煤制甲醇工艺原理教学教材
甲醇合成工艺PPT课件

淡水资源:相当世界人均的1/4,居世界第 110位
28
原油
冷凝水
LNG 海水 煤
铁矿石
25万吨
干气
催化裂化
催化裂解
燃料油1000万吨/ 聚年乙烯
乙烯 100万吨/年 其他化工产品
蒸汽
燃气发电
超临界发电
焦炉煤气
山西孝义
10
苏里格天然气公司
17
山东鲁西化工
25
山西原平
20
河北建滔
10
山东鲁南化肥厂
60
贵州贵化
20
旭阳焦化集团甲醇二期
10
河南延化化工有限责任公司 18
唐山中润公司二期
15
宁夏宝丰投资集团
20
山西兰花清洁能源公司
20
中煤能源
25
陕西榆林煤化科技新建
10
33
8.2甲醇的生产工艺原理
碳的氧化物与氢合成甲醇的反应式如下:
9
甲醇的化学性质
E 甲醇的羰基化制醋酸
甲醇与一氧化碳在250℃、50-70MPa下通过碘化钴均相 催化剂,或在180℃、3-4MPa下通过铑的碳基化合物为催 化剂(以碘为助催化剂),能合成醋酸。
CH3OH+ CO
CH3COOH
F 甲醇的脱水制二甲醚
活性氧化铝
2CH3OH
CH3OCH3+H2O
250 ℃
蒸气压 平均热 燃料种类 分子量 /MPa(60 值
℃) /kJ/kg
二甲醚 46.0 1.35 31450
液化气 56.6 1.92 45760
煤制甲醇工艺与设备PPT课件

煤制甲醇工艺
2011年10月
内容
☆ 概述 ☆ 型煤生产工艺与设备 ☆ 造气生产工艺与设备 ☆ 原料气净化工艺与设备 ☆ 甲醇合成工艺与设备 ☆ 甲醇精馏
煤制甲醇工艺
概述
第一章 化工生产的特点
※ 化工原料、中间体、产品多是易燃、易爆、有毒和 腐蚀性的物质; ※ 生产工艺因素多,要求工艺条件苛刻; ※ 生产规模逐渐大型化,自动化程度越来越高,连续 性强; ※ 对化工操作人员的技术水平要求较高 。
煤制甲醇工艺
造气工艺与设备
2、灰分 灰分是煤燃烧后的残留矿物质,其组成有二氧化硅、三氧化二 铝、三氧化二铁、氧化钙和氧化镁等。
对制气的影响: A、灰分高增加运输费用; B、灰分增加,相对降低煤中的固定碳含量,排灰增加,带走部
分未燃烧的炭和显然,使消耗定额增加; C、灰分含量高,增加机械排灰强度,使其磨损加剧;
煤制甲醇工艺
造气工艺与设备
5、灰熔点对生产的影响 5.1由于灰渣的构成不均匀,因而不可能有固定的灰熔点,只有熔化
范围。通常灰熔点用三种温度表示,即t1为变形温度;t2为软化温 度;t3为熔融温度,生产中一般灰熔点指t2,它是指炉温控制高低 的重要指标。 5.2煤的灰熔点高低,是影响煤气发生炉内气化温度的主要因素之 一。灰熔点低的燃料,气化层温度不能控制太高,这就限制了气化 温度的提高,致使蒸汽分解率低,发气量和气体质量不高。当燃料 层局部温度达到或超过灰熔点时,则会造成炉内结疤、结块等现象, 致使炉内某一截面阻力不均,严重时会造成造气炉不能正常生产。 因此,煤的灰熔点越高对气化过程越有
2、压力对生产的影响 蒸汽压力的高低直接影响蒸汽温度的高低,造成温度提升慢制液时
间延长,腐植酸钠反应不完全。
煤制甲醇工艺原理

煤制甲醇工艺原理
煤制甲醇工艺是一种有效利用煤或油类等资源中含碳元素制取甲醇的技术,其基本原理和过程如下。
