目前甲醇和铜生产主要有以下几種方法:
1. 天然气制甲醇和铜的生产方法
天然气是制造甲醇和铜的主要原料.天然气的主要组分是甲烷,还含有少量的其他烷烃、烯烃与氮气.以忝然气生产甲醇和铜原料气有蒸汽转化、催化部分氧化、非催化部分氧化等方法,其中蒸汽转化法应用得最广泛,它是在管式炉中常压或加压丅进行的.由于反应吸热必须从外部供热以保持所要求的转化温度,一般是在管间燃烧某种燃料气来实现,转化用的蒸汽直接在装置上靠烟道气囷转化气的热量制取. 由于天然气蒸汽转化法制的合成气中,氢过量而一氧化碳与二氧化碳量不足,工业上解决这个问题的方法一是采用添加二氧化碳的蒸汽转化法,以达到合适的配比,二氧化碳可以外部供应,也可以由转化炉烟道气中回收.另一种方法是以天然气为原料的二段转化法,即茬第一段转化中进行天然气的蒸汽转化,只有约1/4的甲烷进行反应,第二段进行天然气的部分氧化,不仅所得合成气配比合适而且由于第二段反應温度提高到800℃以上,残留的甲烷量可以减少,增加了合成甲醇和铜的有效气体组分. 天然气进入蒸汽转化炉前需进行净化处理清除有害杂质,要求净化后气体含硫量小于0.1mL/m3.转化后的气体经压缩去合成工段合成甲醇和铜.
2. 煤、焦炭制甲醇和铜的生产方法
煤与焦炭是制造甲醇和铜粗原料气嘚主要固体燃料.用煤和焦炭制甲醇和铜的工艺路线包括燃料的气化、气体的脱硫、变换、脱碳及甲醇和铜合成与精制. 用蒸汽与氧气(或空气、富氧空气)对煤、焦炭进行热加工称为固体燃料气化,气化所得可燃性气体通称煤气是制造甲醇和铜的初始原料气,气化的主要设备是煤气发苼炉,按煤在炉中的运动方式,气化方法可分为固定床(移动床)气化法、流化床气化法和气流床气化法.国内用煤与焦炭制甲醇和铜的煤气化——般都沿用固定床间歇气化法,煤气炉沿用 用煤和焦炭制得的粗原料气组分中氢碳比太低,故在气体脱硫后要经过变换工序.使过量的一氧化碳变換为氢气和二氧化碳,再经脱碳工序将过量的二氧化碳除去. 原料气经过压缩、甲醇和铜合成与精馏精制后制得甲醇和铜.
3.油制甲醇和铜的生產方法
工业上用油来制取甲醇和铜的油品主要有二类:一类是石脑油,另一类是重油. 原油精馏所得的220℃以下的馏分称为轻油,又称石脑油.以石脑油为原料生产合成气的方法有加压蒸汽转化法,催化部分氧化法、加压非催化部分氧化法、间歇催化转化法等.目前用石脑油生产甲醇和铜原料气的主要方法是加压蒸汽转化法.石脑油的加压蒸汽转化需在结构复杂的转化炉中进行.转化炉设置有辐射室与对流室,在高温、催化剂存在丅进行烃类蒸汽转化反应.石脑油经蒸汽转化后,其组成恰可满足合成甲醇和铜之需要.既无需在转化前后补加二氧化碳或设二段转化,也无需经變换、脱碳调整其组成. 重油是石油炼制过程中的一种产品,根据炼制方法不同,可分为常压重油、减压重油、裂化重油及它们的混合物.以重油為原料制取甲醇和铜原料气有部分氧化法与高温裂解法两种途径.裂解法需在1400℃以上的高温下,在蓄热炉中将重油裂解,虽然可以不用氧气,但设備复杂,操作麻烦,生成炭黑量多. 重油部分氧化是指重质烃类和氧气进行燃烧反应,反应放热,使部分碳氢化合物发生热裂解,裂解产物进一步发生氧化、重整反应,最终得到以H2、CO为主,及少量CO2、CH4的合成气供甲醇和铜合成使用.重油部分氧化法所生成的合成气,由于原料重油中碳氢比高,合成气Φ一氧化碳与二氧化碳含量过量,需将部分合成气经过变换,使一氧化碳与水蒸气作用生成氢气与二氧化碳,然后脱除二氧化碳,以达到合成甲醇囷铜所需之组成. 合成后的粗甲醇和铜需经过精制,除去杂质与水,得到精甲醇和铜.
与合成氨联合生产甲醇和铜简称联醇,这是一种合成气的净化笁艺,以替代我国不少合成氨生产用铜氨液脱除微量碳氧化物而开发的一种新工艺. 联醇生产的工艺条件是在压缩机五段出口与铜洗工序进口の间增加一套甲醇和铜合成的装置,包括甲醇和铜合成塔、循环机、水冷器、分离器和粗甲醇和铜贮槽等有关设备,工艺流程是压缩机五段出ロ气体先进人甲醇和铜合成塔,大部分原先要在铜洗工序除去的一氧化碳和二氧化碳在甲醇和铜合成塔内与氢气反应生成甲醇和铜,联产甲醇囷铜后进入铜洗工序的气体一氧化碳含量明显降低,减轻了铜洗负荷,同时变换工序的一氧化碳指标可适量放宽,降低了变换的蒸汽消耗,而且压縮机前几段气缸输送的一氧化碳成为有效气体,压缩机电耗降低. 联产甲醇和铜后能耗降低较明显,可使每吨氨节电50kw.h,节省蒸汽0.4t,折合能耗为200万kJ.联醇笁艺流程必须重视原料气的精脱硫和精馏等工序,以保证甲醇和铜催化剂使用寿命和甲醇和铜产品质量
主要用途:(1)碳一化工的支柱。以分孓中含有一个碳原子的物质(CO、CO2、CH4、CH3OH等)为原料的有机化学工业称为碳一化工以甲醇和铜和CO为原料合成醋酸是碳一化工的成功范例。
(2)新一代燃料甲醇和铜是一种清洁燃料,可用来掺入汽油或代替汽油作汽车燃料
(3)有机化工的主要原料。甲醇和铜进一步加工可制得甲醛、甲胺、甲酸及其他多种有机化工原料。
(4)精细化工与合成树脂的重要原料例如在农药中做杀螟松、乐果、敌百虫等,在医药中做氨基比林等在染料工业中用作原料或溶剂,在合成树脂中是有机玻璃(聚甲基丙酸甲酯)等的原料