以煤基甲醇体系为核心的能源化工作为我国二十一世纪化学工业发展的方向,正为越来越多的人认识并逐步成为事实。近年来中国煤化工迅速发展,我国各地正兴建大批低压甲醇装置,且规模越来越大,最近又正在兴起一轮兴建二甲醚装置的热潮。与此同时,以甲醇为原料制烯烃(MTP、MTO),制氢MTH,制油MTG以及甲醇、二甲醚整体煤气化联合循环发电(IGCC)等项目也令人关注。
在上述大型甲醇、二甲醚、合成油和化工-IGCC联产,而其中作为核心的反应器技术尤为显著。林达公司近期先后开发了低循环或不循环的立式、卧式水冷固定床反应器技术、一步法二甲醚、一步法合成气经甲醇制汽油和甲醇、二甲醚、合成油和IGCC动力联产等多项技术,并申请了多项中国和PCT专利。
1 大型合成气制醇、醚、汽油和IGCC联产的技术瓶颈
1.1 合成设备放大受到运输条件的限制。目前国外甲醇合成技术在大型化方面采取的措施主要有:一是设备规格放大,二是增加台数,设置多个(串联或并联)反应器等,用多个并联或串联反应器则增加投资和运行成本,设备放大除增加加工制造难度外,由于中国煤炭资源多在内陆,与大型设备加工制造厂相距遥远,目前国内道路、桥梁、涵洞等运输上限一般为4.5M,象中海油建滔年产60万吨甲醇装置那样合成反应器直径在5M以上,在我国内陆建设的装置普遍无法解决其运输问题。
1.2 降低循环比是降低生产成本的关键,是大型合成技术的方向。现有技术甲醇合成中循环气和新鲜原料气的mol数比(循环比)有5倍多,合成气制二甲醚和费托反应制汽油,循环气也数倍于合成气。反应气中甲醇产物只有5%上下,大大低于产物平衡浓度。尽量降低循环比意味着系统处理气量大幅减少,既可有效缩减设备和管道的规格,降低投资,有利大型化,又可充分回收反应热,降低循环机能耗,节约生产成本。
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