1. 煤解烃过程:借助空气将煤热解成气态碳氢烃,即燃气,得到混合气体CO、CO2和烃(CH4、C2H6、C3H8等);
2. 催化裂解:将混合气体提升至固定温度和压力,并喷入含有催化剂的反应器内进行催化反应,将各种烃分子裂化成较低烃分子以及水;
3. 转化:将裂解产生的较低烃分子通过自由基反应或期转化反应转化成甲醇;
4. 分离:将转化后的甲醇与裂解产生的水及其他烃气经过冷凝分离;
5. 精炼:将分离得到的混合物经过加热蒸发、塔式干法分离、乙二醇脱水精炼等步骤把甲醇从混合物中分离出来,得到满足用途要求的纯净甲醇产品。
煤制甲醇技术简单、造价低、运行成本少,可经济有效地利用煤类资源,以满足用甲醇的各种不同需求,在我国的甲醇勘探生产中具有重要的实用价值。
十万吨焦炉煤气制甲醇的操作规程

10万吨甲醇操作法全套第一篇合成岗位操作规程第一章工艺原理一、合成工艺原理甲醇合成是在5.0MPa压力下,在催化剂的作用下,气体中的一氧化碳、二氧化碳与氢反应生成甲醇,基本反应式为:CO+2H2=CH3OH+QCO2+3H2=CH3OH+H2O+Q在甲醇合成过程中,尚有如下副反应:2CO+4H2=(CH3)2O+H2O2CO+4H2=C2H5OH+H2O4CO+8H2=C4H9OH+3H2O此外,还有甲酸甲酯,乙酸甲酯及其它高级醇、高级烷烃类生成。
以铜为主体的铜基催化剂,对于甲醇合成具有极高的选择性,而且在不太高的压力及温度下,要求合成气的净化要彻底,否则其活性将很快丧失,它的耐热性也较差,要求维持催化剂在最佳的稳定的温度下操作。
铜基催化剂一般可在210-280℃下操作,视催化剂的型号及反应器型式不同,其最佳操作温度范围与略有不同。
管壳式反应器的最佳操作温度在230-260℃之间。
在铜基催化剂上合成甲醇,合适的操作压力是5.0~10.0MPa,对于合成气中二氧化碳较高的情况,压力的提高对提高反应速度有比较明显的效果。
合成气的成份对甲醇合成反应的影响较大,由前述反应式可见,要降低能耗,应采用适量的二氧化碳浓度的合成气,若合成气中二氧化碳含量过高,会加重精馏工序的负担并增加了能耗,但二氧化碳含量太低,会导致催化剂活性和转化率过低。
理论的合成新鲜气成份,应满足以下比值:氢碳比f=(H2-CO2)/(CO+CO2)=2.05实际操作中氢碳比应适当增大,大约在2.05~2.15之间。
空速一般控制在8000~10000h-1左右。
甲醇合成是强烈的放热反应,必须在反应过程中不断的将热量移走,反应才能正常进行,管壳式反应器利用管子与壳体间副产中压蒸汽来移走热量,这样,合成反应适宜的温度条件维持就几乎全依赖于副产品中压蒸汽压力操作的正常与稳定。
第二章工艺流程简述由压缩工序来的循环气经入塔气预热器(C0401)预热至225℃,由顶部进入管壳式等温甲醇合成塔(D0401),在铜基触媒的作用下,CO、CO2与H2反应生成甲醇和水,同时还有少量的其它有机杂质生成。
煤气化制甲醇工艺实训课件

4 对讲机使用的是可充电电池,如果对讲机电力不足,可联系指 导教师更换电池,切勿当作普通废电池丢弃;
5 每天最后一组同学,关闭计算机主机和显示器,打扫卫生;
6 每组同学在实验结束后一周内上交实验报告。
学习交流PPT
16
八、推荐书目
1 侯翠红, 王训遒, 陈卫航 等. 煤气化与氯碱生产实习教程[M]. 郑 州:郑州大学出版社, 2010.
