1、根据国情,从节能减排说起。 大家都清楚,我国的资源现状是:福煤贫油。如何充分利用资源优势,取得最大效益,是国家能源部门一直努力的问题。2、 煤制烯烃项目是国家新能源的发展方向。 传统上我国一直用石脑油催化裂解制烯烃,生产主要集中在中石化、中石油两大集团。如今,国内石油制烯烃已经不能满足需要,绝大部分烯烃直接来源于进口。为了改变现状,考虑新的技术支持和出路。利用煤质甲醇,搭建起煤和烯烃的桥梁。 甲醇可以作为烯烃的原料;而在我国,煤制甲醇在所制造甲醇方法中占有很大的比例(65%以上)。据统计, 2010年甲醇制烯烃项目,甲醇消费量仅有30万吨。意味着仅生产了10万吨乙烯。截止到2011年10月份,国内仅有三套烯烃装置已投产,分别是神华包头60万吨/年、神华宁煤52万吨/年和中原石化20万吨/年。后期计划建设的烯烃项目产能预计将会突破1800万吨。这是一个发展迅速、前景非常宏大的项目。3、甲醇制烯烃项目之所以以前没发展起来,本人想主要从项目投入考虑。一套100万吨装置,大概需要投入2300亿,成本高不是一般的企业能够承受。 在这里立足甲醇行业,仅仅为楼主展示一个课题的研究意义和目的。楼主如果论文写作完毕,希望有幸拜读一下。本人邮箱
1 立题依据,为什么选这个课题,背景是什么(查资料)2 研究方案(目标、内容、方法、安排) 参考文献是基础,年轻人一定要多看资料
节约、合理利用能源,保护环境气态燃料比液态燃料燃烧充分,液态燃料比固态燃烧充分,把固态变成液态可以燃烧的更充分,减少能源浪费煤燃烧不充分会产生CO,既浪费又有污染,而且煤中含有杂质,比如S燃烧后会产生SO2污染空气
甲醇的生产,主要是合成法,尚有少量从木材干馏作为副产回收。合成的化学反应式为: H2 + CO → CH3OH 合成甲醇可以固体(如煤、焦炭)液体(如原油、重油、轻油)或气体(如天然气及其他可燃性气体)为原料,经造气净化(脱硫)变换,除去二氧化碳,配制成一定的合成气(一氧化碳和氢)。在不同的催化剂存在下,选用不同的工艺条件。单产甲醇(分高压法低压和中压法),或与合成氨联产甲醇(联醇法)。将合成后的粗甲醇,经预精馏脱除甲醚,精馏而得成品甲醇。高压法为BASF最先实现工业合成的方法,但因其能耗大,加工复杂,材质要求苛刻,产品中副产物多,今后将由ICI低压和中压法及Lurgi低压和中压法取代。
摘 要:现代化的能源应用更倾向于清洁、无污染的方向,虽然乙醇作为原料消耗不可避免的仍旧会对自然资源出现一定的侵占和影响,但作为一种消耗向清洁的能源类型来说具有更高的优势。因此我们提出了如何提升煤制乙醇产出的思考,煤制乙醇能够在较大程度上满足能源应用的需求,并且具有更高的可开发性。所以,本文提出了从煤制乙醇工艺完善的角度思考,提升其产量、质量和安全性的分析。 关键词:煤制乙醇 生产工艺 设备 方案 中图分类号:TQ536 文献标识码:A 文章编号:1672-3791(2012)05(a)-0106-01 1 煤制甲醇的化学生成原理 煤制甲醇的转化过程是通过一氧化碳来进行过渡的,分为两个阶段:一是一氧化碳生成;二是甲醇合成。 一氧化碳生成是通过煤高温气化来实现的,煤在高温常压下和气化剂进行反应,从而生成一氧化碳、氢气、二氧化碳这三类气化产物,气化剂通常是水蒸气和空气混合气。经过高温气化反应促使煤的气化,最终产物中的一氧化碳和氢气都属于甲醇合成必须的原料,其中的二氧化碳在高温气化反应中能够部分的与碳进行再次反应而生产一氧化碳。当然在生产过程中产生的二氧化碳属于废气,但可以利用黑铁(四氧化三铁)作为催化剂,加入氢气进行高温催化循环反映,该反映可以再次将部分二氧化碳转化为生产所需的一氧化碳,并最终通过高压水吸收法去除残余的二氧化碳。 第二阶段是甲醇合成阶段,甲醇合成反映是应用了一样乎他和氢气的可逆化学反应来进行的,在实际大批量生产中,需要通过温度、压力和催化剂控制来实现最大化(将副反应程度将至最低)的生产。合成甲醇的反应温度低,所需压力低,能耗也低,但温度低,反应速度变慢,所以催化剂是关键因素。合成甲醇原料气H2/CO的化学计量比是2∶1。一氧化碳含量过高对温度控制有害,且能引起羰基铁在催化剂上的积聚,使催化剂失掉活性,故采用氢气过量过量,H2/CO摩尔比为~较好。 2 煤制甲醇的常规工艺流程 常规的煤制甲醇工艺流程主要分为三大阶段,分别为气化、转化和甲醇洗三个阶段,其主要流程如下。 首先是气化阶段。气化分为以下步骤:(1)煤浆生产,煤浆生产时确保气化反映水平的重要准备工作,煤浆的植被需要将焦煤原料磨细,植被成越65%的煤浆,磨煤通常采用湿法,可防止粉尘飞扬,环境好;(2)气化,气化阶段的反应时对煤浆进行简单粗制氧化反应获得粗制合成气的过程中,该过程中的温度应当控制在1350°C~1400°C,气压控制在(G),该企划反映属于书剑完成,反应生成的热气体和熔渣经过激冷水浴后,最终气体进入反映变化流程,熔渣被分离进行灰水处理;(3)灰水处理,该工作是对气化阶段中产生熔渣进行二次处理的过程,需要完成渣水分离、熔渣闪蒸过滤这亮相工作,分离后的水用作循环使用,闪蒸制作后过程中的热气体进回收热量用于后续生产,其他溶质进行出厂的再处理。 