化工劑的危害程度比硫降低CO2含量,對于減少合成弛放氣量、提高甲醇還CNMHG中因原料選擇不當產(chǎn)率是有利的。在催化劑使用后期,容易造成CO2帶人或在便用中由汽系統帶入,因此應搞好鍋爐積累,在這種情況下,過(guò)量的CO2實(shí)際上充當了惰水處理,如能在入合成塔新鮮合成氣增設脫氯保護5期李瓊玖等,甲醇合成氣的制取與等壓合成創(chuàng )新工藝的發(fā)展前景裝置則更佳。弛放氣熱值僅相當于天然氣熱值的1/3,因此熱效223循環(huán)氣中甲醇含量對甲醇合成的影響率大大降低。從高熱值的天然氣轉化成低熱值的合入塔循環(huán)氣中甲醇含量應盡可能低,這樣有利成氣CO+H2,需消耗大量熱能和壓縮動(dòng)力,所以熱于合成甲醇反應的進(jìn)行,也可避免二甲醚、高級醇能損失很多,一段法每噸甲醇天然氣消耗量一般在等副產(chǎn)物的生成。1000-1050m3(標準)。一段法轉化壓力較低(2~人塔氣中的甲醇含量與水冷器水冷溫度有關(guān)。3MPa),轉化溫度都較低(830℃),而CH4蒸汽轉化成水冷器的溫度越低,甲醇蒸氣分壓越低,循環(huán)氣中合成氣后體積增加4倍,加上殘余的2%~3%CH,的甲醇含量也越低,所以應盡可能降低水冷器的溫使合成氣中有效氣體的含量較低,致使低壓合成氣度。據有關(guān)資料介紹,當水冷器溫度為30℃,操作合成甲醇的壓縮功較大,增加了能量消耗,且一段壓力為13MPa時(shí),冷卻后氣體中甲醇含量為0.2%~外熱蒸汽轉化輕烴燃料還產(chǎn)生大量煙道氣CO2放03%,壓力為5MPa時(shí)為05%空。有的生產(chǎn)廠(chǎng)為了給合成氣補碳而又建設用溶液另外,入塔氣中甲醇含量與甲醇分離器的分離吸收煙道氣中的CO2,然后將CO2再生出來(lái),再加壓效果有關(guān)。結蠟是造成分離器分離效果差的主要原補充到甲醇合成氣中,以通過(guò)降低氫碳比,減少循因,分離器液位過(guò)高也會(huì )使循環(huán)氣中甲醇含量偏環(huán)氣中的弛放氣量,從而降低原料氣消耗,并提高高,這樣不僅縮短了循環(huán)壓縮機的使用壽命,還造設備生產(chǎn)能力。這種方法從表觀(guān)看來(lái)可節氣增產(chǎn),成副反應增加,導致烷烴、醚烴、髙級醇及其他雜質(zhì)但實(shí)際上回收煙道氣中CO2增加的能量消耗,是得的生成。這給生產(chǎn)高純度的精甲醇帶來(lái)閑難和要增不償失的。加污染物的處理,因此要定期煮蠟。同時(shí),應避免開(kāi)三一段純氧轉化工藝為了開(kāi)車(chē)和保障自熱部停車(chē)處理不當,當催化劑在210℃左右與原料氣接分氧化,需提供二段轉化較高溫度的氣源作一段轉觸時(shí),將導致蠟的生成?；瘹?>650℃),而設外熱蒸汽轉化負荷為10%3甲醇合成氣的制取與等壓合成的創(chuàng )新工藝15%,則其余85%-90%的CH4均由換熱轉化和二3.1輕烴轉化制甲醇合成氣的工藝創(chuàng )新段爐純氧自熱轉化承擔。二段爐自熱轉化系由CH43.1.1一段外熱蒸汽轉化法與三一段純氧轉化工藝在爐內同氧燃燒反應提供熱量,相當于外熱蒸汽轉輕烴轉化的等壓合成甲醇工藝,成為當今節能化的煙道氣中的CO2全部混在轉化氣中,不需要再減排的創(chuàng )新工藝。我國以輕烴為原料的年產(chǎn)幾百萬(wàn)從煙道氣中吸收CO2再生后經(jīng)壓縮混入,就可以直噸甲醇廠(chǎng),如采用三一段(外熱蒸汽轉化、換熱轉化接調整轉化氣氫碳比為2。