四塔甲醇精馏工艺流程及原理
粗甲醇通过预塔给料泵、粗甲醇预热器送到预塔脱除轻组份。预精馏塔(脱醚塔)冷凝器采用二级冷凝,系统中增设了排气冷凝器,用以脱除二甲醚等低沸点的杂质,控制冷凝器气体出口温度,并回收夹带的部分甲醇。在该温度下,几乎所有的低沸点馏份都在气相,并排出系统,不再冷凝回流到预精馏塔。
充分脱除低沸点组分后的甲醇溶液,通过加压精馏塔给料泵送往加压精馏塔。主要是提高甲醇气体的分压与沸点,使加压精馏塔的塔顶气有足够的热量供常压精馏塔的再沸器使用。常压精馏塔就不再需要蒸汽加热,减少装置的能耗。加压塔和常压精馏塔分别采出一般要求的甲醇产品。如特殊需要,可再经常压精馏塔进一步提纯。两塔的混合液都达到国家优级标准以上,能满足甲醇羰基化所需要的工艺指标要求。
从常压精馏塔底部排出的占甲醇产量20%左右的残液,被回收塔给料泵送往回收塔进一步回收,最终从底部排出装置。
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。
煤化工是指以煤为原料,经化学加工使煤转化为气体、液体和固体燃料以及化学品的过程。下面是我整理了煤化工生产技术论文,有兴趣的亲可以来阅读一下!
煤化工及甲醇生产技术探索
摘要:甲醇是一种有机化工原料,它的用途非常广泛,普遍运用于燃烧材料、合成金属、工程涂料、医学消毒、日常生火等多个方面,在甲醇的制造方面,一般都遵循着煤气化碳――变换气体物质――精细蒸馏三大工序,在化工厂生产活动中一般将生产甲醇的工序称为“工段”。难点在于如何去调控操作所需的参数,本文通过对煤化工作的特性解析来引申出甲醇生产的要点,同时对生产技术进行一个流程上的模拟,更全面地去了解甲醇生产中需要多加注意的关键。
关键词:煤化工;甲醇;温度;化学反应;化学式
中图分类号:Q946文献标识码: A
1煤气化原理
在甲醇生产的流程中,煤气化是第一步,它是一种化学反应,将气化剂和煤炭资源中的可燃物质放置在一个高位环境下,然后使其发生中和反应,产生一氧化碳、氢气等可燃气体。在煤气化工段里使用的气化剂包括水蒸气、氧气等,在加入这些气化剂后,煤炭就会发生一系列化学反应,从而生成所需的气体。煤炭在加入气化剂后,经历了干燥、热裂解等热力反应,该反应中生成的气体包括一氧化碳、二氧化碳、氢气、甲烷等,这些化学反应的速度取决于煤气化工段中的温度、热压、气化炉质量以及煤炭的种类,以下是煤气化过程中会出现的化学式:
吸收热量:C - H2O → C O + H2C + C O2→ 2C O
发散热量:C + O2→ C O2C +12O2→ C O
变换反应:C O + H2O → C O2+ H2
从大体上来说,煤气化反应是化学中的强吸热效应,如果以动力和热力的角度来解析这类中和现象,重点在于对温度的把握,温度过高会造成气体流失,温度过低则无法产生完整的化学反应,导致生成的气体数量少、质量差。同时在增压方面应该适当地增加对煤炭的压力值,这样可以使化学反应的速度提高,对甲醇的生产效率起积极作用。
2变换工段
甲醇产品在合成时,一般调整碳元素与氢元素的比例的方法是通过一氧化碳的变换反应来实现的,在甲醇生产的流程中,碳元素与氢元素的分离都在催化剂的影响下进行,在此需要注意的是,碳氧分离工序对水蒸气的需求量相当大,水蒸气的生产成本在这道工段中会激增不少,所以,如何最大限度地利用水蒸气,节约生产成本,这将直接考验生产部门的气体生产技术和操作人员的工作效率。在变换工段中,煤气化之后的煤气物质含有大量的一氧化碳和水蒸气,在催化剂的效果影响到位之后,就可以生成氢与二氧化碳,在此时还会有小部分的一氧化硫转化为氰化硫,此时化学式表现如下:
C O + H2O → C O2+ H2
这是一个主要反应式,但是在主反应进行的同时,还有一部分副反应也会产生,生成甲醇的副产品,这些化学反应包括:
2C O + 2H2→ C O2+ C H
