天然气制甲醇工艺研究.docx

天然气制甲醇工艺研究一、发展天然气制甲醇的需求甲醇是一种广泛运用的燃料和化工原料。目前作为替代汽、柴油或添加的燃料，可以与汽油一同生产出M15,M30等车用燃料；作为化工原料，可以生产甲醛、二甲醛、烯煌等等。发展天然气制甲醇产业，能够提高产品附加价值，缓解低气价矛盾，提升天然气化工回收率。相对比煤炭制甲醇，由于天然气主要成分甲烷的热值更高，所以其耗能更低；另外因为天然气是清洁能源,符合今年碳中和、碳达峰等环保政策，相较于煤炭，其中含有硫氮混合物，所以使用用天然气生产甲醇，污染程度更小。二、天然气制甲醇的主要工艺流程在工业中，天然气制甲醇的工艺分为两个大步骤，其一，用催化裂解转化工业原料形成合成气；其二，利用合成气进行催化合成，生产甲醇产品。在工艺上，制备甲醇的合成气分为水蒸气转化、部分氧化和自然转化。Io关于合成气的制备流程合成气是以氢气、一氧化碳为主要成分的气体，在天然气制备合成气中，常用转化方法为蒸汽转化法。该方法是通过甲烷与水蒸气反应,在镇催化的条件下，生成氢气和一氧化碳。在具体的制备过程中，需要加入二氧化碳，减轻氢碳比，从而优化催化性能。在实际操作中，还需要对天然气原料进行脱硫处理，处理方式是将天然气通入中间转换器，添加氢气进行提纯，再通入脱硫热管。氢化反应中是对一些微量有机物发生加成反应，在Ni-Mo催化剂的作用下，实现氢化处理。在脱硫热管处理后，将气体导入氧化锌脱硫槽进行脱硫反应。在经过脱硫处理后，将脱硫气体导入脱硫中间热交换器中，实现热量的短循环，并使之导入反应装置饱和塔中，使得气体直接与工艺含醇水和工艺冷凝水接触，提高气体的蒸汽饱和度。通过精微处理的杂醇油也重新流回到饱和塔中，与热交换后的脱硫气体混合。在蒸汽转化工艺中，高温同时会发生两个反应，反应一是甲烷与水蒸气反应生成氢气和一氧化碳，反应二是二氧化碳与甲烷在高温反应生成甲醇和水。由于水既是反应一的反应物，也是反应二的产物，如何控制温度和水蒸气用量，是提高产物的选择性的关键。在工业生产中，在400摄氏度下，生成合成气的产率最高；在650度时，反应二的甲醇产率最高。利用反应二，还能有效解决氢气过剩问题。2o关于甲烷的部分氧化工艺甲烷的处理分为催化氧化和非催化氧化。非催化氧化中，一般以氧气和甲烷在1100到1400摄氏度进行氧化反应。由于是非催化氧化,其对反应温度的条件要求相当苛刻，而且对设备要求较高，许多工厂的设备在老化后亟需维护。另外，该反应还需要进行热回收，通常是利用冷凝水回流的方式进行，这样能够有效提高效率，减少热损失。在催化氧化中，对设备要求更高，主要应用蜂窝反应器、流化床反应器，通过局部的硬化反应，进行制备。在氧化过程中，催化剂的使用降低反应活化能，使得反应温度更低，通常为750度，减少了能源损失。三、西南地区天然气供应现状西南地区甲醇生产的主要厂商包括，玖源化工，宝茂，川维，卡贝乐等等。其中，玖源化工的年产能为50万吨/年，卡贝乐为85万吨/年，川维为87万吨/年，都占据着相当大的市场份额。重庆川维的天然气制甲醇有自己的设备，但其均为外销，没有自带下游工厂。川维是中石化下属企业，使用中石化的天然气，而其他重庆地区的甲醇企业一般都是使用中石油的天然气。四、小结天然气作为在煤炭、石油后又一化石能源,污染更小，热值更高，仍以西南和西北地区工厂使用为主。在今年环保政策的支持下，天然气作为清洁能源势必能有更广阔的发展空间。