煤气化制甲醇(年产50万吨)研究.docVIP

毕 业 设 计（论 文） (冶金化工系) 题 目 煤气化制甲醇(年产50万吨的研究 专 业 应用化工技术 班 级 姓 名 学 号 指导教师 完成日期 2010年9月20日—2010年12月28日 摘 要 我国石油和化学工业在快速发展的同时，正面临着资源、能源和环境等多重压力。由于我国石油和天然气短缺，煤炭相对丰富的资源特征，加之国际油价的持续高位运行状态，煤炭在我国的能源和化工的未来发展中所处的地位会变得越来越重要。而在国家大力倡导清洁能源替代战略的今天，以煤为原料代替石油生产甲醇清洁燃料以减轻燃煤造成的环境污染，降低中国对进口石油的依赖，意义重大。 本文阐述了甲醇的特性、用途、生产甲醇的方法、煤气化制甲醇合成气及煤气化制甲醇的原理、工艺、流程，产品处理等。重点阐述了煤气化低压法甲醇合成的工艺、流程以及主要设备——合成甲醇反应器，并针对甲醇合成反应器进行了物料衡算和能量衡算。 关键词：煤气化 低压法 甲醇 工艺计算 第一章 绪论 煤化工是以煤为原料经过化学加工，实现煤的转化并进行综合利用的工业。煤化工包括炼焦工业、煤炭气化工业、煤制化学品工业以及其他煤加工制品工业等。 我国是世界最大的煤炭生产和消费国，煤储量占世界储量的45.7%，居世界第一位。目前世界煤储量估计可供人类使用200年，我国煤储量可供利用已刻不容缓。 煤的综合利用包括将煤本身作为一次能源，用煤制造二次能源和化工原料等几个方面，随着经济发展，经过化学加工对煤的综合利用越来越受到人们的关注，将煤炭利用率和附加值、有煤炭深加工后可增值几十甚至几百倍，这给新型煤化工发展奠定了基础。 新型的煤化工产业必将迎来一个蓬勃发展的新时期，成为21世纪的高新技术产业的一个组织部分。作为新型煤化工的一个重要单元技术－－大型先进的煤炭气化技术及气化产品的进一步合作利用，将成为今后的发展的主要方向。 煤的气化是煤或煤焦在高温下发生化学反应将煤或煤焦中有机物转变为煤气的过程。 煤化工发展始于18世纪后半叶，用煤生产煤气；在欧洲当时用煤干馏方法，生产的干馏煤气用于城市街道照明；1840年由焦炭发生炉煤气来炼铁；1875年使用曾热水煤气作为城市煤气。中国1934年在上海建成第一座煤气厂，用立式炉和曾热水煤气炉生产城市煤气。 二次世界大战时期，煤炭气化工业在德国得到迅速发展。1932年采用一氧化碳与氢气通过费-托（Fischer-Tropsch）合成法生产液体燃料获得成功，1934年德国鲁尔化学公司应用此研究成果创建了第一个F-T合成油厂，1936年投产。1935-1945年期间德国共建立了9个合成油厂，总产量达570kt。 二次世界大战后，煤炭气化工业因石油、天然气的迅速发展减慢了步伐，进入低迷时期，煤气主要作为城市煤气及合成氨原料的生产等，直到20世纪70年代成功开发由合成气制甲醇技术，由于甲醇的广泛用途，使煤炭气化工业又重新引起人们重视。 现在，随着气化生产技术的进一步发展，以生产含氧燃料为主的煤炭气化合成甲醇、二甲醚，有广阔的市场前景。其中二甲醚不仅从合成气经甲醇制汽油、低碳烯烃的重要中间体，而且也是多种化工产品的重要原料。甲醇从今年供需情况来看，除了作基本有机化工原料、精细化工原料外，还可以做替代燃料应用，预计需求量将达800~1000万吨／年，到2020年，甲醇需求预计达5000万吨／年。 新型煤化工的主要特点如下： （1）清洁能源是新型煤化工的主要产品。新型煤化工生产的主要产品是洁净能源和可替代石油化工产品。如柴油、汽油、乙烯原料、甲醇、二甲醚等以及一些化工产品。 （2）煤炭—能源—化工一体化。新型煤化工是未来中国能源技术发展的战略方向，依靠煤炭资源，形成煤炭→能源→化工一体化的新兴产业。如煤炭气化联合循环发电技术。 （3）高新技术及优化集成。新型煤化工生产采集用煤转化高新技术，在能源梯级利用、产品结构方面对不同工艺优化集成，提高了整体经济效益。 （4）环境污染得到有效治理，人力资源得到发挥是新型煤化工的一个主要发展方向。 1.3 煤炭气化在新型煤化工中的应用 煤炭气化是发展新型煤化工的重要单元技术。国内近年来加大了对煤炭气化开发和利用，一些新合成工艺和新生产方法的应用技术，使煤炭气化得到迅速发展。 1) 煤炭气化技术 传统的气化技术是利用炼焦炉、发生炉和水煤气炉气