二段轉化爐設備系高溫和自熱轉化)純氧轉化工藝改造,可以增產(chǎn)50%襯里結構,可適應高的轉化溫度(約1000℃),于是轉100%、節氣20%-30%、CO2減排50%-80%。對現有化氣殘余的CH4含量可小于05%,有效氣成分大生產(chǎn)工藝與裝置進(jìn)行三一段純氧轉化創(chuàng )新技術(shù)改提高,因而合成原料氣可達到接近甲醇合成理論造成為最佳的工藝選擇。的物質(zhì)的量比。由于轉化溫度高,變換反應所含輕烴主要成分由C1、C2、C3組成,如天然氣CO2含量較低,CO含量較高,合成甲醇生成的HO油伴生氣、煤層氣、煉廠(chǎng)氣等均以C1組分CH4為就較少,而分離出的甲醇濃度提高(達96%-98%)主。以含近100%CH4的天然氣生產(chǎn)甲醇為例,現降低了甲醇精餾蒸汽消耗量。有生產(chǎn)廠(chǎng)絕大多數都采用低壓一段外熱蒸汽轉化三一段純氧轉化有以下特點(diǎn)法制取合成氣(CO+H2),然后加壓合成甲醇,這樣合①轉化壓力可由2~3MPa提高到5~55MPa,成氣未能達到甲醇合成cO+2H2→CHOH)理論的實(shí)現等壓合成,省去了合成氣壓縮機,可節省投資HCO=2(物質(zhì)的量比,下同)。傳統一段蒸汽轉化合費用和動(dòng)力消耗。由于裝置單元簡(jiǎn)化,有利于長(cháng)周成氣組分CH4+H2O→CO+3H2,其H/CO=3,于是多中國煤化工出1個(gè)H2,需在合成循環(huán)氣中弛放出來(lái)[每噸甲醇CNMH汽轉化的氫碳比弛放氣量高達1500m(標準),造成大量高壓精制合28降低到約2,提高了有效氣體成分,且CO2含量成氣弛放到一段蒸汽轉化爐外作常壓加熱燃料,其低而消耗的H2量和生成的H1O少;粗甲醇含水量中外能源一·y4SINO-GLOBAL ENERGY2008年第13卷降低,精餾消耗熱能減少;合成氣消耗量降低,弛放由于轉化化學(xué)平衡最終決定于水蒸氣變換平氣量減少。衡,于是轉化氣CO+H2中含有一定量的CO2,含量③三一段純氧轉化比傳統的一段外熱蒸汽轉由轉化溫度高低和水蒸氣含量所決定。溫度高,水化法減少85%-90%的燃料氣,同時(shí)降低相應的CO2蒸氣少,則CO含量高,CO2含量低;反之,則CO含排放量量低,CO2含量高。因此,部分氧化法比蒸汽轉化法31,2傳統一段外熱蒸汽轉化與三一段純氧轉化反制得的轉化氣更有利于甲醇合成。應原理單一部分氧化每噸甲醇的CH理論耗量為①傳統一段外熱水蒸汽轉化(H/CO=3)700m/(標準)需加入純氧280m/t(標準),實(shí)際消耗CH4+H,0--+C0+3H2-206 3kJ/mol量還要大于此值。②三一段純氧轉化由此可見(jiàn),三一段純氧轉化可調整轉化氣組蒸汽轉化(HyCO=3)使(H2CO2)/(CO+CO)=2。CH+H,0-+Co+3H2-2063kJ/mol313三一段純氧轉化制甲醇合成氣工藝流程及主外熱轉化10%~15%,換熱轉化15%-20%。要消耗指標部分氧化(H2/CO=2):天然氣三一段純氧轉化制甲醇合成氣工藝流程如圖1所示,主要消耗指標見(jiàn)表2。CH4+02C0+2H,+356kJ/mol自熱轉化:空分換熱轉化第一階段發(fā)生全部氧氣與過(guò)量CH中以等當量的O2進(jìn)行氧化反應:天然氣15%汽轉化三段純氧轉化[甲醇合成CH4+202CO2+2H20+803kJ/mol(1第二階段剩余CH4發(fā)生轉化反應圖1天然氣三一段純氧轉化制甲醇合成氣工藝流程CH+H0-+C0+3H2-2063kJ/mol (2)表2三一段純氧轉化工藝與一段外熱蒸汽CH+C02+2C0+2H2-248kJ/mol (3)轉化工藝消耗指標對比上述反應(1)+(2)x2+(3)簡(jiǎn)化:一段純氧轉化段外熱蒸汽轉化然氣(標準(m3tl000-1050CH+02--C0+2H2+356kJ/mol氧(標準ym3t因此在轉化反應中一般認為甲烷自熱催化轉電kWh空分耗電約180未計入精餾化的原理第一階段發(fā)生CH4的氧化反應,第二階自給平衡自給平衡4高壓合成氣等壓合成甲醇技術(shù)的推廣應用段發(fā)生3CH的轉化反應,即綜合上述反應原理,41輕烴三一段純氧轉化等壓合成甲醇三一段純氧轉化可調整轉化氣達到接近(H2-CO2合成氣CO+H2)合成甲醇最早采用30MPa高壓CO+CO)=2的要求。法,隨著(zhù)研發(fā)出高活性催化劑開(kāi)始降為13MPa中壓CH4在二段轉化爐中進(jìn)行的反應過(guò)程是上部燃法,直至降到目前廣泛應用的5MPa低壓合成法。燒,下部轉化,即明顯地分層反應。理論計算表明,合成壓力的降低不但降低了設備投資,而且甲醇的在催化劑上部只進(jìn)行氧化反應(1),則反應氣體從開(kāi)氣液分離過(guò)程也是經(jīng)濟合理的。由于在5MPa下合始溫度300-400℃躍升至2000-2300℃。一般在成甲醇,其蒸汽在水冷40℃下可以全部冷凝成液相1350-1670℃左右,再在下部催化劑層催化反應后經(jīng)氣液分離后,便得到粗甲醇液體。低壓合成甲醇出口溫度在980-10℃右,催化劑耐熱溫度最高為制V山中國煤化工條件。等壓合成已在1250℃。在CNMH化制取合成氣中CH4轉化生產(chǎn)甲醇合成氣總化學(xué)反應式:實(shí)施。當時(shí),我國在山東齊魯石化就引進(jìn)10×10va5CH4+H,0+202+5CH_OH+H2渣油等壓合成甲醇裝置,生產(chǎn)了近30a。第5期李瓊玖等,甲醇合成氣的制取與等壓合成創(chuàng )新工藝的發(fā)展前景35天然氣三一段純氧轉化有利于提高轉化壓力,1330℃,然后進(jìn)催化劑床自熱催化轉化,出口轉化在5.5MPa等壓下合成甲醇。三一段轉化工藝可以氣(殘余0.5%CH)進(jìn)入換熱轉化爐作熱源。解決高壓高溫對設備的苛刻條件和設備大型化條422×60×10%v/a粉煤氣化配水電解氫等壓合成甲醇件的限制,三一段轉化原料氣作如下分配4.2.1煤制甲醇工藝技術(shù)①外熱蒸汽轉化負荷10%-15%。轉化爐采用①粉煤純氧氣化造氣(H1/CO=0.5)圓筒底燒爐。對流段設在爐頂上方,主要負擔原料2(CH)+O22C0+H,氣加熱(加熱爐功能),同時(shí)也承擔部分蒸汽轉化為氣化過(guò)程中還有CO2生成(殼牌技術(shù)為15%純氧轉化爐(二段爐)的功能。點(diǎn)火后可保證穩定二2%CO2),煤中硫轉化為HS。段爐燃燒自熱轉化反應,爐管轉化溫度維持在②甲醇合成700℃左右。在目前生產(chǎn)廠(chǎng)爐管的轉化壓力為3氧化碳合成甲醇(HCO=2)4MPa、溫度為800~830℃的條件下,同提高壓力為CO+2H2CHOH5.5MPa、轉化溫度為700℃下的爐管管壁高溫強度二氧化碳合成甲醇(HCO2=3):相當,爐管安全可靠,集氣總管占轉化氣量小,管徑CO2+3H2--CH3OH+H20不大,高合金管易于制造供應。因CO+H2中含CO2,合成甲醇的(H2-CO2)/C②換熱轉化爐負荷15%-20%,利用純氧轉化CO2)=2(一般配比在2.05)爐出來(lái)的約1000℃轉化氣作加熱熱源進(jìn)行蒸汽轉粉煤純氧氣化生產(chǎn)甲醇合成氣,因其CO含量化。該爐采用內襯里圓筒型內置轉化管結構,爐管很高需要把CO變換成H2和CO2或CO不變換配壓差小。設備緊湊,高溫襯里出口管直接廢鍋。