其次是转化阶段。该阶段是煤制甲醇原理中的第二步骤,由气化碳洗塔来的粗水煤气经气液分离器分离掉气体夹带的水分后,进入气体过滤器除去杂质,然后分成两股,一部分(约为54%)进入原料气预热器与变换气换热至305℃左右进入变换炉,与自身携带的水蒸汽在耐硫变换催化剂作用下进行变换反应,出变换炉的高温气体经蒸汽过热器与甲醇合成及变换副产的中压蒸汽换热、过热中压蒸汽,自身温度降低后在原料气预热器与进变换的粗水煤气换热,温度约335℃进入中压蒸汽发生器,副产蒸汽,温度降至270℃之后,进入低压蒸汽发生器温度降至180℃,然后进入脱盐水加热器、水冷却器最终冷却到40℃进入低温甲醇洗吸收系统。 最后是甲醇洗阶段。该阶段是完成能源应用型甲醇生产的必要阶段,通过吸收系统来处理转化阶段反映后气体中的二氧化碳、硫化物、水蒸汽和其他微量杂质,该阶段主要包括以下系统:(1)吸收系统,吸收系统是该阶段生产中最为核心的系统,完成非相关性气体和杂志的吸收,一般生产中会采用两套系统来分别处理变化气和为变化气;(2)溶液再生系统,该系统完成非相关性气体和杂质的最终处理,从高压闪蒸器上部和底部分别产生的无硫甲醇富液和含硫甲醇富液进入H2S浓缩塔,进行闪蒸汽提,甲醇富液采用低压氮气汽提,高压闪蒸器下部的含硫甲醇富液从塔中部进入,塔底加入的氮气将CO2汽提出塔顶,经气提氮气冷却器回收冷量后,作为尾气高点放空,富H2S甲醇液自H2S浓缩塔底出来后进热再生塔给料泵加压,甲醇贫液冷却器换热升温进甲醇再生塔顶部,分离出的酸性气体去硫回收装置,最终的废水进入污水系统进行处理;(3)甲醇最终合成。 3 煤制甲醇常规工艺的经济性和安全性考量 首先是生产流程的经济性问题,在不考虑目前甲醇最为能源引用的市场状态,仅考虑该类生产流程的经济性来说,可以从原料应用、生产过程能源的纯投入、设备成本投入、废物废料再处理成本投入几个角度来进行说明:(1)原料应用方面,能源用甲醇生产已经排除了传统的乙炔水合法和发酵法,利用煤作为原料进行规模化生产更具可行性,现阶段用煤作为原料进行甲醇生产是最经济、最可靠的一种方式;(2)生产能源的纯投入,目前煤制甲醇的研究已经逐步成熟,生产过程中对于高温气体余热的再利用已经相当完善,而且生产过程中的加高温加热过程所需的热量相对于煤炭其他类型的生产消耗更少,切废弃物的产出也更少;(3)设备成本投入,目前国内煤制甲醇技术已经毋庸置疑,技术性投资基本不属于需要考虑的问题,本身生产过程中的能源需求又很低,整体的设备运行和维护的成本相当低廉;(4)废物废料处理成本,从上述的工艺流程介绍中可以了解到,煤制甲醇生产过程中的废料是需要进行二次处理,其中部分用于二次生产,部分用于污染处理,相对于煤炭能源的直接利用来说,废料处理上的成本几乎可以忽略。 其次是安全性的考虑,煤制甲醇的安全性考虑主要在于环境安全因素方面,相对于类型相似的煤制天然气来说,煤制甲醇和煤制天然气中较为突出的煤制烯烃来说,生产过程中的副产水消耗较少、废气产出较少,无论从自然资源占用还是污染物产出方面,煤制甲醇都有更高的优势。 参考文献 [1] 曾纪龙.大型煤制甲醇的气化与合成工艺选择[J].化工技术经济,2005(7). [2] 李永生.煤制甲醇项目的可行性分析[J].同煤科技,2005(1). [3] 陈银生,应于舟.采用AspenPlus软件对德士古煤气合成甲醇工艺中CO变换工段的模拟[J].皮革化工,2005(6). [4] 李永生.煤制甲醇项目的可行性分析[J].同煤科技,2005(1). [5] 曾纪龙.大型煤制甲醇的气化与合成工艺选择[J].化工技术经济,2005(7).
有不懂得可以帮你,但是想直接要论文,我觉得不管是谁,给你发了,都是没有道德底线的。
还是自己动手做吧,移花接木的事情最好不要做,否则你会发现大学四年最后一个句号画的很像阿Q的杰作。。。。
甲醇生产技术作为甲醇制作中的一个重要步骤,有较大的技术难道和较高的技术要求。下面是由我整理的甲醇生产技术论文,谢谢你的阅读。
甲醇生产中甲醇分离技术的运用
【摘要】最近几年以来,各个甲醇的生产企业以及相关的研究单位积极的探索减少甲醇含量占整个入塔气中的比例,逐渐探索出把气液高效分离开来的有效途径,并且总结出很多的宝贵经验。基于此,本文主要结合实例对甲醇生产中甲醇分离技术的运用进行了探讨。
【关键词】甲醇生产;甲醇分离技术;运用
C1学里最主要的产品可以说是甲醇,它也是一种被广泛应用于各个行业中的有机化学原料。目前甲醇工业正处于快速发展的阶段,这就增大了对甲醇的需求,尤其是近几年来逐渐将甲醇应用到交通能源中以后,对甲醇的需求量更加庞大,所以促进甲醇的生产具有可观的经济效应以及社会效应等。某甲醇生产企业根据目前拥有的装置设备等情况,经过不断的技术研究讨论后找到问题所在,最终确定了以提高气液分离这一技术水平来增加甲醇的生产产量。
