-
走進(jìn)中天
-
產(chǎn)品與服務(wù)
-
企業(yè)實(shí)力
-
公司業(yè)績(jī)
-
-
聯(lián)系我們
-
走進(jìn)中天
-
產(chǎn)品與服務(wù)
-
企業(yè)實(shí)力
-
公司業(yè)績(jī)
-
-
聯(lián)系我們
二氧化碳制甲醇未來將呈現(xiàn)爆發(fā)式增長(zhǎng)？
發(fā)布時(shí)間：
2023-09-19 09:04
隨著國(guó)家對(duì)于2030年碳達(dá)峰時(shí)間的臨近，二氧化碳的綜合利用，以及低碳能源的清潔生產(chǎn)，是目前中國(guó)化工產(chǎn)業(yè)始終追求的方向和目標(biāo)。而甲醇又是化工生產(chǎn)的基礎(chǔ)原料，承載著中國(guó)化工產(chǎn)業(yè)規(guī)模化發(fā)展的重要責(zé)任，甲醇生產(chǎn)的低碳化，以及采用二氧化碳生產(chǎn)甲醇的最新生產(chǎn)方式，將會(huì)掀開中國(guó)化工產(chǎn)業(yè)發(fā)展的新篇章。
甲醇的工業(yè)生產(chǎn)方法主要有天然氣制甲醇、煤或焦炭制甲醇、油制甲醇、二氧化碳制甲醇等。
一、天然氣制甲醇基本情況介紹
天然氣是制造甲醇的主要原料，天然氣的主要組分是甲烷，還含有少量的其他烷烴、烯烴與氮?dú)狻Ｒ蕴烊粴馍a(chǎn)甲醇原料氣有蒸汽轉(zhuǎn)化、催化部分氧化、非催化部分氧化等方法，其中蒸汽轉(zhuǎn)化法應(yīng)用得最廣泛，它是在管式爐中常壓或加壓下進(jìn)行的。
由于反應(yīng)吸熱必須從外部供熱以保持所要求的轉(zhuǎn)化溫度，一般是在管間燃燒某種燃料氣來實(shí)現(xiàn)，轉(zhuǎn)化用的蒸汽直接在裝置上靠煙道氣和轉(zhuǎn)化氣的熱量制取。由于天然氣蒸汽轉(zhuǎn)化法制的合成氣中，氫過量而一氧化碳與二氧化碳量不足，工業(yè)上解決這個(gè)問題的方法一是采用添加二氧化碳的蒸汽轉(zhuǎn)化法以達(dá)到合適的配比，二氧化碳可以外部供應(yīng)，也可以由轉(zhuǎn)化爐煙道氣中回收。
另一種方法是以天然氣為原料的二段轉(zhuǎn)化法，即在第一段轉(zhuǎn)化中進(jìn)行天然氣的蒸汽轉(zhuǎn)化，只有約1/4的甲烷進(jìn)行反應(yīng)。第二段進(jìn)行天然氣的部分氧化，不僅所得合成氣配比合適而且由于第二段反應(yīng)溫度提高到800℃以上，殘留的甲烷量可以減少，增加了合成甲醇的有效氣體組分。天然氣進(jìn)入蒸汽轉(zhuǎn)化爐前需進(jìn)行凈化處理清除有害雜質(zhì)，要求凈化后氣體含硫量小于0.1mL/m³，轉(zhuǎn)化后的氣體經(jīng)壓縮去合成工段合成甲醇。
需要特別說明的是，天然氣制甲醇是《中國(guó)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)指導(dǎo)目錄2023版》中明確限制類發(fā)展，所以想要新建項(xiàng)目，存在政策方面的壁壘和限制。
圖1 《中國(guó)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)指導(dǎo)目錄2023版》中對(duì)于天然氣制甲醇的要求
?