由于人純H2來(lái)達到甲醇合成的物質(zhì)的量比。粉煤氣化等壓合成不用合成氣壓縮機而省去了蒸汽透平高中的硫化物需要脫除回收硫磺,以免使甲醇合成催壓蒸汽,而將二段爐出口轉化氣的高位熱能用作換化劑中毒。于是,粉煤氣化制合成氣需要脫硫和變熱蒸汽轉化熱源,從1000℃降到860℃后再入廢鍋換并脫除CO2。若配入氫,則可免去CO2脫除,僅需副產(chǎn)高壓蒸汽,用作轉化工藝蒸汽和驅動(dòng)循環(huán)機透將硫化物脫除。平。副產(chǎn)高壓蒸汽用作工藝動(dòng)力平衡尚有富裕,還如在二期增建60×10M/a水電解制氫配入合成可以用作鍋爐給水泵和循環(huán)冷卻水泵蒸汽透平用甲醇裝置,其反應:汽平衡。設置換轉化爐回收高位熱能降低原料天然2C0+H2+3H2-+2CH,OH氣的消耗,可節省燃料氣并減少煙道氣中CO2的排則可增產(chǎn)一倍甲醇,并免去CO變換工序和脫放量CO2工序,實(shí)現CO2零排放。③在入二段爐的轉化氣中加入原料氣15%4.2.2先建60×10ta粉煤氣化等壓合成甲醇裝置20%混合。同入燒嘴的蒸汽和氧氣混合向下流匯60x10%t/a殼牌65MPa粉煤氣化等壓合成甲醇合,在爐上部空間的高溫氣體中燃燒,提高溫度至裝置工藝流程見(jiàn)圖2。粉煤80xl0taCO2放空91.6x10t/a液氧|O6.5MPa硫CO|DDs鐵堿aMDEA活化5MPa甲基二乙醇甲醇|精甲醇泵空分殼牌粉煤氣廢鍋流程變換液脫硫胺脫CO2脫硫「甲醇合成「精餾60×10%/a圖260×10t/a粉煤氣化制甲醇工藝流程裝置主要單元采用的先進(jìn)工藝技術(shù)組合:液氧是,可不需開(kāi)空分,但粉煤加壓需用壓縮氮氣作動(dòng)泵低壓深冷空分內壓縮工藝,液氧由泵加壓到裝置力,需用空分放空的氮氣,需開(kāi)空分供氮,而空分氧內氣化回收冷量后按照煤氣化所需壓力供氧,液氧氣中國煤化工電力供水電解用,泵比采用氧氣壓縮機安全可靠。采用兩套空分是為為煤CNMHG的作用。第二套甲醇采用水電解配氫達到CO2零排放時(shí),水42.3再建60×10%/a水電解配氫聯(lián)產(chǎn)甲醇裝置電解分離出的氧氣可滿(mǎn)足第一套煤氣化用氧。于水電解氫聯(lián)產(chǎn)甲醇主要單元組合:①用水電解中外能源SINO-GLOBAL ENERGY2008年第13卷產(chǎn)生的氧替代空分制氧供粉煤氣化用,空分閑置后型水電解裝置(先選具有條件的生產(chǎn)廠(chǎng)開(kāi)發(fā),建設可用于粉煤氣化發(fā)電。②聯(lián)產(chǎn)甲醇即可停用耐硫變套低電耗的水電解制氫工業(yè)生產(chǎn)試驗裝置,取得換和脫CO2裝置生產(chǎn),免去CO2排放。③合成和精數據后放大)。餾并聯(lián)一套裝置。④新建水電解制氫、氧裝置,為了水電解配氫制甲醇與粉煤氣化制甲醇聯(lián)合工降低電耗,需開(kāi)發(fā)出每立方米氫耗電lkWh的新藝流程見(jiàn)圖3。6. 5MPaDDs鐵堿aMDEA活化干法5MPa甲醇精甲醇泵空分殼牌粉煤氣Co變換液脫硫甲基二乙醇匕廢鍋流程胺脫CO2甲醇合成精餾60×10h/a兩套合成精甲醇水電解60x10/a圖3水電解配氫制甲醇與粉煤氣化制甲醇聯(lián)合流程5煤炭能源化工綜合發(fā)展建議的20×10t煤炭中,取出12×10%煤炭通過(guò)煤炭清潔51我國合成氣工業(yè)綜合發(fā)展的產(chǎn)品開(kāi)發(fā)轉化生產(chǎn)8×10%t甲醇載體增能利用,可生產(chǎn)產(chǎn)品甲當代的科技發(fā)展已形成各類(lèi)學(xué)科的滲透、交叉醇油4×10,二甲醚1×10%,乙、丙烯0.5×10%,甲醛和綜合發(fā)展。