1.存在的问题以及采取的对策
存在的问题
对于以往的甲醇装置来说,主要使用的技术为低压法进行合成,在这过程中对甲醇的合成有直接或间接影响的因素包括:温度和压力、水冷和分离效率、气体的成分、触媒的活性、分离器和闪蒸槽的液位以及空间速度等。该企业在2011年对当时装置在实际生产过程中的使用情况进行了调查和研究发现,装置中最主要的设备汽轮机由于对动力的消耗太大,存在一定程度的车沉状况,然后在调研循环气的基础上,发现循环气里含有甲醇的量大概在,跟初始设计值相对比发现,在甲醇分离器的出口部位,甲醇的含量要比初始设计值高出左右。这就导致进入到合成塔中的所有入塔气里,含有甲醇的比例过大,降低了合成反应转化率,最终减少了甲醇的产量。与此同时还对合成循环气机组造成了一定程度的影响,无法让机组在长期内保持稳定的运行状态,降低了生产装置的经济效益。
采取对策
针对以上问题,现场生产技术工作人员在经过认真的分析和讨论后,认为甲醇占循环气的比例过高是导致甲醇产量减少的最主要因素,所以,有效的降低甲醇含量在循环气中所占的比例,能够改善气体组分,改善后的气体在进入汽轮机以后可以有效的降低其对动力的消耗量,甲醇占循环气的比例下降可以提高甲醇合成过程中的正向反应。通过研究最终觉得,由于甲醇具有易溶于水这一性质,可以利用水洗技术,在生产过程中让循环气和水进行逆向的,充分的接触之后有效的让甲醇溶于水,进而降低甲醇含量占循环气的比例。
2.改进措施
技术上进行改造
在技术上进行改进,为了有效的降低甲醇含量占循环气的比例,在生产过程中需要新增加安装一台分离装置,把原来那台分离器中出来的循环气进行进一步的洗净。在新增加的分离装置内,循环气自下而上流动,雾状的除盐水在注水泵对其施加压力的基础上自上而下进行喷淋,这就让气体和盐水能充分接触,将循环气中绝大部分的甲醇在盐水中溶解,形成了粗甲醇,其浓度大约在70%左右,将粗甲醇送到闪蒸槽里,最后送到槽区进行储存。
操作上进行优化
为了有效的降低甲醇含量占循环气的比例,生产车间最后增加了一道工序,即补水测试,具体操作方式为,根据车间的规定和要求,每个班组要对循环气进行补水操作,在达到满负荷的状态之后,要求将补水量从原来的逐渐上调到,实时监控上调情况做好记录,最后确定了最佳的补水点为。
工程上进行改造
(1)在传统的装置基础上,再新增设一套用于分离的组合装置。(2)对于新增加的仪表控制系统来说,需要在原来装置中DCS系统的基础上来运行控制,主要目的是在实际生产过程中提高操作效率,保证系统能够安全正常的运行。(3)将原来的P609A/B 泵拆卸掉,然后在该位置上新增设两台高压水泵,主要用于给除盐水施加压力确保打入分离组合装置的上端部分。(4)将操作过程中的各项工艺参数进行优化。按照甲醇的实际浓度值来适当的调整除盐水的量,要求闪蒸槽的压力控制在以下。(5)异常处理。甲醇分离装置液位高时,中控人员迅速打开 LICA-1503a 调节阀,同时注意闪蒸槽压力≤。(6)关键技术的改进,甲醇分离技术是根据甲醇可溶于水的特性,将甲醇分离装置作为主要的分离设备,将少量的水作为吸收甲醇的溶剂,让水和循环气在逆向上进行充分的接触,在塔体内需要在液相上进行无级的提取浓度,在气相上进行无级的净化,最终能够让水将循环气中的甲醇进行全面的吸收,重新进行分离整合,最终降低甲醇含量占循环气的比例。
3.甲醇分离技术效果的验证
实际生产状况
在将甲醇分离装置安装使用之后,生产车间的技术工作人员提取了分离装置出口处的甲醇,分析了甲醇洗手液的浓度,检测了甲醇含量占循环气的比例,适当的将加在分离装置上水量进行调整和控制。到目前为止加水量大约保持在之间,稀甲醇的浓度控制在70%以上,稀甲醇的采出量大约在之间等。
装置改造后的状况
在经过装置的改造之后,以往的一些主要问题都得到了解决和改善,这就提高了整个装置的经济效益,降低了汽轮期对动力的消耗,加快了汽轮机的转动速度,由以前转速最高能达到的11700转/分提高到了目前的12400转/分。
装置潜能在经过挖掘后增加的效果
在甲醇生产装置进行检查维修的时候已经安装完成甲醇分离装置,目前已经开始投入使用,运行情况基本稳定。经过检测发现,甲醇分离装置的上部甲醇的浓度从以往的有效的降低到,每天生产的粗甲醇量达到了424t,比以往多出将近20t。
4.结语
在整个生产甲醇的装置组合里,存在着非常大的潜能,需要生产技术工作人员进一步的挖掘,仅仅依靠设计上的改造是无法满足实际生产要求的,所以要在生产现场进行调查研究,积极探寻将装置进一步优化的有效途径,不断的引进新技术,不断在现有技术上进行创新,按照装置的实际生产状况将新技术应用到甲醇的生产过程中去,并且积极的推广和学习。
【参考文献】
[1]朱晓霞,李剑峰.膜分离技术在化工公司甲醇装置中的应用[J].石油和化工节能, 2011,4.
[2]周楠.甲醇全回收从分离技术“突围”[J].中国石油和化工,2010,3.
[3]张先春,渠兵.膜分离氢回收技术在甲醇合成中的应用[J].氮肥技术,2011,(03).
