合成气制甲醇概述.共50页文档
甲醇生产原理
甲醇生产原理
甲醇是一种常见的有机化合物，其化学式为CH3OH。
甲醇的生产原理主要基于合成气的反应，合成气是一种由一氧化碳和氢气组成的气体混合物。
以下是甲醇的生产原理：
1. 合成气制备：首先，通过煤炭、天然气等碳源进行气化或重整反应，产生含有一氧化碳和氢气的合成气。
合成气可根据不同的反应条件和催化剂组合进行生产。
2. 反应器选择：将合成气送入甲醇合成反应器中。
常用的反应器有低温反应器和高温反应器。
低温反应器可通过合成气的洗涤和压缩降低温度，利于甲醇的选择性生成。
高温反应器则有利于反应速率的提高。
3. 反应催化：甲醇合成反应通常在催化剂的存在下进行。
常用的催化剂有金属氧化物，如铜-锌-铝催化剂。
催化剂可以提高甲醇生成的速率和选择性。
4. 反应条件：甲醇的合成受到反应温度、压力和催化剂活性等条件的影响。
通常在中等压力（10-100大气压）和适当的温度（200-300摄氏度）下进行反应。
5. 分离提纯：在反应后，甲醇与未反应的气体、杂质物质等要进行分离和提纯。
常用的方法包括蒸汽混合、蒸馏、吸附等工艺。
通过上述原理，合成气中的一氧化碳和氢气可实现有效转化为
甲醇。
甲醇是一种重要的工业原料，在化工、能源、医药和农业等领域有着广泛的应用。
甲醇生产原理的研究和改进，有助于提高甲醇的生产效率和质量。
合成气制甲醇 合成气成分
合成气（Synthesis Gas），也称为合成气或一氧化碳和氢气的混合物，是工业上重要的化工原料，广泛用于生产甲醇、氨、低碳烯烃等多种化学品。
合成气的成分通常包含一氧化碳（CO）、氢气（H2）、氮气（N2）、二氧化碳（CO2）以及其他可能的杂质，如氩气（Ar）、氦气（He）等惰性气体。
在合成气制甲醇（Synthesis Gas to Methanol，简称Syngas to Methanol）的过程中，合成气的成分及其比例对甲醇的产率和选择性有着重要影响。
理论上，合成气中一氧化碳和氢气的比例约为1:2时，甲醇的产率最高。
然而，实际生产中，为了提高氢气的利用率和经济效益，通常会采用更高的CO/H2比例。
合成气制甲醇的过程主要包括以下几个步骤：
1. 转化反应：合成气中的一氧化碳和氢气在催化剂的作用下发生化学反应，生成甲醇和其他有机物。
这一步骤通常在高温（150-300°C）和高压（10-30MPa）的条件下进行。
2. 催化剂选择：用于合成甲醇的催化剂通常是基于铜、锌、铝的化合物，如CuZnO/Al2O3。
3. 产品分离：反应生成的甲醇和其他有机物需要从反应混合物中分离出来，通常通过蒸馏等物理分离方法。
4. 循环利用：未反应的合成气、氮气和其他惰性气体可以循环利用，而二氧化碳等副产品则需要进行处理，以减少对环境的影响。
合成气制甲醇技术是一种绿色化学过程，它能够有效利用煤炭、天然气等化石燃料，转化为高附加值的化学品，对于促进能源结构的优化和化工产业的升级具有重要意义。
合成气制备甲醇原理与工艺
合成气制备甲醇原理与工艺合成气制备甲醇是一种重要的工业化合成过程，它将合成气（一氧化碳和氢气）转化为甲醇。
合成气制备甲醇具有高效能、高选择性、多样性等优点，在化工、医药、能源等领域具有广泛的应用。
本文将介绍合成气制备甲醇的原理和工艺。
一、合成气制备甲醇的原理1.一氧化碳的水合反应：CO+H2O→CO2+H2在反应器中，一氧化碳和水反应生成二氧化碳和氢气。
这一反应是可逆的，所以通过控制反应温度和压力，可以提高反应的转化率。
2.一氧化碳的加氢反应：CO+2H2→CH3OH在适当催化剂的存在下，一氧化碳和氢气进一步反应生成甲醇。
这个反应也是可逆的，所以控制反应条件能够提高反应的选择性和转化率。
