由煤制甲醇及其多种下游产品的工艺及催化剂的选择教案.ppt

王栋、李磊磊、杨振剑 2014年03月27日 由煤制甲醇及其多种下游产品的工艺及催化剂的选择 提 纲 煤制甲醇 我国煤制甲醇发展概况 煤制甲醇工艺及催化剂选择 甲醇制下游产品的工艺及催化剂选择 我国煤制甲醇技术发展动向 我国煤制甲醇发展概况 近年来，我国甲醇行业走上了快速发展的轨道，产能产量快速增长。据统计，2012年国内甲醇产能约5300万t/a（包含无效、产粗醇以及新投产装置但未有商品量产能），产量2640万t，同比增长15.08%。 甲醇原料结构中，煤、焦炭占66%，天然气占19%，焦炉气占15%。2012年，我国新增甲醇产能约500万t/a（包括建成未投产），大多采用先进煤气化技术，少部分以焦炉气为原料。随着先进的气流床气化技术在大型煤制甲醇项目中得到应用，煤制甲醇的比重会进一步增大。 煤制甲醇工艺及催化剂选择 煤制甲醇典型工艺示意图 由煤经煤气化制取合成气，再由合成气在催化剂条件下合成甲醇，是煤制甲醇的典型工艺流程。 决定性工艺：气化和合成 煤制甲醇工艺及催化剂选择 煤制甲醇气化工艺选择 1、选择原则 煤种不同 适用性 稳定运行 可靠性 市场竞争力 先进性 成本控制 经济性 煤制甲醇工艺及催化剂选择 煤制甲醇气化工艺选择 2、煤制甲醇气化工艺种类： 我国煤制甲醇发展概况 近年我国甲醇产能利用率在45%~60%的范围内波动，甲醇产能“相对过剩”。但是如果从生产结构上看国内甲醇有效产能并不充足，将来煤制甲醇可能还有较大的发展空间。 煤制甲醇的应用领域：一是甲醇可以作为汽车燃料，通过推广掺烧15%甲醇汽油，能够节约石油资源；二是可以利用甲醇直接生产乙稀、丙稀、芳烃等，再生产聚乙稀、聚丙稀，以煤化工产品替代石油化工产品，潜力巨大。 煤制甲醇工艺及催化剂选择 煤制甲醇气化工艺选择 3、煤气化工艺比较 大型装置推荐选用气流床煤气化 名称 优点 缺点 固定床 投资低 必须使用块煤，碳转化率低、能耗高、气化强度低、污水含焦油和酚 加压鲁奇炉甲烷含量太高 流化床 煤种适应性较强，燃烧效率较高，对环保压力较小 生产强度低、能耗高 气流床 煤种适应性高，碳转化率高，均大于95％，能耗低、气化强度大、对环保有利 投资较大 煤制甲醇工艺及催化剂选择 煤制甲醇气化工艺选择 4、气流床煤气化工艺选择 4.1干粉气流床技术 干粉煤气化技术是将原料煤磨成符合要求的粉状颗粒，粉煤和气化剂经由高温烧嘴一起送入气化炉，在气化炉内进行充分的混合、燃烧和气化反应。 目前我国煤制甲醇领域的粉煤气化技术主要包括：Shell气化技术、GSP/科林气化技术产、HT-L气化技术、两段式干粉气化技术。 煤制甲醇工艺及催化剂选择 干粉气流床工艺对比 名称 Shell气化技术 GPS/科林 HT-L气化技术 两段式干粉 优点 采用废锅流程，约有15%热能以蒸汽形式回收；大炉型工程经验多，最大单炉投煤量2850t/d 采用激冷流程，结构简单，提供变换流程90%以上的水蒸汽；技术可靠性高，同等规模气化炉投资较Shell低 采用激冷流程，结构简单，提供变换流程90%以上的水蒸汽；唯一达到单炉投煤量2000t/d的国产粉煤气化技术，投资低，可靠性高，单炉年开工率超过330天 利用二次进料使煤气降温，省去煤气冷却器、除尘器等设备，投资降低；拥有废锅和激冷两种流程，可用于IGCC和化工生产 缺点 废锅流程复杂，气化炉整体投资高 无废锅流程，不适用于IGCC等领域 超过2000t投煤量规模的大型炉还在研发过程中 无大炉型工程经验 煤制甲醇工艺及催化剂选择 干粉气流床工艺对比 名称 Shell气化技术 GPS/科林 HT-L气化技术 两段式干粉 烧嘴设置 侧置4~个烧嘴 顶部单烧嘴 顶部单烧嘴 4个或多个对置 气化压力/MPa 2.5~4.0 3~4.0 4.0 3.0~4.0 气化炉规格/mm 3600,3900 4600 2800/3200 3200/3800 2800/3200 3200/3900 碳转化率/% 99 99 99 98 有效气成分/% 86~90 89~92 89~92 90~91 相对工程费用 180 100 90 110 煤制甲醇工艺及催化剂选择 煤制甲醇气化工艺选择 4.2湿法气流床技术 湿法气流床气化是指煤炭以水煤浆的形式与气化剂一起通过喷嘴，气化剂与料浆迅速混合雾化，发生气化反应的过程。 目前我国煤制甲醇领域的水煤浆气化技术主要包括：GE公司德士古气化技术、华东理工大学-兖矿集团四喷