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甲醇被大众所熟知,是因为其毒性。工业酒精中大约含有4%的甲醇,被不法分子当作食用酒精制作假酒,而被人饮用后,就会产生甲醇中毒。甲醇的致命剂量大约是70毫升,酒中人饮用的最高限量为。 甲醇有较强的毒性,对人体的神经系统和血液系统影响最大,它经消化道、呼吸道或皮肤摄入都会产生毒性反应,甲醇蒸气能损害人的呼吸道粘膜和视力。急性中毒症状有:头疼、恶心、胃痛、疲倦、视力模糊以至失明,继而呼吸困难,最终导致呼吸中枢麻痹而死亡。慢性中毒反应为:眩晕、昏睡、头痛、耳鸣、视力减退、消化障碍。甲醇摄入量超过4克就会出现中毒反应,误服一小杯超过10克就能造成双目失明,饮入量大造成死亡。致死量为30毫升以上,甲醇在体内不易排出, 会发生蓄积,在体内氧化生成甲醛和甲酸也都有毒性。在甲醇生产工厂,我国有关部门规定,空气中允许甲醇浓度为50mg/m3,在有甲醇气的现场工作须戴防毒面具,废水要处理后才能排放,允许含量小于200mg/L。 甲醇的中毒机理是,甲醇经人体代谢产生甲醛和甲酸(俗称蚁酸),然后对人体产生伤害。常见的症状是,先是产生喝醉的感觉,数小时后头痛,恶心,呕吐,以及视线模糊。严重者会失明,乃至丧命。失明的原因是,甲醇的代谢产物甲酸会累积在眼睛部位,破坏视觉神经细胞。脑神经也会受到破坏,产生永久性损害。甲酸进入血液后,会使组织酸性越来越强,损害肾脏导致肾衰竭。 职业禁忌症:视网膜及视神经病; 职业疾病:职业性急性甲醇中毒 健康检查周期:2年 解毒方法甲醇中毒,通常可以用乙醇解毒法。其原理是,甲醇本身无毒,而代谢产物有毒,因此可以通过抑制代谢的方法来解毒。甲醇和乙醇在人体的代谢都是同一种酶,而这种酶和乙醇更具亲和力。因此,甲醇中毒者,可以通过饮用烈性酒(酒精度通常在60度以上)的方式来缓解甲醇代谢,进而使之排出体外。而甲醇已经代谢产生的甲酸,可以通过服用小苏打(碳酸氢钠)的方式来中和。 急性甲醇中毒患者应及时送医院抢救。误饮甲醇者,早期可用苏打水洗胃,以排除甲醇在胃内的贮留。超过 3日者,可用发汗剂及泻药。遇到视力紊乱时,应反复进行腰椎穿刺,以预防视神经萎缩,并给以大量维生素 B族和血管扩张剂,或给以氧气吸入和少量多次输血。也可采用针刺和中药等治疗。 编辑本段泄漏应急处理 迅速撤离泄漏污染区人员至安全区,并进行隔离,严格限制出入。切断火源。建议应急处理人员戴自给正压式呼吸器,穿防静电工作服。不要直接接触泄漏物。尽可能切断泄漏源。防止流入下水道、排洪沟等限制性空间。小量泄漏:用砂土或其它不燃材料吸附或吸收。也可以用大量水冲洗,洗水稀释后放入废水系统。大量泄漏:构筑围堤或挖坑收容。用泡沫覆盖,降低蒸气灾害。用防爆泵转移至槽车或专用收集器内,回收或运至废物处理场所处置。
1 物料的危害辨识及危险性评价1.1 生产过程中的物料1.1.1 一氧化碳(CO)1.1.1.1 危害性辨识一氧化碳经呼吸道吸入人体后,通过肺泡膜进入血液,与血液中血红蛋白进行可逆性结合,形成碳氧血红蛋白,使血液中的携氧功能发生障碍,造成人体低氧血症,因而导致组织缺氧。轻度中毒者会出现头疼、眩晕、耳鸣、眼花,颞部压迫及博动感,并有恶心、呕吐,心前区疼痛或心悸,四肢无力,甚至有短暂的昏厥;中度中毒者除上述症状外,初期尚有多汗、烦燥,步态不稳,皮肤粘膜樱红,可出现意识模糊,甚至进入昏迷状态;重度中毒者迅速进入昏迷,昏迷可持续数小时或更长时间,出现阵发性和强直性痉挛,有病理反射出现,常伴发脑水肿、肺水肿、心肌损害、心律紊乱或传导阻滞,高热或惊厥,皮肤、粘膜可呈樱红色或苍白、紫绀。1.1.1.2 危险性评价一氧化碳属易燃、易爆、有毒气体,与空气混合浓度在12.5%~74.2%时成为爆炸混合物,爆炸危险度为4.9。遇热容器压力增大,泄漏遇火种有燃烧爆炸的危险。GB 13690—92标准将该物质划分为第2.1类易燃气体;GB 12268—90标准规定其危规号为21005。1.1.2 二氧化碳(CO2)1.1.2.1 危害性辨识低浓度二氧化碳对呼吸中枢有致兴奋作用,高浓度有显著性的麻痹作用。二氧化碳透过肺泡能力比氧大25倍,空气中CO2浓度高时,必造成体内CO2滞留,缺氧引起窒息死亡。即使在含氧浓度较高的情况下,二氧化碳也可以引发中毒。有时缺氧窒息会与二氧化碳中毒并存。吸入浓度为8%~10%的CO2,除头昏、头痛、眼花和耳鸣外,还有气急,脉博加快、无力,血压升高,精神兴奋,肌肉痉挛,时间过长则会出现神志丧失。急性重症发作都在几秒钟内,几乎象触电似的倒下,表现为昏迷,反射消失,瞳孔扩大或缩小,大小便失禁,呕吐等。严重者会出现呼吸停止或休克。1.1.2.2 危险性评价受热后容器压力增大,有爆炸危险。GB 13690—92标准将该物质划分为第2.2类不燃气体;GB 12268—90标准规定其危规号为22019。1.1.3 氢气(H2)1.1.3.1 危害性辨识氢气在生理上属惰性气体,仅在高浓度时,由于空气中氧分压降低才能引起窒息。在很高的分压下,氢气可呈现出麻醉作用。1.1.3.2 危险性评价氢属易燃易爆物质,与空气混合浓度在4.0%~75.6%时成为爆炸混合物,爆炸危险度17.9。氢气比空气轻,在室内使用和储存时,泄漏气体会聚集在上部空间不易外排,遇火即引起爆炸。