3.甲醇水合反应：CH3OH+H2O→CH4+H2O由于甲醇在高温下容易进一步反应生成甲烷和水，所以需要适当控制反应温度和催化剂的存在。
二、合成气制备甲醇的工艺1.合成气的净化合成气中的杂质对反应的选择性和转化率有很大影响，所以需要对合成气进行净化处理。
常见的净化方法包括除硫、去除有机气体、气体冷凝等。
2.反应器的选择反应器的选择对于合成功率和选择性有很大影响。
常见的反应器包括固定床反应器、流动床反应器、随压式反应器等。
不同的反应器有不同的优点和适用范围，需要根据实际情况选择。
3.分离和纯化反应生成的甲醇需要进行分离和纯化，以得到高纯度的甲醇产品。
常见的方法包括蒸馏、吸附、膜分离等。
三、合成气制备甲醇的工艺改进和发展为了提高甲醇的选择性和转化率，研究者们一直在不断改进和发展合成气制备甲醇的工艺。
以下是一些常见的工艺改进和发展：1.催化剂的改进：研究人员通过调整催化剂的组成和结构，改善催化剂的活性和稳定性，提高甲醇的选择性和转化率。
2.反应条件的优化：通过控制反应温度、压力、气体配比等反应条件，提高甲醇的选择性和转化率。
3.催化剂的再生：随着反应的进行，催化剂会逐渐失活，需要进行再生。
研究人员开发了一系列的方法来再生催化剂，延长其使用寿命。
合成气制备甲醇原理与工艺
c.钯系催化剂：未工业化；
d.低温液相催化剂：未工业化。
2）特点
3）注意
①为延长催化剂寿命，开始应用较低温度，过一定时间再升至适宜温度，其后随着催化剂老化程度升高，反应程度也相应的变高；
②因反应放热，反应热应及时移出，否则副反应增加，催化剂易烧结，活性降低。故严格控制温度，及时有效地移走反应热是合成塔设计、操作的关键。
②激式合成塔
这是最早的低压甲醇合成塔,是用进塔冷气冷激来带走反应热。
该塔结构简单,也适于大型化。但碳的转化率低,出塔的甲醇浓度低,循环量大,能耗高,又不能副产蒸汽。现基本已淘汰。
③多床内换热式合成塔
这种合成塔由大型氨合成塔发展而来。目前氨合成塔均采用三床(四床)内换热式合成塔。针对甲醇合成的特点采用四床(或五床)内换热式合成塔.各床层是绝热反应,在各床出口将热量移走。
二、合成气制甲醇的原理
1.合成气的制备
a.煤与空气中的氧气在煤气化炉内制得高CO含量的粗煤气；
b.经高温变换将CO变换为H2来实现甲醇合成时所需的氢碳比；
c.经净化工序将多余的CO2和硫化物脱除后即是甲醇合成气。
说明：
由于煤制甲醇碳多氢少,必需从合成池的放气中回收氢来降低煤耗和能耗，回收的氢气与净化后的合成气配得生产甲醇所需的合成气,即( H2-CO2) /( CO+CO2)＝2.00~2.05。
（1）变换。如果原料气中一氧化碳含量过高（如水煤气、重质油部分氧化气），则采取蒸汽部分转换的方法，使其形成如下变化反应：CO+H2O H2+ CO2。增加有效组分氢气，从而提高了系统中能的利用效率。
（2）脱碳。如果原料气中二氧化碳含量过多，使氢碳比例过小，可以采用脱碳方法除去部分二氧化碳。脱碳方法一般采用溶液吸收，有物理吸收和化学吸收两种方法。
合成气制甲醇(精品)
合成气制甲醇（精品）合成气制甲醇( 合成气可以由煤、焦炉煤气、天然气等生产)一、甲醇合成工艺技术合成甲醇工艺技术概况:自从1923年德国BASF公司首次用一氧化碳在高温下用锌铬催化剂实现了甲醇合成工业化之后，甲醇的工业化合成便得以迅速发展。
当前，合成法甲醇生产几乎成为目前世界上生产甲醇的唯一方法。
半个多世纪以来，随着甲醇工业的迅速发展，合成甲醇的技术也得以迅速改进。
目前世界上合成甲醇的方法主要有以下几种:1、高压法(19.6~29.4 MPa)这是最初生产甲醇的方法，采用锌铬催化剂，反应温度为360~400?，压力19.6~29.4Mpa。