例如在合成氣生產(chǎn)工業(yè),從制取合成化工0.5×10%,合成氨0.5×10%(可加工成尿素0.85氣(CO+H2+N2)出發(fā),由于合成甲醇僅需用cO+H2組10%),煤渣制水泥4x10%,回收硫磺0.24×10t,免去分,弛放出的CO、H2、N2,可用于合成氨;CO+H2是CO2排放30×10%。生產(chǎn)甲醇的基本原料,CO變換成H2和CO2又是合在15~20a內完成煤制甲醇結構調整,12×l0成氨加工成尿素的原料氣,可以做到物盡其用,既煤炭年產(chǎn)值可達364萬(wàn)億元,還未計人8x10t煤能增加產(chǎn)品品種和產(chǎn)量,又免除CO2放空。利用煤煉焦生產(chǎn)鋼鐵和發(fā)電(改為燃氣發(fā)電)以及建材、化炭制取的合成氣生產(chǎn)甲醇并進(jìn)行聯(lián)產(chǎn)合成氨、尿工等用煤的產(chǎn)值。以2007年國民經(jīng)濟總產(chǎn)值248萬(wàn)素,可做到資源利用率高、投資省、效益好,并可推億元為基數,按年增10%計,15a后可達到372萬(wàn)億動(dòng)氮肥工業(yè)生產(chǎn)轉型,發(fā)展成為集燃料與化肥生產(chǎn)元,屆時(shí)煤炭轉化產(chǎn)值按每年364萬(wàn)億元帶動(dòng)相為一體的特大型產(chǎn)業(yè),在國民經(jīng)濟中發(fā)揮舉足輕重關(guān)產(chǎn)業(yè)10倍計的產(chǎn)值為364萬(wàn)億元,即煤炭能源的作用?；ぎa(chǎn)業(yè)可占國民經(jīng)濟總產(chǎn)值的10%左右。12x10%t52煤化工發(fā)展規劃建議煤制甲醇與二次利用的產(chǎn)品鏈如圖4所示,其產(chǎn)品假設投資25萬(wàn)億~3萬(wàn)億元,從我國每年生產(chǎn)產(chǎn)值及利潤匡算見(jiàn)表3。聚乙烯空分甲醇油豪丙烯甲醛商聚甲醛氣化甲醇樹(shù)脂干粉甲醛脲醛樹(shù)脂樹(shù)脂液其他甲醇化電力中國煤化工煤渣)水泥回收硫磺合成氨CNMHG圖4煤炭轉化制甲醇產(chǎn)品鏈說(shuō)明:采用該工藝流程原料煤炭元素接近100%利用,免去CO2排放第5期李瓊玖等,甲醇合成氣的制取與等壓合成創(chuàng )新工藝的發(fā)展前景表312x10煤炭制甲醇燃料與化工產(chǎn)品產(chǎn)值及利潤匡算產(chǎn)品產(chǎn)值利潤甲醇油4x1O%×3500元A=14000億元4x10tx2000元/=8000億元乙、丙烯05×10t14000元=7000億元05×10×7000元/=3500億元二甲醚1×10%×5000元=5000億元1×10%t×3000元/=3000億元甲醛化工05×10x10000元/=5000億元05×10tx6000元A=3000億元尿素085×101x2500元/=2125億元085×0Ax1000元/=850億元水泥4×10×700元=2800億元4x10t300元=1200億元024×10%tx2000元/=480億元024×10tx1500元/t=360億元合計36405億元9910億元建議分步實(shí)施上述規劃,可先選擇1-2個(gè)點(diǎn)建50010-1000×10h/a級的煤制甲醇化工基地。