GB 13690—92将该物质划分为第2.1类易燃气体;GB 12268—90标准规定其危规号为21001。1.1.4 硫化氢(H2S)1.1.4.1 危害性辨识硫化氢是强烈的神经性毒物,对粘膜有明显刺激作用,随空气经呼吸道和消化道能很快被人体吸收。一部分可经呼吸道排出,另一部分在血液中很快被氧化为无毒的硫酸盐和硫化酸盐等经尿道排出;在血液中来不及氧化时,则引起全身中毒反应。体内达到较高浓度时,首先对呼吸中枢和脊髓运动中枢产生兴奋作用,然后转为抑制;高浓度时则引起颈动脉寞的反射作用使呼吸停止;更高浓度时可直接麻痹呼吸中枢而立即引起窒息,造成“闪电式”中毒以致死亡。轻度中毒者首先出现眼结膜刺激病状,接着是呼吸道刺激症状,表现为畏光、流泪、眼刺激、流鼻涕及咽喉灼热感;当接触浓度为200~300mg/m3时,会发生中度中毒,症状为头痛、头晕、全身无力、呕吐,同时引起上呼吸道炎和支气管炎。眼刺激症状强烈、流泪、眼刺痛,且有眼睑痉挛,看光源时周围有色环存在,视觉模糊,有角膜水肿的症兆;当接触浓度在700mg/m3以上时,会发生重度中毒,中枢神经系统症状最突出。出现头晕、呼吸困难,行动迟钝,继而出现烦燥,意识模糊,呕吐、腹泻,很快处于昏迷状态,最终可因呼吸麻痹而死亡;当接触浓度在1000mg/m3以上时,可发生“电击样”中毒,即在数秒钟后突然倒下,瞬间呼吸停止。1.1.4.2 危险性评价硫化氢属易燃剧毒液化气体,人的嗅觉阈为0.035mg/m3,起初是臭鸡蛋味增强与浓度成正比,当浓度超过10mg/m3时,浓度增高而臭鸡蛋味却减弱,以至不能察觉。与空气混合,当浓度在4.3%~45.0%时,形成爆炸性混合物,爆炸危险度为9.5。气体泄漏遇火源会发生燃烧爆炸。GB 13690—92标准将该物质划分为第2.1类易燃气体;GB 12268—90标准规定其危规号为21006。1.1.5 氮气(N2)1.1.5.1 危害性辨识氮气是无色、无臭、无味的气体,是空气的重要组成部分。微溶于水,化学性质稳定。氮气本身并无毒,但当环境中氮气增多致使氧气相对减少,会引起单纯性窒息。其主要表现是机体缺氧,出现头晕、头痛、呼息困难、急促,心跳加快,脉搏弱而快,精神恍惚不安,全身乏力,肌肉协调运动失调。若进入完全充满氮气的设备或容器中,人会立即昏倒窒息。1.1.5.2 危险性评价氮气属难视觉性物质,高纯度氮气环境中易发生窒息甚至死亡事故。超压贮存有爆炸危险。GB 13690—92标准将该物质划分为第2.2类不燃气体;GB 12268—90标准规定其危规号为22005。1.2 成品物料1.2.1 液氨(NH3)1.2.1.1 危害性辨识氨属于低毒类物质。氨随空气经呼吸道吸入后,通过肺泡,除少部分与二氧化碳中和外,其余被血液吸收。被吸收的氨,在肝脏中释出形成尿素,随汗液、尿或呼吸道排出体外。氨对人的呼吸道有刺激和腐蚀作用,浓度过高时,直接接触部分可引起碱化学灼伤,组织呈溶解性坏死,并可引起呼吸道深部及肺泡的损伤,发生化学性支气管炎、肺炎和肺水肿。高浓度吸入,可使中枢神经系统兴奋度增强,引起痉挛,并可通过三叉神经末稍的反射作用引起心脏停搏和呼吸停止。轻度中毒,眼、口有辣感、流泪、流涕、咳嗽、声音嘶哑,吞咽困难,头昏、头痛,眼结膜充血水肿,口唇及口腔、咽部充血,胸闷和胸骨区疼痛;重度中毒,喉头水肿,声门狭窄以及呼吸道粘膜脱落,造成气管阻塞,引起窒息,人体外露部分皮肤可出现Ⅱ度化学灼伤,眼睑、口唇、鼻腔、咽部及喉头水肿,咳吐大量黄痰;肺水肿很快发生,表现为剧烈咳嗽,呼吸困难;脉快而弱,体温升高,咳出血痰或大量粉红色泡沫痰,陷入休克昏迷。1.2.1.2 危险性评价受到猛烈撞击,贮器损坏时,气体外泄会危及人的健康和生命,遇水则变为有腐蚀性的氨水。28%的水溶液则为浓氨水。受热后容器内压力增大或空气中氨浓度在15.7%~27.4%时,遇到火星会引起燃烧爆炸,爆炸危险度为0.9。有油类存在时,更会增加燃烧危险。GB 13690—92标准将该物质划分为第2.3类有毒气体;GB 12268—90标准规定其危规号为23003。1.2.2 甲醇(CH3OH)1.2.2.1 危害性辨识甲醇的职业接触中毒物质危害程度分为三级,急性中毒主要表现为中枢神经系统损害,眼部损害和代谢性酸中毒。人吸入空气中甲醇浓度39.3~65.5g/m3,30~60分钟可致中毒。人体口服中毒最低剂量为0.1g/kg,经口摄入0.3~1.0g可致死。1.2.2.2 危险性评价甲醇是易燃、易爆、有毒性物质。其气体与空气混合能形成爆炸性混合物,爆炸极限为5.5%~36.0%,爆炸危险度为5.5。饮用后会使人失明,甚至死亡。GB 13690—92标准将该物质划分为第3.2类中闪点液体;GB 12268—90标准规定其危规号为32058。