2C O → C + C O2
C O + 3H2→ C H4+ H2O
C O + H2→ C + H2O
C O2+ 4H2→ C H4+ 2H2O
C O2+ 2H2→ C + 2H2O
化学反应在化工产业中要求平衡,在主要变换的化学反应中是一种发散热量反应的类型,这里的化学反应会使煤气化后的温度降低,温度适当降低有利于化学反应的平衡作用,但是如果温度太低,就会导致化学反应时间过长,效率越低,当煤气化工段的生成气体慢慢消耗殆尽时,就会浪费前一道工段的时间和成本,造成浪费。同时,温度还与催化剂的适应性挂钩,如果温度没有调整到位,催化剂的效力就无法发挥到最大值,这就会造成碳氧分离程度不足,必须加大催化剂的剂量,这也会增加生产成本。
3甲醇生产中的注意事项
1.)气化压力的大小在其他的生产条件没有变化的情况下,如果改变气化压力,就会产生非常细微但是关键的变化。通常气压定格在2M Pa以上的范围时,在煤气化工段里基本上不会产生影响,但是如果气压低于2M Pa就会使气化炉的气化效果变低。所以,在煤气化工段中,一定要保证气化压力控制在2M Pa以上,而且可以视实际情况适当提高,这样可以增加气体数量,提高生产效率。
2.)氧气与煤量的比例氧煤比例的提高,指的是在煤炭中氧气流量的增多,直观反映为在煤炭高温加热时,煤炭的燃烧反应量明显提升。同时因为氧气流量的增加,使气化炉的温度也得以升高,煤炭的气化反应会更加强烈,一氧化碳和氢气的数量会增加不少,但是生成的气化产物中,二氧化碳和水分的含量占了很大比例,而一氧化碳和氢气的含量会变少,所以,如果不仔细控制氧煤比例,就会使气化炉中的气化反应过强而导致生产甲醇所需的气体成分变少。
4 甲醇生产工艺模拟
传统的烧煤方式已经不能满足人们对甲醇的需求量,而且单纯的燃烧煤炭既是对资源的浪费,也会造成环境污染。所以,当务之急是要尽快找到新的甲醇提取方法和更快捷有效的甲醇生产技术,在这方面,煤气化生产流程已经被初步运用于各大化工厂中,作为目前提取甲醇的有效方式,煤气化工段还需要更多的模拟和分析来增强其效率,简化其工序。
在模拟中我们假设煤浆和高压后的氧气依照固定比例放置在气化炉中,然后在高温作用下因气温及气压生成各种气体,其中包括一氧化碳、氢气、二氧化碳等,其中高压后的氧气进入气化炉可以通过设置烧嘴的中心管道和外环管道,而煤浆可以通过烧嘴的中环管道进入气化炉。在模拟环境下,我们还设置了激冷室,位于气化炉下段,激冷室主要是处理煤炭中的灰份。在煤气化工段进行到末尾后,会残留一些灰份物质,这些物质会在气化炉的高温中熔融,熔渣和热量汇聚,合成了气体,然后结合离开气化炉的燃烧室部分,经由反应室,进入气化炉下段的激冷室。这些气体在激冷室中将被极寒温度降低到200摄氏度左右,熔渣会立即固体化,然后生成大量的水蒸气,经水蒸气饱和后带走了灰份,从激冷室的排出口派排
出。
需要进行变换的水煤气在预热器中加入一部分进行换气和换热步骤,然后进入模拟的变换炉,这部分水煤气在经过煤气化工段后,自身携带了不少的水蒸气,变换炉中的催化剂进行催化作用进行变换反应,在第一部分结束后,另一部分的水煤气也进入变换炉,变换炉这时就会需要新的高温气体,模拟的变换工段里加入了预热装置,提前储存并加热生成高温气体,然后连入变换炉中与另一部分的水煤气进行变换反应,然后进入气液分离器进行分离,分离成功后的气体将进入低压蒸汽室内降温,再次进入气液分离器进行分离,再喷入冷水来清洗掉气体中的三氢化氮,最后气体进入净化系统,生产气态甲醇。
精馏工段的流程为四塔工作方式,首先甲醇气态材料在预热器中进行高温加热,再传输进预塔中部,在这里去除粗甲醇里的残留溶解气体与二甲醚等,这些属于低沸点物质。在加热后,气体进入冷却器进行气体降温,形成甲醇蒸气后进入预塔的回流管道。甲醇蒸气在经过回流后进入换热器,加热后进入加压塔,甲醇在加压塔中进行冷凝化处理,其中小部分送回加压塔顶部作为回流液。剩余的甲醇气体进入精度甲醇管道,最后由加压塔提供压力与热量,将冷凝的高精度甲醇视需求定制成液态或固态储存,然后将杂质或者甲醇残留物通过排污口排入废水处理器进行净化提取处理。