設8×60×10%t/a煤制甲醇化工示范基地,實(shí)施成功后全面推廣,再在產(chǎn)煤地區分別建設一百個(gè)年產(chǎn)(編輯周溪華)Prospect of Innovatory Process for Methanol Syngas Preparationand Methanol Isopiestic SynthesisLi Qiongjiu, Meng Zhonglin, Du Shiquan, Liao Zongfu, Zhao Yuexing(iiu Energy Chemical Engineering Development Design Scienceand Technology Company, Sichuan Chengdu 610012)high-pressure(at SMPa)syngas preparation methanol isopiestic synthesis is adopted in moderm indusia[Abstract] This article presents the development of methanol synthesis process, points out that the process ofduction, and analyses the influence of syngas upon methanol synthesis. The paper emphatically illustratesinnovatory process for methanol syngas from light hydrocarbon conversion--pure oxygen conversion processconsisting of external heat steam conversion, heat exchange conversion autothermal conversion, including itscharacteristics, principle, process flow, and primary indexes of material and energy consumption, and the processis compared with traditional process. The paper also cites examples to illustrate the popularization and applition of the technology of methanol isopiestic synthesis with high-pressure syngas. Finally, the article puts forththe suggestion of product development planning frame for China to develop coan energy chemical industrycomprehensively[Keywords] light hydrocarbon; coal; high-pressure syngas preparation; isopiestic敬告誒者200年以來(lái),本刊來(lái)稿數量和來(lái)稿質(zhì)量均有較大的提高,這體現H中國煤化工。為了促進(jìn)科技成果的快速傳播,更好地服務(wù)于廣大讀者,經(jīng)北京市新聞出版局批準CNMHG刊自2090年1月開(kāi)始,刊期由現在的雙月刊變更為月刊。2009年《中外能源》定價(jià)為人民幣18元/期,全年12期定價(jià)216元(含郵寄費)。本刊2009年征訂工作已經(jīng)開(kāi)始,歡迎訂閱。訂閱請撥打010-64295183,與本刊發(fā)行部謝先生聯(lián)系。