甲醇被大众所熟知,是因为其毒性。工业酒精中大约含有4%的甲醇,被不法分子当作食用酒精制作假酒,而被人饮用后,就会产生甲醇中毒。甲醇的致命剂量大约是70毫升,酒中人饮用的最高限量为。 甲醇有较强的毒性,对人体的神经系统和血液系统影响最大,它经消化道、呼吸道或皮肤摄入都会产生毒性反应,甲醇蒸气能损害人的呼吸道粘膜和视力。急性中毒症状有:头疼、恶心、胃痛、疲倦、视力模糊以至失明,继而呼吸困难,最终导致呼吸中枢麻痹而死亡。慢性中毒反应为:眩晕、昏睡、头痛、耳鸣、视力减退、消化障碍。甲醇摄入量超过4克就会出现中毒反应,误服一小杯超过10克就能造成双目失明,饮入量大造成死亡。致死量为30毫升以上,甲醇在体内不易排出, 会发生蓄积,在体内氧化生成甲醛和甲酸也都有毒性。在甲醇生产工厂,我国有关部门规定,空气中允许甲醇浓度为50mg/m3,在有甲醇气的现场工作须戴防毒面具,废水要处理后才能排放,允许含量小于200mg/L。 甲醇的中毒机理是,甲醇经人体代谢产生甲醛和甲酸(俗称蚁酸),然后对人体产生伤害。常见的症状是,先是产生喝醉的感觉,数小时后头痛,恶心,呕吐,以及视线模糊。严重者会失明,乃至丧命。失明的原因是,甲醇的代谢产物甲酸会累积在眼睛部位,破坏视觉神经细胞。脑神经也会受到破坏,产生永久性损害。甲酸进入血液后,会使组织酸性越来越强,损害肾脏导致肾衰竭。 职业禁忌症:视网膜及视神经病; 职业疾病:职业性急性甲醇中毒 健康检查周期:2年 解毒方法甲醇中毒,通常可以用乙醇解毒法。其原理是,甲醇本身无毒,而代谢产物有毒,因此可以通过抑制代谢的方法来解毒。甲醇和乙醇在人体的代谢都是同一种酶,而这种酶和乙醇更具亲和力。因此,甲醇中毒者,可以通过饮用烈性酒(酒精度通常在60度以上)的方式来缓解甲醇代谢,进而使之排出体外。而甲醇已经代谢产生的甲酸,可以通过服用小苏打(碳酸氢钠)的方式来中和。 急性甲醇中毒患者应及时送医院抢救。误饮甲醇者,早期可用苏打水洗胃,以排除甲醇在胃内的贮留。超过 3日者,可用发汗剂及泻药。遇到视力紊乱时,应反复进行腰椎穿刺,以预防视神经萎缩,并给以大量维生素 B族和血管扩张剂,或给以氧气吸入和少量多次输血。也可采用针刺和中药等治疗。 编辑本段泄漏应急处理 迅速撤离泄漏污染区人员至安全区,并进行隔离,严格限制出入。切断火源。建议应急处理人员戴自给正压式呼吸器,穿防静电工作服。不要直接接触泄漏物。尽可能切断泄漏源。防止流入下水道、排洪沟等限制性空间。小量泄漏:用砂土或其它不燃材料吸附或吸收。也可以用大量水冲洗,洗水稀释后放入废水系统。大量泄漏:构筑围堤或挖坑收容。用泡沫覆盖,降低蒸气灾害。用防爆泵转移至槽车或专用收集器内,回收或运至废物处理场所处置。
1.要有煤制甲醇流程配置,包括煤气化方式方法的选择,煤制气后的气体净化,甲醇合成、精馏等工艺过程的配置;2.相应的工艺计算和设备选型;3.工艺流程图、物料和热量平衡图的绘制;4.技术经济分析等。另外工艺设计不同的阶段有不同的深度要求,要注意。
1 物料的危害辨识及危险性评价1.1 生产过程中的物料1.1.1 一氧化碳(CO)1.1.1.1 危害性辨识一氧化碳经呼吸道吸入人体后,通过肺泡膜进入血液,与血液中血红蛋白进行可逆性结合,形成碳氧血红蛋白,使血液中的携氧功能发生障碍,造成人体低氧血症,因而导致组织缺氧。轻度中毒者会出现头疼、眩晕、耳鸣、眼花,颞部压迫及博动感,并有恶心、呕吐,心前区疼痛或心悸,四肢无力,甚至有短暂的昏厥;中度中毒者除上述症状外,初期尚有多汗、烦燥,步态不稳,皮肤粘膜樱红,可出现意识模糊,甚至进入昏迷状态;重度中毒者迅速进入昏迷,昏迷可持续数小时或更长时间,出现阵发性和强直性痉挛,有病理反射出现,常伴发脑水肿、肺水肿、心肌损害、心律紊乱或传导阻滞,高热或惊厥,皮肤、粘膜可呈樱红色或苍白、紫绀。1.1.1.2 危险性评价一氧化碳属易燃、易爆、有毒气体,与空气混合浓度在12.5%~74.2%时成为爆炸混合物,爆炸危险度为4.9。遇热容器压力增大,泄漏遇火种有燃烧爆炸的危险。GB 13690—92标准将该物质划分为第2.1类易燃气体;GB 12268—90标准规定其危规号为21005。1.1.2 二氧化碳(CO2)1.1.2.1 危害性辨识低浓度二氧化碳对呼吸中枢有致兴奋作用,高浓度有显著性的麻痹作用。二氧化碳透过肺泡能力比氧大25倍,空气中CO2浓度高时,必造成体内CO2滞留,缺氧引起窒息死亡。即使在含氧浓度较高的情况下,二氧化碳也可以引发中毒。有时缺氧窒息会与二氧化碳中毒并存。吸入浓度为8%~10%的CO2,除头昏、头痛、眼花和耳鸣外,还有气急,脉博加快、无力,血压升高,精神兴奋,肌肉痉挛,时间过长则会出现神志丧失。急性重症发作都在几秒钟内,几乎象触电似的倒下,表现为昏迷,反射消失,瞳孔扩大或缩小,大小便失禁,呕吐等。严重者会出现呼吸停止或休克。1.1.2.2 危险性评价受热后容器压力增大,有爆炸危险。GB 13690—92标准将该物质划分为第2.2类不燃气体;GB 12268—90标准规定其危规号为22019。1.1.3 氢气(H2)1.1.3.1 危害性辨识氢气在生理上属惰性气体,仅在高浓度时,由于空气中氧分压降低才能引起窒息。在很高的分压下,氢气可呈现出麻醉作用。1.1.3.2 危险性评价氢属易燃易爆物质,与空气混合浓度在4.0%~75.6%时成为爆炸混合物,爆炸危险度17.9。氢气比空气轻,在室内使用和储存时,泄漏气体会聚集在上部空间不易外排,遇火即引起爆炸。GB 13690—92将该物质划分为第2.1类易燃气体;GB 12268—90标准规定其危规号为21001。1.1.4 硫化氢(H2S)1.1.4.1 危害性辨识硫化氢是强烈的神经性毒物,对粘膜有明显刺激作用,随空气经呼吸道和消化道能很快被人体吸收。一部分可经呼吸道排出,另一部分在血液中很快被氧化为无毒的硫酸盐和硫化酸盐等经尿道排出;在血液中来不及氧化时,则引起全身中毒反应。