参考文献:
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住宅室内空气中甲醛的污染现状调查与分析论文
无论是在学校还是在社会中,大家都接触过论文吧,论文是进行各个学术领域研究和描述学术研究成果的一种说理文章。如何写一篇有思想、有文采的论文呢?下面是我精心整理的住宅室内空气中甲醛的污染现状调查与分析论文,仅供参考,大家一起来看看吧。
摘要: 根据对石家庄市100户居民住宅室内空气中甲醛含量的检测及分析,甲醛已经成为家庭装修后威胁人体健康最主要的有害成分,甲醛含量超标情况普遍且严重,随着装修竣工时间的延长,甲醛含量呈下降趋势,但效果并不明显。对受检的100户住宅中有无家具情况进行了统计分析,结果表明:家具是造成室内空气中甲醛含量超标的另一个重要因素,特别是板材家具,会明显加重甲醛的污染程度。
关键词: 室内环境;甲醛;污染
1 引言
随着当今社会的高速发展,生态环境与可持续发展已成为我们无法回避的现实问题,尤其是与我们工作生活息息相关的室内空气环境污染问题,更成为影响我们自身健康的重大威胁。建筑材料、装修材料的广泛使用使得室内空气中的有害物质种类和数量都明显增多,其中甲醛对人体健康的危害最为明显。
甲醛是一种挥发性有机化合物,无色,具有刺激性气味,易溶于水。甲醛主要来源于室内装修使用的胶合板、细木工板、中密度纤维板和刨花板、木芯板等人造板材,贴墙布、贴墙纸、化纤地毯、油漆、涂料以及一些有机材料。甲醛对眼睛、呼吸道、人体黏膜和皮肤产生明显的刺激作用;急性中毒可导致流泪、流涕、咳嗽等症状,引发多种呼吸道疾病;慢性吸入低浓度可导致持续头痛、无力、失眠等;长期接触低剂量可引起慢性呼吸道疾病、女性月经紊乱、妊娠综合症、新生儿体质降低、染色体异常,甚至诱发鼻咽癌;高浓度时会侵害人的神经系统、肝脏等。针对甲醛严重的危害性,于2010年9月对石家庄市100家居民住宅进行了摸底调查,严格按照国标方法进行采样检验,并对最终数据进行科学的'分析总结。
2 室内空气中甲醇检测方法
2.1 采样方法
在河北省会报名参加免费室内空气检测活动的500名业主中随机抽取,对抽中的100名业主的住宅选取一个代表性房间进行检测。采样工作严格按照《室内空气质量标准》(GB/T 18883-2002)执行,采样点的数量根据监测室内面积大小和现场情况确定,原则上小于50m2的房间应设(1~3)个点,在对角线上或梅花式均匀分布,并避开通风口,离墙壁距离大于0.5m,采样点高度原则上与人的呼吸带高度一致,在0.5m~1.5m之间。采样前受检房间在充分通风后封闭门窗12h。
2.2 检测方法
采用国标中“酚试剂分光光度法”分析样本,方法原理是空气中的甲醛与酚试剂反应生成嗪,嗪在酸性溶液中被高铁离子氧化成蓝绿色化合物,根据颜色深浅,比色定量。比色时采用10mL的具塞闭塞管和分光光度计,在630nm测定吸光度。
2.3 判定标准
检测依据《室内空气质量标准》(GB/T 18883-2002)中的甲醛≤0.10mg/m3为标准判定检测结果。
2.4 检测结果分析
2.4.1 检测结果总体分析
在此次检测的100户住宅中,甲醛含量范围为0.02~0.62mg/m3。超标数量为84户,不合格率为84%;超标一倍以上的23家,占总数的23%,占甲醛不合格家庭的27%;超标2倍以上的16家,占总数的16%,占甲醛不合格家庭的19%;最大超标52倍。
2.4.2 装修竣工时间对甲醛含量的影响