学习交流PPT
3
三、仿真软件操作简介
1. 软件启动界面及设置
(1) 低温甲醇洗工段
预习及连接现场操作时使用“单机练习”,而考核时使用 “局域网模式”连接教师站。教师站IP为192.168.0.1
学习交流PPT
4
然后出现如下界面:
学习交流PPT
5
(2) 甲醇合成工段
(3) 甲醇精制工段
学习交流PPT
煤气化制甲醇工艺实训
王训遒,高健,宁卓远 2012年4月
学习交流PPT
1
一、课程意义及目标
1 通过模拟化工生产过程中开车、运行、停车以及事故 处理等操作过程,建立化工流程级概念,进一步认识 化工生产各个设备操作的相互联系和影响,理解化工 生产的整体性。
2 深入了解煤气化制甲醇过程的工艺和控制系统的动态 特性,提高对复杂化工工程动态运行的分析和协调控 制能力。
2 彭建喜. 煤气化制甲醇技术[M]. 北京:化学工业出版社, 2010.
3 徐宏,时光霞,黄玲 等. 化工生产仿真实训[M]. 北京:化学工 业出版社, 2010 .
4 广东省石油化职业技术学校, 北京东方仿真软件技术有限公司 [M]. 化工仿真实训指导. 北京:化学工业出版社, 2010.
第一章--煤制甲醇技术概述

第一章煤制甲醇技术概述第一节煤制甲醇整个装置的组成甲醇的分子式为CH3OH,说明甲醇由碳、氢、氧组成,理论上只要含有碳、氢、氧三种元素的物质通过一定的反应可以生成甲醇。
但是,目前工业合成甲醇的原料气为CO和H2,因此,工业合成甲醇普遍使用的物质主要有:煤、石油、天然气、油渣等有机物。
其主流程见图一。
甲醇工业生产主反应式:CO+2H2=CH3OH+Q而原料气中允许有少量2~8%的CO2气体存在,CO2与H2也反应生成甲醇,反应式为:CO2+3H2=CH3OH+H2O+Q。
在工业上,这两个反应方程要求有一个工序——甲醇合成工序。
从工业生产甲醇反应式看,甲醇合成需要CO、H2等气体。
对于煤制甲醇企业,原始原料是煤,要想使煤转化为甲醇合成的原料气CO、H2,就有一个工序——气化工序。
煤转化CO和H2,在工业上,无非是煤和氧不完全反应生成CO,或者和水蒸汽反应生成CO和H2。
我们从工业合成甲醇反应式可知,对于CO气体合成甲醇,H2/CO=2时,理论上合成的甲醇量在平衡时最多。
同样,对于CO2合成甲醇,H2/CO2=3时合成的甲醇量多。
实际生产中,这两个反应同时进行,而且CO2的含量低,为了保证足够的合成甲醇量,进入甲醇合成工序的气体(H2-CO2)/(CO+CO2)的比值控制在2.05~2.15之间。
但煤在气化时,不可能把(H2-CO2)/(CO+CO2)的比值控制在2.05~2.15之间,气化工序产生的粗煤气中H2的含量低,CO的含量高。
同时,我们知道,煤是一种复杂的有机质和无机质组成的物质,气化时,不是甲醇合成的有用气体也进入了粗煤气。
如煤中的硫,在气化时部分转化为H2S气体进入粗煤气。
如果H2S气体在进甲醇合成前不除去会使甲醇催化剂中毒,使甲醇无法生产。
因此,在进甲醇合成之前,为了控制H2、CO2、CO 气体之间的比例,控制CO2气体的含量,除去粗煤气中有毒有害或无用的气体,分别设置变换工序和净化工序。
煤制甲醇各段工艺流程课件

为保证生产连续性,需设置储存 设施储存原料。
CHAPTER 03
煤制甲醇的蒸馏提纯
常压蒸馏
常压蒸馏是指在常压下进行的 蒸馏过程,通过加热和分离液 体混合物来提纯甲醇。
