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    当今社会,甲醇合成工业的生产规模一方面向大型化发展,因为甲醇的生产规模越大,生产成本反而越低。另一方面向高度自动化方向发展,并与其他化工产品联合生产,例如氨与甲醇的联产等。近几十年来,甲醇生产在生成路线、生产规模、节能降耗、自动化、及与其他化工产品联合生产等方面均有突破性进展,但技术上的革新空间仍然很大,因此我们仍需不断改革,发展新技术。
    1 生产工艺选择
    (1)煤制甲醇
        我国煤炭储蓄量非常丰富,可以提供丰富的原材料生产甲醇,另外,我国现代化建设步伐越来越快,对各种化工产品需求量也越来越多。为了满足我国高速发展的需求,我们需要用甲醇来合成多种化工产品[4]。因此,我国发展煤制甲醇工业具有重大的研究价值。
    (2)天然气制甲醇
        天然气也是工业制甲醇的主要途径,但也有其缺点,催化过程复杂,副产物较多。另一方面,天然气资源较稀缺,而且天然气地域分布极不均匀,所以国家对天然气制甲醇颁布了有关政策进行限制[5]。另外,我国天然气价格一年比一年高,不太适合用来生产甲醇,也不利用促进我国甲醇工业的长期发展。因此相比较来说煤制甲醇有更好的发展前景,本设计选择以煤为原料符合当前形势。
    2 生产工艺设计
    2.1 工艺原理
    反应方程式     2H2 + CO → CH3OH
      空气               二氧化碳        
           氧气                                    驰放气
    煤     渣                                         

          渣                                               产品甲醇
    图1  煤制甲醇的工艺流程
     煤制甲醇的工艺流程
        从图中可以知道,煤制甲醇的过程主要有空气的分离、煤的气化、一氧化碳转化、合成气的净化、甲醇的合成及甲醇的精馏等单元[6]。首先把煤制成煤浆,煤浆与适量空气在气化炉内生成合成气,在变换工段将一部分一氧化碳氧化转换为二氧化碳,其目的是用以调节碳氢比,以满足工艺要求。合成气进入净化工段被除去大部分的二氧化碳以及硫化物,净化后的合成气进入甲醇合成塔反应,生成粗甲醇,最后再进入精馏系统得到精甲醇,废水送往废水处理系统[7]。
    2.2 煤的气化
    2.2.1 煤气化技术选择
    煤的气化技术在煤制甲醇技术中占有很高的地位,按气化炉内煤与气化剂的接触方式区分,煤气化工艺的种类有:固定床气化工艺、流化床气化工艺以及气流床气化工艺[8]。
    固定床气化工艺是指直接对煤进行气化,气化剂从气化炉底部进入,煤从气化炉顶部进入,两种物质会发生逆流接触,而气体的上升速度快,煤料下降速度慢,几乎固定不变。它的缺点是耗费水资源多,生产能力较低,废水处理技术存在严重问题,并且工艺流程复杂,不宜用于大型制甲醇工业,在未来的工业发展中很可能被淘汰。
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