表1是对100户住宅的装修竣工时间与所测空气中甲醛含量及超标率的数据统计,由此可以直观的反映出空气中甲醛含量随装修竣工时间变化的趋势。从下表可明显看出,装修竣工后1个月内的室内空气中甲醛含量最为严重,在受检的26户住宅中仅有2户合格,超标率达到92%,最高超标倍数甚至达到5.2倍;随着装修竣工时间的延长,室内空气中甲醛含量略有下降,装修竣工时间1~6个月的,超标率降为89%,最高超标倍数3.8倍;装修竣工时间6~12个月的,超标率降为76%,最高超标倍数2.1倍;装修竣工时间1年以上的,超标率降为67%,最高超标倍数1.6倍。从这些数据可以看出,甲醛含量随着装修竣工时间的延长呈现下降趋势,但效果并不明显,装修竣工1年后仍有一半的家庭室内空气甲醛含量不合格,甲醛挥发相对于其他污染物来说是一个漫长的过程,人们在入住新居时一定要警惕室内空气中的甲醛成分及其含量高低,入住前必须进行一段时间的通风晾房,入住后也要保持大量通风换气。
表1 装修竣工时间与甲醛含量的情况统计
装修竣工
时间样本数/户含量范围/mg·m-3甲醛标准/mg·m-3超标数/户超标率/%
1个月内260.09~0.620.102492
1~6个月370.06~0.480.103389
6~12个月250.06~0.310.101976
1年以上120.02~0.260.10867
合计1000.02~0.620.108484
2.4.3 家具对甲醛含量的影响
此次检测活动也对受检住宅是否进驻家具及家具类别进行了统计,具体情况详见表2。装修后没有购置新家具的住宅,室内空气中甲醛含量超标率为75%,最高超标倍数3.3倍;购置实木家具的住宅室内空气中甲醛含量超标率为80%,最高超标倍数为3.5倍;购置板材家具的住宅室内空气中甲醛含量超标率为93%,最高超标倍数为5.2倍。由此可以看出,住宅内放置的家具越多,尤其是板材家具越多,室内空气中甲醛含量超标情况越严重,家具能明显加重室内空气甲醛污染。
表2 家具与甲醛含量的情况统计
装修竣工
时间样本数/户含量范围/mg·m-3甲醛标准/mg·m-3超标数/户超标率/%
无家具320.02~0.430.102475
实木家具250.05~0.450.102080
板材家具430.06~0.620.104093
合计1000.02~0.620.108484
2.5 检测结论
(1)甲醛超标情况较严重。100户住宅中室内空气甲醛超标的84家,不合格率为84%;超标1倍以上的23家,占甲醛不合格家庭的27%;超标2倍以上的16家,占甲醛不合格家庭的19%。由此可见,住宅室内空气中甲醛超标情况普遍且严重。
(2)装修竣工时间对室内空气中甲醛含量的影响并不显着。随着装修竣工时间的延长甲醛含量略有下降,但下降趋势不明显。
(3)家具的购入是造成室内空气中甲醛含量超标的另一个重要因素。通过对住宅内有无家具的不同情况下室内空气中甲醛含量进行对比,会发现住宅内有家具的情况下甲醛含量大大高于无家具的情况,尤其是板材家具更会明显加重甲醛的污染程度。
3 甲醇污染预防措施
3.1 优化家装方案和施工工艺
在家庭装修中,应当尽可能的选择有资质的装饰公司,优化设计方案,注意空间承载量和材料使用量,对装修使用的各种材料严格把关,采用先进施工工艺,只有这样才能减少因施工带来的室内环境污染。
3.2 规范家具的选择和购买
选购家具时必须要求厂方提供的说明书,特别注意说明书里描述家具的主材和主材中有害物质含量,严格按照国家标准进行选择购买。
3.3 加强通风措施,提高净化能力
在装修竣工后必须进行一定时间的通风换气,保持空气流通,以降低室内空气污染,这是一种简便易行且最有效的改善室内空气质量的方法。除此之外,还可以在室内栽种绿色植物,放置活性炭、硅胶等吸附材料,以加强对室内空气中有害物质的清除。
参考文献:
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