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        蝶閥在煤制甲醇工藝系統的應用

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        如今煤化工産業線遍布全世界各地,煤化工産業鍊的産品和我們生活息息相關。
        煤化工是以煤為原料,通過各種工藝對煤進行深、淺加工獲得不同的煤化工制品。
        據統計,和煤化工相關的産品有數千種,知名企業神華包頭煤化工煤制烯烴産線是把煤變成甲醇,再把甲醇轉化成烯烴,煤制甲醇是一個中間環節産品;另有陝西榆林煤制甲醇項目,煤制甲醇時最終産品。
        在煤制甲醇産線中需要用到各種設備,如泵,閥門,壓縮機等等,本文具體讨論蝶閥在煤制甲醇工藝的應用。

        煤制甲醇生産工藝

        甲醇是一種重要的有機化工原料,而煤是甲醇一個重要原料,甲醇下遊産品有甲醛、醋酸、甲胺、對苯二甲酸二甲脂、甲基叔丁基醚等一系列有機化工産品,在石油資源日益緊張大環境下,甲醇還可作為石化原料來源,當前甲醇生産工藝路線主要有如下四種:

        • 木材或者木質素幹餾法
          此工藝方法是傳統工藝方法,需要消耗大量的木材,這和當前我們提倡退耕還林,保護環境趨勢不符,而且生産效率極其低下,因此此工藝很少應用。
        • 氯甲烷水解法
          氯甲烷水解生産效率較高,産品純度也高,但是生産成本昂貴,應用場合有限。
        • 甲烷部分氧化法
          當前此方法生産技術難度不大,但産品純度不高,因此應用較少。
        • 合成氣化學法
          合成氣來源于煤,焦爐煤氣,天然氣,生産效率高,甲醇純度高,成本不高,是當前主流生産甲醇工藝方法。

        本文讨論合成氣化學法,合成氣化學法制甲醇是德國巴斯夫發明的工藝方法。合成氣化學法生産甲醇的工藝流程如下:


        ▲甲醇生産流程圖

        原料氣制備

        甲醇合成的原料氣主要成分是C0, C02, H2以及少量的CH4和N2,來源于煤炭,焦炭等,主要步驟如下:

        • 煤與空氣中的氧氣在煤氣化爐内制得高CO含量的粗煤氣;
        • 經高溫變換将CO變換為H2來實現甲醇合成時所需的氫碳比。

        在合成甲醇氣體工藝中,影響合成氣制甲醇有兩大因素。
        第一大因素是催化劑因素:工業應用中常用催化劑有銅基催化劑,此外還有未工業化的钯系催化劑,低溫液相催化劑。
        第二大因素是空速:空速直接關系到催化劑的生産能力和單位時間的放熱量,适宜的空速與催化劑的活性、反應溫度以及原料氣體組成有關。

        淨化 工業淨化甲醇從兩個方面淨化
        1)脫除對甲醇合成不利的雜質
        例如硫化物類雜質,工業生産甲醇要求進入反應塔的硫含量需小于0.2PPm,脫硫方法有幹法和濕法。
        2)調節原料氣的組成
        氫氣和氮氣需要調配成合成甲醇所需的比例,調節方法有兩種:第一種方法是把原料氣體中含量過高的一氧化碳通過蒸汽部分轉換方法獲得更多的氫氣。第二種方法是把原料氣體中含量過高二氧化碳通過溶液吸收方法脫碳。
        壓縮
        通過壓縮機将淨化後的合成氣壓縮成合成甲醇所需的壓力,高壓法需要25-30MPa的壓力,中壓法需要10-15MPa的壓力,低壓法需要5MPa的壓力。
        合成
        通過催化劑在不同壓力溫度下合成甲醇,因為在合成甲醇中不可避免産生一些副反應,所以合成的産品是甲醇,水以及其他的有機雜質混合物,即本環節生産的甲醇屬于粗甲醇。
        精餾
        在上一環節的合成的粗甲醇裡面包含的水和其他的有機雜質需要除去,我們可通過精餾法除去雜質,值得注意的是經過精餾後的甲醇仍然會含有少量的水和其他有機物雜質。
        當前工業上精餾甲醇采用兩塔流程和三塔流程,兩塔流程已經可以精餾出純度很高的甲醇,但是能耗大,三塔流程将以往的主精餾塔分為加壓精餾塔和常壓精餾塔,将加壓精餾塔塔頂出來的甲醇蒸汽作為常壓精餾塔的熱源,降低了蒸汽消耗,通常情況下可降低能耗30%。

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