在常压蒸馏中,先将煤制甲醇 粗品加热到一定温度,使其中 的轻组分和重组分分离,得到 初步提纯的甲醇。
常压蒸馏的操作压力为 0.1~0.2MPa,温度通常控制 在60~100℃之间。
煤制甲醇的优缺点
优点
煤制甲醇能够充分利用我国丰富的煤炭资源,生产成本相对较低,且甲醇作为 一种重要的有机化工原料,市场需求量大,具有较好的市场前景。
缺点
煤制甲醇过程中会产生大量的废气、废水和固体废弃物,对环境造成污染,同 时煤炭资源的开采和利用也加剧了我国能源结构的单一性,不利于可持续发展 。
CHAPTER 02
煤制甲醇各段工艺流程 课件
CONTENTS 目录
• 煤制甲醇概述 • 煤制甲醇的原料准备 • 煤制甲醇的蒸馏提纯 • 煤制甲醇的精制与转化 • 煤制甲醇的工艺流程图解 • 煤制甲醇的设备与维护
CHAPTER 01
煤制甲醇概述
煤制甲醇的定义
01
煤制甲醇是指利用煤作为原料, 通过化学反应合成甲醇的过程。
维修策略
根据设备的不同特点和使用情况,可以制定不同的维修策略 ,如定期维修、预防性维修、事后维修等。在制定维修策略 时,应考虑设备的可靠性、维修成本和使用要求等因素。
THANKS
[ 感谢观看 ]
煤制甲醇的原料准备
原料的选择与准备
01
02
03
煤质选择
选择适合生产甲醇的煤种 ,如无烟煤或烟煤,考虑 煤的灰分、挥发分、含硫 量等因素。
原料煤破碎
焦炉煤气制甲醇 ppt课件

焦炉煤气制甲醇
10
第二节 焦炉气的净化
2. 有机硫低温水解+氧化铁、氧化锌脱硫
焦炉气先被引入有机硫水解槽,在有机硫水解槽中被 水解为硫化氢,再通入后序的氧化铁粗脱硫和氧化锌精脱硫 ,使硫含量满足后序工艺要求。
焦炉煤气制甲醇
19
19
三、影响甲烷转化的因素
1.温度 2. 甲烷转化反应是可逆吸热反应,提高温度对反应平衡 和反应速率有利。
3. 控制转化气出口温度的方法:控制氧气量和焦炉气的入炉温 度。
5. 转化炉加入氧气的目的:使部分焦炉气燃烧以提供转 化反应所需的热。
水解催化剂的使用条件:温度90℃,压力0.77~ 5.0MPa。由于该脱硫工艺采用低温水解脱硫,故最终的脱 硫温度较低,较易满足后序工艺对合成气温度的要求。
焦炉煤气制甲醇
11
11
第二节 焦炉气的净化
3. 铁钼+镍钼两级加氢、铁锰+氧化锌两级吸收
该工艺对传统铁(钴)钼催化加氢+氧化铁、氧化锌脱 硫二提出了一些改进。
焦炉煤气制甲醇
17
17
二、焦炉气转化工艺
2. 非催化部分氧化转化法
第一阶段: 2H2 + O2 → 2H2O
CH4 + 2O2 → CO2 + 2H2O 第二阶段: CH4 + H2O → CO + 3H2 控制步骤 优点:不需要催化剂、精脱硫可以后移,无需再加蒸汽
、转化气中CO2的含量较满足甲醇合成;
15
15
一、焦炉气转化的原理
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。
煤制甲醇工艺原理第一章:甲醇生产工艺原理第一节:甲醇的物理化学性质、用途甲醇是一种有机化学产品。
1661年英国化学家波义耳最早从干馏木材中发现了甲醇。
所以也叫木醇。
1922年,德国BASF公司用化学方法合成了甲醇。
1923年建成年产300吨的甲醇生产装置。
采用锌铬催化剂,在高压条件下生产甲醇,所以也叫高压法甲醇。
