年产30万吨甲醇工艺设计(2)
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
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。