体内达到较高浓度时,首先对呼吸中枢和脊髓运动中枢产生兴奋作用,然后转为抑制;高浓度时则引起颈动脉寞的反射作用使呼吸停止;更高浓度时可直接麻痹呼吸中枢而立即引起窒息,造成“闪电式”中毒以致死亡。轻度中毒者首先出现眼结膜刺激病状,接着是呼吸道刺激症状,表现为畏光、流泪、眼刺激、流鼻涕及咽喉灼热感;当接触浓度为200~300mg/m3时,会发生中度中毒,症状为头痛、头晕、全身无力、呕吐,同时引起上呼吸道炎和支气管炎。眼刺激症状强烈、流泪、眼刺痛,且有眼睑痉挛,看光源时周围有色环存在,视觉模糊,有角膜水肿的症兆;当接触浓度在700mg/m3以上时,会发生重度中毒,中枢神经系统症状最突出。出现头晕、呼吸困难,行动迟钝,继而出现烦燥,意识模糊,呕吐、腹泻,很快处于昏迷状态,最终可因呼吸麻痹而死亡;当接触浓度在1000mg/m3以上时,可发生“电击样”中毒,即在数秒钟后突然倒下,瞬间呼吸停止。1.1.4.2 危险性评价硫化氢属易燃剧毒液化气体,人的嗅觉阈为0.035mg/m3,起初是臭鸡蛋味增强与浓度成正比,当浓度超过10mg/m3时,浓度增高而臭鸡蛋味却减弱,以至不能察觉。与空气混合,当浓度在4.3%~45.0%时,形成爆炸性混合物,爆炸危险度为9.5。气体泄漏遇火源会发生燃烧爆炸。GB 13690—92标准将该物质划分为第2.1类易燃气体;GB 12268—90标准规定其危规号为21006。1.1.5 氮气(N2)1.1.5.1 危害性辨识氮气是无色、无臭、无味的气体,是空气的重要组成部分。微溶于水,化学性质稳定。氮气本身并无毒,但当环境中氮气增多致使氧气相对减少,会引起单纯性窒息。其主要表现是机体缺氧,出现头晕、头痛、呼息困难、急促,心跳加快,脉搏弱而快,精神恍惚不安,全身乏力,肌肉协调运动失调。若进入完全充满氮气的设备或容器中,人会立即昏倒窒息。1.1.5.2 危险性评价氮气属难视觉性物质,高纯度氮气环境中易发生窒息甚至死亡事故。超压贮存有爆炸危险。GB 13690—92标准将该物质划分为第2.2类不燃气体;GB 12268—90标准规定其危规号为22005。1.2 成品物料1.2.1 液氨(NH3)1.2.1.1 危害性辨识氨属于低毒类物质。氨随空气经呼吸道吸入后,通过肺泡,除少部分与二氧化碳中和外,其余被血液吸收。被吸收的氨,在肝脏中释出形成尿素,随汗液、尿或呼吸道排出体外。氨对人的呼吸道有刺激和腐蚀作用,浓度过高时,直接接触部分可引起碱化学灼伤,组织呈溶解性坏死,并可引起呼吸道深部及肺泡的损伤,发生化学性支气管炎、肺炎和肺水肿。高浓度吸入,可使中枢神经系统兴奋度增强,引起痉挛,并可通过三叉神经末稍的反射作用引起心脏停搏和呼吸停止。轻度中毒,眼、口有辣感、流泪、流涕、咳嗽、声音嘶哑,吞咽困难,头昏、头痛,眼结膜充血水肿,口唇及口腔、咽部充血,胸闷和胸骨区疼痛;重度中毒,喉头水肿,声门狭窄以及呼吸道粘膜脱落,造成气管阻塞,引起窒息,人体外露部分皮肤可出现Ⅱ度化学灼伤,眼睑、口唇、鼻腔、咽部及喉头水肿,咳吐大量黄痰;肺水肿很快发生,表现为剧烈咳嗽,呼吸困难;脉快而弱,体温升高,咳出血痰或大量粉红色泡沫痰,陷入休克昏迷。1.2.1.2 危险性评价受到猛烈撞击,贮器损坏时,气体外泄会危及人的健康和生命,遇水则变为有腐蚀性的氨水。28%的水溶液则为浓氨水。受热后容器内压力增大或空气中氨浓度在15.7%~27.4%时,遇到火星会引起燃烧爆炸,爆炸危险度为0.9。有油类存在时,更会增加燃烧危险。GB 13690—92标准将该物质划分为第2.3类有毒气体;GB 12268—90标准规定其危规号为23003。1.2.2 甲醇(CH3OH)1.2.2.1 危害性辨识甲醇的职业接触中毒物质危害程度分为三级,急性中毒主要表现为中枢神经系统损害,眼部损害和代谢性酸中毒。人吸入空气中甲醇浓度39.3~65.5g/m3,30~60分钟可致中毒。人体口服中毒最低剂量为0.1g/kg,经口摄入0.3~1.0g可致死。1.2.2.2 危险性评价甲醇是易燃、易爆、有毒性物质。其气体与空气混合能形成爆炸性混合物,爆炸极限为5.5%~36.0%,爆炸危险度为5.5。饮用后会使人失明,甚至死亡。GB 13690—92标准将该物质划分为第3.2类中闪点液体;GB 12268—90标准规定其危规号为32058。
摘 要:现代化的能源应用更倾向于清洁、无污染的方向,虽然乙醇作为原料消耗不可避免的仍旧会对自然资源出现一定的侵占和影响,但作为一种消耗向清洁的能源类型来说具有更高的优势。因此我们提出了如何提升煤制乙醇产出的思考,煤制乙醇能够在较大程度上满足能源应用的需求,并且具有更高的可开发性。所以,本文提出了从煤制乙醇工艺完善的角度思考,提升其产量、质量和安全性的分析。 关键词:煤制乙醇 生产工艺 设备 方案 中图分类号:TQ536 文献标识码:A 文章编号:1672-3791(2012)05(a)-0106-01 1 煤制甲醇的化学生成原理 煤制甲醇的转化过程是通过一氧化碳来进行过渡的,分为两个阶段:一是一氧化碳生成;二是甲醇合成。 一氧化碳生成是通过煤高温气化来实现的,煤在高温常压下和气化剂进行反应,从而生成一氧化碳、氢气、二氧化碳这三类气化产物,气化剂通常是水蒸气和空气混合气。经过高温气化反应促使煤的气化,最终产物中的一氧化碳和氢气都属于甲醇合成必须的原料,其中的二氧化碳在高温气化反应中能够部分的与碳进行再次反应而生产一氧化碳。