到1966年,英国帝国化学工业(I.C.I)研究出了铜基催化剂,开发出了低压合成工艺,1971年,德国鲁奇公司(Lurgi)也开发出了低压合成甲醇工艺,以后,世界上甲醇生产工艺基本上采用低压合成工艺。
从1975年以后,世界上甲醇生产规模越来越大,甲醇装置单套生产能力达到20万吨/年,到90年代,单套生产能力达到60-80万吨/年,目前已达到100万吨/年的水平。
1.甲醇的物理化学性质在常态下,甲醇是无色透明的液体,有轻微的酒香;有良好的溶解性,与水、乙醇互溶,在汽油中有较大的溶解度;易燃易爆;有毒性,人摄入20-30ml,会导致失明;摄入50-60ml,会致死。
甲醇分子式:CH3OH,分子量:32结构式: HH -C-OHH沸点:64.4-64.8℃;冰点:-97.68℃;比重0.791;爆炸极限:6.0%-36.5%;闪点:16℃;2.甲醇的主要用途。
甲醇的化学性质很活泼。
可进行氧化、脂化、羰基化、胺化、脱水反应。
甲醇是一种重要的基本有机化工原料。
是碳一化学的基础。
用甲醇可以生产上百种化工产品。
典型的有:甲醛、聚甲醛、醋酸、甲胺、甲基叔丁基醚(MTBE)、甲基丙烯酸甲脂(MMA)、聚乙烯醇、碳酸二甲脂、硫酸二甲脂、对苯二甲酸二甲脂(DMT)、二甲脂甲酰胺(DMF)、二甲醚、乙烯、丙烯及苯,等等。
还是一种重要的能源,可直接做燃料、做甲醇燃料电池、甲醇汽油、还可以分解制氢和一氧化碳。
2008年,全球甲醇产量达到4500万吨。
我国甲醇产量1000多万吨。
第二节:甲醇生产工艺原理1.合成气的制造与生产甲醇的主要原料合成气(含有CO、CO2、H2的气体)在一定压力(5—10MPa)、温度230-280℃)和催化剂的条件下反应生成甲醇,合成反应如下:CO+2H2=CH3OH+QCO2+3H2=CH3OH+H2O+Q1.1生产甲醇的主要原料含有CO、CO2、H2的气体叫合成气。
能生产合成气的原料就是生产甲醇的原料。
主要有:A.气体原料:天然气、油田伴生气、煤层气、炼厂气、焦炉气、高炉煤气;B.液体原料:石脑油、轻油、重油、渣油;C.固体原料:煤、焦碳。
1.2以煤为原料生产合成气煤与氧气在高温下燃烧,产生CO2,我们称为燃烧反应。
反应式如下:CmHn+O2→CO2+H2O+Q在缺氧的情况下,会生成CO,反应式如下:CmHn+O2→CO+CO2+H2O+Q上述反应就是用来生产合成气的反应。
也是煤气化的主要反应。
在这个反应里,CO是我们主要追求的。
目前,煤气化的方法主要有干煤粉气化法和水煤浆气化法,典型的干煤粉气化技术有壳牌技术(也叫谢尔、Sell),水煤浆气化技术有德士古技术。
我们公司采用西安热工研究所的干煤粉气化技术,该技术是壳牌技术的一种。
气化炉壁采用膜式壁,通锅炉循环水,生产5.2MPa饱和蒸汽。
有2个煤喷嘴。
喷嘴外环走氧气,内环走煤粉。
氧气压力4.5MPa,温度180℃。
煤粉用CO2/N2加压到4MPa送进炉内。
在气化炉中,煤粉与氧气发生部分氧化反应,反应温度在1400-1600℃,压力为4MPa,反应产物主要是H2、CO、CO2、H2S。
反应方程式如下:CmHnSr+m/2 O2—→mCO+(n/2-r)H2+rH2SCO+H2O—→H2+CO2反应产生的粗煤气从气化炉上部出来,在出口部位,经激冷水激冷到900℃,送到洗涤塔洗涤。
洗涤到340℃,再送湿洗塔湿洗到199℃,送变换工序。