二、煤、焦炭制甲醇
煤與焦炭是制造甲醇粗原料氣的主要固體燃料，是用煤和焦炭制甲醇的工藝路線包括燃料的氣化、氣體的脫硫、變換、脫碳及甲醇合成與精制。用蒸汽與氧氣（或空氣、富氧空氣）對(duì)煤、焦炭進(jìn)行熱加工稱為固體燃料氣化，氣化所得可燃性氣體通稱煤氣是制造甲醇的初始原料氣，氣化的主要設(shè)備是煤氣發(fā)生爐，按煤在爐中的運(yùn)動(dòng)方式，氣化方法可分為固定床（移動(dòng)床）氣化法、流化床氣化法和氣流床氣化法。
國(guó)內(nèi)用煤與焦炭制甲醇的煤氣化一般都沿用固定床間歇?dú)饣ǎ簹鉅t沿用 UCJ爐，在國(guó)外對(duì)于煤的氣化，已工業(yè)化的煤氣化爐有柯柏斯-托切克（Koppers-Totzek）、魯奇（Lurge）及溫克勒（Winkler）三種，還有第二、第三代煤氣化爐的爐型主要有德士古（Texaco）及謝爾-柯柏斯（Shell--Koppers）等。用煤和焦炭制得的粗原料氣組分中氫碳比太低，故在氣體脫硫后要經(jīng)過變換工序，使過量的一氧化碳變換為氫氣和二氧化碳，再經(jīng)脫碳工序?qū)⑦^量的二氧化碳除去。原料氣經(jīng)過壓縮、甲醇合成與精餾精制后制得甲醇。
需要特別說明的是，煤制甲醇是《中國(guó)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)指導(dǎo)目錄2023版》中明確限制類發(fā)展，所以想要新建項(xiàng)目，存在政策方面的壁壘和限制。
三、油制甲醇
工業(yè)上用油來制取甲醇的油品主要有二類：一類是石腦油，另一類是重油。
原油精餾所得的220℃以下的餾分稱為輕油，又稱石腦油，以石腦油為原料生產(chǎn)合成氣的方法有加壓蒸汽轉(zhuǎn)化法，催化部分氧化法、加壓非催化部分氧化法、間歇催化轉(zhuǎn)化法等。用石腦油生產(chǎn)甲醇原料氣的主要方法是加壓蒸汽轉(zhuǎn)化法。石腦油的加壓蒸汽轉(zhuǎn)化需在結(jié)構(gòu)復(fù)雜的轉(zhuǎn)化爐中進(jìn)行，轉(zhuǎn)化爐設(shè)置有輻射室與對(duì)流室，在高溫、催化劑存在下進(jìn)行烴類蒸汽轉(zhuǎn)化反應(yīng)。石腦油經(jīng)蒸汽轉(zhuǎn)化后，其組成恰可滿足合成甲醇之需要。既無需在轉(zhuǎn)化前后補(bǔ)加二氧化碳或設(shè)二段轉(zhuǎn)化，也無需經(jīng)變換、脫碳調(diào)整其組成。重油是石油煉制過程中的一種產(chǎn)品，根據(jù)煉制方法不同，可分為常壓重油、減壓重油、裂化重油及它們的混合物。
以重油為原料制取甲醇原料氣有部分氧化法與高溫裂解法兩種途徑。裂解法需在1400℃以上的高溫下，在蓄熱爐中將重油裂解，雖然可以不用氧氣，但設(shè)備復(fù)雜、操作麻煩、生成炭黑量多。重油部分氧化是指重質(zhì)烴類和氧氣進(jìn)行燃燒反應(yīng)，反應(yīng)放熱，使部分碳?xì)浠衔锇l(fā)生熱裂解，裂解產(chǎn)物進(jìn)一步發(fā)生氧化、重整反應(yīng)，最終得到以H2、CO為主，及少量CO2、CH4的合成氣供甲醇合成使用。重油部分氧化法所生成的合成氣，由于原料重油中碳?xì)浔雀撸铣蓺庵幸谎趸寂c二氧化碳含量過量，需將部分合成氣經(jīng)過變換，使一氧化碳與水蒸氣作用生成氫氣與二氧化碳，然后脫除二氧化碳，以達(dá)到合成甲醇所需之組成。合成后的粗甲醇需經(jīng)過精制，除去雜質(zhì)與水，得到精甲醇。