随着脱硫技术的发展，高压法也在逐步采用活性高的铜系催化剂，以改善合成条件，达到提高效率和增产甲醇的效果。
高压法虽然有70多年的历史，但是，由于原料及动力消耗大，反应温度高，投资大，成本高等问题，其发展长期以来处于停滞状态。
2、低压法(5.0~8.0 MPa)这是20世纪60年代后期发展起来的甲醇合成技术。
低压法基于高活性的铜系催化剂。
铜系催化剂活性明显高于锌铬催化剂，反应温度低(240~270?)，在较低的压力下获得较高的甲醇收率，而且选择性好，减少了副作用，改善了甲醇质量，降低了原材料的消耗。
此外，由于压力低，不仅动力消耗比高压法降低很多，而且工艺设备的制造也比高压法容易，投资得以降低，总之低压法比高压法有显著的优越性。
3、中压法(9.8~12.0 MPa)随着甲醇单系列规模的大型化(目前已有日产2000吨的装置甚至更大单系列的装置)，如采用低压法，势必导致工艺管道和设备非常庞大，因此在低压法的基础上，适当提高合成压力，即成为中压法。
中压法仍采用与低压法相同的铜系催化剂，反应温度也与低压法相同，因此它具有与低压法相似的优点，但由于提高了合成压力，相应的动力消耗略有增加。
目前，世界上新建或扩建的甲醇装置几乎都采用低压法或中压法，其中尤以低压法为最多。
英国I.C.I公司和德国Lurgi公司是低压甲醇合成技术的代表，这两种低压法的差别主要在甲醇合成反应器及反应热回收的形式有所不同。
甲醇的化工生产技术概述(ppt 60张)
数据
5.945 0.209 常温无腐蚀性, 铅、铝例外 6.0～36.5 5420 0.599 263
甲醇化学性质 甲醇与有机酸（或无机酸）发生酯化反应，生 成相应的酯和水 甲醇可以发生脱氢和氧化反应得到甲醛 甲醇也可以与氨作用，可分别得到甲胺、二甲 胺和三甲胺
国内外甲醇工业现状 2005年世界甲醇生产能力为4117.5万吨，到 2006年底世界甲醇的总生产能力已经接近4800万 吨，主要集中在天然气资源比较丰富的地区，如特 立尼达、智利、新西兰、沙特和俄罗斯和中国。产 能增长速度较快的地区是中东和南美地区，上述地 区已经成为世界甲醇的重要生产基地。由于美国国 内天然气价格较高，加之对MTBE产品使用的限制， 美国甲醇生产大幅下降，目前仅剩60万吨/年。未 来几年还将有大量产能陆续投产，2010年全球甲 醇的产量达到5618.4万吨。
近10年来我国甲醇工业发展迅速，目前我国有 近200家甲醇生产企业，总产能为867万吨/年。其
中10万吨/年以下的小型装置占绝大多数，以天然
气为原料的甲醇装置约占国内总产能的22%，以煤
为原料的占78%，其中联醇装置占50%以上。
2006年以来不断有新装置建成投产，2007年我国 甲醇新、扩建产能约600万吨，全国产能接近1800
万吨，较2006年增长40%多。
我国主要甲醇生产厂家
序号 1 2 3 4 5 6 7 厂家 伊化集团 榆林天然气化工 上海焦化总厂 四川维尼纶厂 齐鲁石化公司 大庆油田甲醇厂 哈尔滨气化厂 产能（wt/a） 18 12（2套） 20 24 10 16 6 原料 天然气 天然气 煤 乙炔尾气 减压渣油 天然气 煤 技术路线 天然气低压法 天然气低压法 煤炼焦尾气低压合成法 乙炔尾气低压合成法 低压等温甲醇合成技术 蒸汽转化低压合成甲醇 焦油煤化法
合成气制甲醇原理
合成气制甲醇原理合成气制甲醇是一种重要的化工过程，其原理基于将一种叫做合成气的混合气体转化为甲醇。
合成气主要由一氧化碳和氢气组成，它们可以通过多种方法制备，如煤气化、天然气重整等。
合成气制甲醇的原理涉及两个主要反应：水气变换反应和甲醇合成反应。