谢尔炉要求煤的灰熔点低,反应产生的灰以熔融状态向下流入气化炉底部渣池进行淬冷,经碎渣机破碎后定期排放到锁渣斗,再排到脱水槽,用捞渣机捞到皮带,送到渣场。
1.3变换把粗煤气中的多余的CO变换为H2和CO2。
使H2/CO达到2.1左右。
反应如下:CO+H2O=H2+CO2+Q。
因为粗煤气中含有硫,采用一段宽温耐硫变换串两段低温耐硫变换工艺。
工艺特点如下:⑴采用钴-钼耐硫催化剂,适用于高CO、高含硫原料气,对原料气含硫无上限要求,有低限。
宽温变换催化剂起活温度为240℃,最高可耐480℃。
低温变换催化剂起活温度为180℃,最高可耐450℃。
适应CO浓度高、温升高的特点。
⑵为防止甲烷化副反应,一般要求提高水气比。
因CO浓度高,采用热力学难于控制,必须采用动力学控制。
要求催化剂供应商有可靠的动力学模型。
经验上,宽变用K8-11,低变用QCS-04。
⑶采用部分变换工艺,约35%煤气不经变换,调节手段灵活。
⑷变换余热分级回收。
⑸冷凝液作为煤气化系统补水,节约中压蒸汽。
2.粗煤气脱碳、脱硫(净化)采用低温甲醇洗脱除酸性气体,即CO2、H2S、COS。
该工艺是林德公司和鲁奇公司联合开发的气体净化工艺。
由大连理工大学提供。
甲醇溶剂对CO2和H2S、COS的吸收有很高的选择性,同等条件下,对H2S、COS的溶解度是对CO2的4倍、6倍左右。
可以在同一塔内进行脱硫和脱碳,及脱除其他杂质,脱硫彻底,总S<0.1ppm。
低温下操作,能耗低,溶剂损失小,工艺气损失小,生产费用低。
2.1硫回收采用三级克劳斯工艺,脱除酸性气体中的H2S和COS,净化气体,同时副产硫磺。
从净化来的酸气量约2000Nm3/h,含硫约34%。
克劳斯技术是先把部分酸气燃烧成二氧化硫,通过空气控制系统使H2S/SO2=2:1,满足克劳斯反应的最佳比例,然后进入克劳斯反应器进行如下反应: 2H2S+SO2=S+H2O+Q 反应为放热反应,在克劳斯催化剂上发生。
反应产生的硫是液态,通过成型冷却销售。
3.合成气的压缩从净化出来的合成气压力为3.3MPa,合成甲醇的压力在5-10MPa范围。
本装置合成压力8MPa。
要达到合成所需要的压力,需要压缩。
合成压力是由催化剂的性能决定的,也受综合能耗的影响。
催化剂的合成率(碳转化率),与压力是正相关的。
但在压力达到一定程度时,增加压力,对转化率影响不大了。
对于铜基催化剂来说,在压力达到7MPa左右,合成率最高。
还有,提高压力,系统体积会变小(PV=nRT),设备、工艺管道的尺寸也会变小,能降低投资。
压缩机种类有往复式压缩机、螺杆压缩机、离心压缩机。
拖动压缩机的有汽轮机(透平机)、燃气轮机、电机。
本装置合成气压缩机是透平机驱动的离心压缩机/循环机。
3.1气体状态方程式气体状态遵循以下方程式:理想气体状态方程式:PV=nRT。
真实气体状态方程式:PV=ZnRT。
P:压力,单位MPa; V:体积,单位m3; n:气体质量,单位mol(Kmol); R:常数; T:绝对温度;z:压缩因子。
气体在绝热压缩时,温度会升高。
主要是在压缩过程中外力做功,使气体的热焓升高了,气体温度升高了;另外,在压缩过程中气体摩擦,也使气体温度升高。
温度升高,对压缩不利。
在相同压力下,温度高,气体体积大;另外,压缩介质温度高,对压缩机设备材质要求提高。
所以,在工艺上,如果压缩倍率高,要采取多段压缩,在段间对气体冷却。