当然在生产过程中产生的二氧化碳属于废气,但可以利用黑铁(四氧化三铁)作为催化剂,加入氢气进行高温催化循环反映,该反映可以再次将部分二氧化碳转化为生产所需的一氧化碳,并最终通过高压水吸收法去除残余的二氧化碳。 第二阶段是甲醇合成阶段,甲醇合成反映是应用了一样乎他和氢气的可逆化学反应来进行的,在实际大批量生产中,需要通过温度、压力和催化剂控制来实现最大化(将副反应程度将至最低)的生产。合成甲醇的反应温度低,所需压力低,能耗也低,但温度低,反应速度变慢,所以催化剂是关键因素。合成甲醇原料气H2/CO的化学计量比是2∶1。一氧化碳含量过高对温度控制有害,且能引起羰基铁在催化剂上的积聚,使催化剂失掉活性,故采用氢气过量过量,H2/CO摩尔比为~较好。 2 煤制甲醇的常规工艺流程 常规的煤制甲醇工艺流程主要分为三大阶段,分别为气化、转化和甲醇洗三个阶段,其主要流程如下。 首先是气化阶段。气化分为以下步骤:(1)煤浆生产,煤浆生产时确保气化反映水平的重要准备工作,煤浆的植被需要将焦煤原料磨细,植被成越65%的煤浆,磨煤通常采用湿法,可防止粉尘飞扬,环境好;(2)气化,气化阶段的反应时对煤浆进行简单粗制氧化反应获得粗制合成气的过程中,该过程中的温度应当控制在1350°C~1400°C,气压控制在(G),该企划反映属于书剑完成,反应生成的热气体和熔渣经过激冷水浴后,最终气体进入反映变化流程,熔渣被分离进行灰水处理;(3)灰水处理,该工作是对气化阶段中产生熔渣进行二次处理的过程,需要完成渣水分离、熔渣闪蒸过滤这亮相工作,分离后的水用作循环使用,闪蒸制作后过程中的热气体进回收热量用于后续生产,其他溶质进行出厂的再处理。 其次是转化阶段。该阶段是煤制甲醇原理中的第二步骤,由气化碳洗塔来的粗水煤气经气液分离器分离掉气体夹带的水分后,进入气体过滤器除去杂质,然后分成两股,一部分(约为54%)进入原料气预热器与变换气换热至305℃左右进入变换炉,与自身携带的水蒸汽在耐硫变换催化剂作用下进行变换反应,出变换炉的高温气体经蒸汽过热器与甲醇合成及变换副产的中压蒸汽换热、过热中压蒸汽,自身温度降低后在原料气预热器与进变换的粗水煤气换热,温度约335℃进入中压蒸汽发生器,副产蒸汽,温度降至270℃之后,进入低压蒸汽发生器温度降至180℃,然后进入脱盐水加热器、水冷却器最终冷却到40℃进入低温甲醇洗吸收系统。 最后是甲醇洗阶段。该阶段是完成能源应用型甲醇生产的必要阶段,通过吸收系统来处理转化阶段反映后气体中的二氧化碳、硫化物、水蒸汽和其他微量杂质,该阶段主要包括以下系统:(1)吸收系统,吸收系统是该阶段生产中最为核心的系统,完成非相关性气体和杂志的吸收,一般生产中会采用两套系统来分别处理变化气和为变化气;(2)溶液再生系统,该系统完成非相关性气体和杂质的最终处理,从高压闪蒸器上部和底部分别产生的无硫甲醇富液和含硫甲醇富液进入H2S浓缩塔,进行闪蒸汽提,甲醇富液采用低压氮气汽提,高压闪蒸器下部的含硫甲醇富液从塔中部进入,塔底加入的氮气将CO2汽提出塔顶,经气提氮气冷却器回收冷量后,作为尾气高点放空,富H2S甲醇液自H2S浓缩塔底出来后进热再生塔给料泵加压,甲醇贫液冷却器换热升温进甲醇再生塔顶部,分离出的酸性气体去硫回收装置,最终的废水进入污水系统进行处理;(3)甲醇最终合成。 3 煤制甲醇常规工艺的经济性和安全性考量 首先是生产流程的经济性问题,在不考虑目前甲醇最为能源引用的市场状态,仅考虑该类生产流程的经济性来说,可以从原料应用、生产过程能源的纯投入、设备成本投入、废物废料再处理成本投入几个角度来进行说明:(1)原料应用方面,能源用甲醇生产已经排除了传统的乙炔水合法和发酵法,利用煤作为原料进行规模化生产更具可行性,现阶段用煤作为原料进行甲醇生产是最经济、最可靠的一种方式;(2)生产能源的纯投入,目前煤制甲醇的研究已经逐步成熟,生产过程中对于高温气体余热的再利用已经相当完善,而且生产过程中的加高温加热过程所需的热量相对于煤炭其他类型的生产消耗更少,切废弃物的产出也更少;(3)设备成本投入,目前国内煤制甲醇技术已经毋庸置疑,技术性投资基本不属于需要考虑的问题,本身生产过程中的能源需求又很低,整体的设备运行和维护的成本相当低廉;(4)废物废料处理成本,从上述的工艺流程介绍中可以了解到,煤制甲醇生产过程中的废料是需要进行二次处理,其中部分用于二次生产,部分用于污染处理,相对于煤炭能源的直接利用来说,废料处理上的成本几乎可以忽略。 其次是安全性的考虑,煤制甲醇的安全性考虑主要在于环境安全因素方面,相对于类型相似的煤制天然气来说,煤制甲醇和煤制天然气中较为突出的煤制烯烃来说,生产过程中的副产水消耗较少、废气产出较少,无论从自然资源占用还是污染物产出方面,煤制甲醇都有更高的优势。 参考文献 [1] 曾纪龙.大型煤制甲醇的气化与合成工艺选择[J].化工技术经济,2005(7). [2] 李永生.煤制甲醇项目的可行性分析[J].同煤科技,2005(1). [3] 陈银生,应于舟.采用AspenPlus软件对德士古煤气合成甲醇工艺中CO变换工段的模拟[J].皮革化工,2005(6). [4] 李永生.煤制甲醇项目的可行性分析[J].同煤科技,2005(1). [5] 曾纪龙.大型煤制甲醇的气化与合成工艺选择[J].化工技术经济,2005(7).