需要特別說明的是，目前中國(guó)并無油制甲醇項(xiàng)目，并且油制甲醇經(jīng)濟(jì)性不及其他化工品的生產(chǎn)，所以該法存在不可行。
四、二氧化碳制甲醇
二氧化碳制甲醇，是目前最新的甲醇生產(chǎn)方式。具體流程為經(jīng)過凈化后的二氧化碳和氫氣原料混合氣送原料壓縮機(jī)增壓，升壓后的原料反應(yīng)氣與來自經(jīng)循環(huán)壓縮機(jī)增壓的循環(huán)氣混合成入塔氣，入塔氣經(jīng)預(yù)熱器與出塔氣換熱后升溫到適當(dāng)?shù)臏囟冗M(jìn)入合成塔進(jìn)行合成甲醇反應(yīng)，反應(yīng)后的出塔氣經(jīng)預(yù)熱器換熱后經(jīng)冷卻器進(jìn)一步冷卻，再經(jīng)氣液分離器分離，氣液分離后的大部分出塔氣回循環(huán)壓縮機(jī)升壓后繼續(xù)參與合成反應(yīng)，另外一部分出塔氣經(jīng)脫鹽水洗滌回收氣相中的甲醇，然后經(jīng)變壓吸附裝置提取氫氣后的余氣作為馳放氣去燃?xì)忮仩t或火炬。回收的氫氣與原料反應(yīng)氣混合后去原料壓縮機(jī)升壓去反應(yīng)塔，液相物質(zhì)(粗甲醇)去精餾分離得到精甲醇產(chǎn)品。
需要特別說明的是，二氧化碳制甲醇是《中國(guó)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)指導(dǎo)目錄2023版》中明確鼓勵(lì)類發(fā)展，也是二氧化碳綜合利用類型中明確鼓勵(lì)類發(fā)展項(xiàng)目。
圖2 《中國(guó)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)指導(dǎo)目錄2023版》中對(duì)于二氧化碳制甲醇的要求
二氧化碳制甲醇是采用二氧化碳和氫氣，在催化劑作用下生產(chǎn)甲醇，其中二氧化碳、氫氣和甲醇的單耗比為1.4:0.187:1。可見，此方法對(duì)于二氧化碳的消耗占比較大，如果是10萬噸的甲醇裝置，一年可以消耗14萬噸的二氧化碳，具有較大的碳消耗，是二氧化碳綜合利用的重要方向。今年初，由河南省順成集團(tuán)、吉利控股集團(tuán)等共同出資建設(shè)的全球首個(gè)10萬噸級(jí)綠色甲醇工廠投產(chǎn)，實(shí)現(xiàn)對(duì)二氧化碳資源化利用。
安陽二氧化碳制甲醇工廠
?
在中國(guó)關(guān)于二氧化碳綜合利用的趨勢(shì)下，此方法是化工企業(yè)重要的考慮方向，雖然在經(jīng)濟(jì)上存在一定限制，但是可以解決企業(yè)二氧化碳排放的問題。未來在企業(yè)碳配額、碳交易的前提下，此裝置是解決企業(yè)綜合發(fā)展、平衡協(xié)調(diào)產(chǎn)品關(guān)系的關(guān)鍵，對(duì)于一體化大型企業(yè)，其戰(zhàn)略意義大于經(jīng)濟(jì)效益，研究人士預(yù)計(jì)，未來該甲醇生產(chǎn)方式或?qū)⒊尸F(xiàn)爆發(fā)式增長(zhǎng)。
相關(guān)新聞
- 聯(lián)系我們
聯(lián)系電話
聯(lián)系電話
15853332398
電子郵箱
電子郵箱
sdztkjsw@qq.com
關(guān)注我們
關(guān)注我們
掃碼關(guān)注我們
- 返回頂部