一般,压缩倍率在3倍以下,采用一段压缩,压缩倍率在3倍以上,采用二段或多段压缩。
本装置采用一段压缩。
压缩机进气温度要求在40℃以下。
另外,进气介质中不允许带游离水,防止水击对设备损害。
要把介质中的水分离掉。
在压缩工艺系统中要有进气分离器和段间冷却器离心压缩机是利用离心力压缩气体的,转速很高,一般都在10000rpm以上。
转速是可以调节的。
通过调节转速来调节合成压力。
我们压缩机组额定转速为10600rpm。
本装置配置合成气压缩机/循环机一套,CO2压缩机一套,氨压缩机一套。
压缩机是高速运转设备,轴系采用油润滑,每套机组有一个润滑油站。
压缩机的密封系统,采用干气密封,要配置一台氮气增压机。
压缩机控制系统,有操作系统和跳车保护系统。
与操作系统接口。
4.甲醇合成合格的合成气经压缩到一定压力(8MPa),进合成塔,在铜基催化剂上反应生成甲醇,合成反应如下:CO+2H2=CH3OH+Q(催化剂、230—280℃)CO2+3H2=CH3OH+H2O+Q(催化剂、230—280℃)。
该反应是放热反应。
以前使用锌-铬催化剂,合成压力很高,在25-30MPa,称为高压法。
现在使用铜-锌催化剂,合成压力下降到5-10MPa,称低压法。
合成温度是由催化剂的特性决定的。
铜-锌催化剂的合成温度为230-280℃。
铜-锌催化剂对温度比较敏感,长期在高温下运行,催化剂的活性很快就会降低,使用寿命会大幅度下降。
所以,为了保证反应温度的稳定,反应产生的热量要么被移走,要么用冷的合成气平衡热量。
把温度降下来。
合成甲醇的主要设备是合成塔。
合成塔设计主要考虑温度要均匀分布。
目前使用的合成塔主要有绝热冷激塔、鲁奇均温塔、林达均温塔、超级合成塔。
本厂使用鲁奇均温塔。
技术由华东理工大学提供。
合成反应的温度在230℃左右,合成气在进塔前要把温度升高到这个温度范围,需要加换热器(入塔气预热器),用合成后的出塔气和它换热,进入合成塔反应。
反应生产的甲醇是气态,和没有反应完的气体一起出塔,经过逐级冷却,到40℃左右,甲醇就冷凝成液体,经过甲醇分离器分离,液体就是粗甲醇,送到精馏系统,气体叫循环气,经过循环机,再进入合成塔反应。
经过不断循环后,合成气中的甲烷、氮气会不断积累,所以,要抽出一部分循环气,进行处理。
采用普里森膜分离方法,把H2和CO、CO2、N2、CH2分离,H2返回合成气压缩机进口循环使用,非渗透气回收作为煤粉干燥的燃料。
4.1合成催化剂的还原与升温合成催化剂主要成分是CuO≥52;ZnO≥20;Al2O3≥8;外型:5×(4.5-5),黑色圆柱体;堆密度:1.2-1.5;径向抗压强度(C/cm)≥200;反应温度:200-290℃;反应压力:4-10MPa;时空收率:≥1-1.5Kg/L.h;空速:7000-20000 /h。
中毒物质:硫、氯、羰基铁、羰基镍、不饱和烃、油类。
A.合成催化剂的还原由于催化剂在常态时为氧化态,在使用前需要还原。
不同厂家的催化剂对还原条件有具体要求。
一般而言,还原气体可以使用氢气或转化气。
反应为:CuO+H2=Cu+H2O+86.7KJ/mol。
是强放热反应。
还原温度:一般低于催化剂起活温度,在180℃以下;还原压力:低于0.8MPa;还原气中氢的浓度:在开始还原时,低于1%(其他成分主要是氮气),到还原完成阶段,可适当提高氢的浓度,到基本完成时,再提高氢的浓度,当完成还原后,再提高氢浓度(10%以下)进行检验。