首先，合成气进入水气变换反应器，反应器中通常使用铁基或铜基催化剂。
在水气变换反应中，一氧化碳和水蒸气发生反应生成一氧化碳和二氧化碳的平衡反应。
这个反应的目的是将一氧化碳和水蒸气转化为二氧化碳和氢气，以提供后续反应所需的氢源。
水气变换反应后，氢气和一氧化碳的比例被调整为适合甲醇合成反应的比例。
接下来，合成气进入甲醇合成反应器，反应器中使用铜基催化剂。
在甲醇合成反应中，一氧化碳和二氧化碳与氢气发生反应生成甲醇。
这个反应是一个复杂的过程，涉及多个中间产物和反应路径。
然而，在合适的温度和压力条件下，合成气中的一氧化碳和二氧化碳会与氢气通过甲醇合成催化剂的作用生成甲醇。
合成气制甲醇的反应条件对于反应的选择性和产率非常重要。
一般来说，较高的温度和压力有利于提高甲醇的选择性和产率。
然而，温度和压力也会影响催化剂的稳定性和寿命。
因此，需要在选择反应条件时找到一个平衡点。
催化剂的选择也对合成气制甲醇的效果有很大影响。
铜基催化剂是目前最常用的催化剂，但也有其他催化剂的研究，如铁基催化剂、锌基催化剂等。
这些不同的催化剂具有不同的反应活性和选择性，可以在一定程度上调控反应的产率和选择性。
在合成气制甲醇过程中，还需要考虑反应器的设计和操作。
反应器的设计应该满足高转化率、高选择性和高产率的要求。
反应器的操作条件也需要精确控制，以确保反应的稳定性和安全性。
总的来说，合成气制甲醇是一种基于合成气的重要化工过程。
其原理基于将合成气转化为甲醇的反应，经过水气变换反应和甲醇合成反应，最终得到甲醇产品。
反应条件、催化剂的选择以及反应器的设计和操作都对反应的效果有重要影响。
随着技术的不断进步，合成气制甲醇过程将会得到进一步的优化和改进，以满足社会对清洁能源和可持续发展的需求。
合成气制备甲醇原理与工艺
合成气制备甲醇原理与工艺合成气制备甲醇原理与工艺简要概述班级：XXXXXXXXXXXXXXXXXXXXX专业：化学工程与工艺___________姓名: _________ X XXXX ______________________学号：201473020108 _____________________扌旨导教师： ______ X XXXX ______________________按基化—甲酉莹備酿、甲酿甲酊酣化一丿无机酸曹討七- CH3OH〈脱水一 '氧化炼基化裂解- 甲星叔丁星酣•隣酸三甲醉、硫酸二甲醉二甲醜—碳酸二甲酉：•氢气一、甲醇的认识1. 物理性质无色透明液体，易挥发，略带醇香气味；易吸收水分、CO和HS,与水无限互溶；溶解性能优于乙醇；不能与脂肪烃互溶，能溶解多种无机盐磺化钠、氯化钙、最简单的饱和脂肪醇。
2. 化学性质I 氯化氢------------ 氯代甲烷J生化1甲醇蛋白3. 甲醇的用途（1）有机化工原料甲醇是仅次于三烯和三苯的重要基础有机化工原料中醇的川途r c 性药*硝舷类、佥事奉j <C昭酸)(2)有机燃料化脫氢(1)、甲醇汽油混合燃料；(2)、合成醇燃料; ⑶、与异丁烯合成甲基叔丁基醚(MTB)、高辛烷值无铅汽油添加剂；(4)、与甲基叔戊基醚(TAME合成汽油含氧添加剂4. 甲醇的生产原料甲醇合成的原料气成分主要是CO C02、H2 及少量的N2和CH4主要有煤炭、焦炭、天然气、重油、石脑油、焦炉煤气、乙炔尾气等。
天然气是生产甲醇、合成氨的清洁原料，具有投资少、能耗低、污染小等优势，世界甲醇生产有90%以上是以天然气为原料，煤仅占2%。
二、合成气制甲醇的原理1. 合成气的制备a.煤与空气中的氧气在煤气化炉内制得高CO含量的粗煤气；b.经高温变换将CO变换为H2来实现甲醇合成时所需的氢碳比；c.经净化工序将多余的CO2和硫化物脱除后即是甲醇合成气。