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德国巴斯夫公司开发的高压法最早应用于甲醇的大规模生产,但是此工艺操作条件苛刻,消耗大,成本高,因此,逐渐被低压法和中压法替代。
3 甲醇合成工艺的操作要点
3.1 工艺参数优化
(1)反应温度的影响。反应温度的高低直接影响反应平衡和反应速率。合成甲醇的反应过程释放热量,降低反应温度使得平衡向合成甲醇的方向移动,但温度降低,反应速度减慢。另外,当合成甲醇反应的温度较低时,催化剂活性低,那么就会降低催化剂的反应强度[6];温度过高时,会诱发副反应的发生,原料气的消耗量增加,反应速度加快,体系温度不易控制,增加了催化剂的失活可能性,加快催化剂的热老化现象,催化剂的表面出现裂痕,甚至有粉化现象发生[7]。
有什么好听的歌啊(2)反应压力的影响。合成甲醇的反应过程中分子数减少,因此,增大反应的压力有利于反应向合成甲醇的方向进行,促进反应的平衡,由于体系的压力升高,对应的合成气组分的分压增大,因而增大了催化剂的生产强度。
(3)气体组分含量的影响。CO 、CO 2与H 2反应合成甲醇。
感恩节的祝福语CO 是合成甲醇的主要成分,CO 成分的含量直接影响甲醇的产量。当进入反应塔中的CO 含量增加,那么反应塔出口中生成的甲醇含量增加。反应体系中存在一定量的CO 2有利于保护催化剂并使其维持高活性,促进合成甲醇反应的进行;CO 生成甲醇的反应热高于CO 2生成甲醇的反应热,所以一定量的CO 2对于维持床层的温度有利,避免超温;反应过程中H 2O 的生成,抑制了副反应的发生;另外,反应过程中保持定量的CO 2可抑制结蜡的产生[8]。
(4)催化剂的影响。催化剂颗粒粒径小时,催化剂的内表面利用率大,加快反应速率,减少催化剂的用量。但是当催化剂的粒度减小时,反应气体通过催化剂的床层的压降增大,动力消耗增加。因此,应依据气流和床层的特性以及实际情况确定催化剂颗粒的尺寸大小。
(5)空速的影响。空速是指单位反应体积内处理的反应混合物的体积流量。空速的倒数称为接触时间。甲醇合成过程中,空速较低时,接触时间增长,反应速率变化大。反应过程中的混合气体的组成与反应平衡时的气体组成接近,反应速率低;反之,空速较高时,接触时间变短,反应速率的变化小,提高催化剂的生产强度,预热时所需的传热面积增大,降低热能利用率,
1 引言
甲醇作为重要的能源化工材料,在社会生产中,甲醇的需求量与日俱增,所以提升甲醇的生产水平,提高生产效率,优化调节甲醇合成工艺参数和设备,这对于甲醇合成工艺的实际生产而言至关重要。
2 合成甲醇工艺过程分析
2.1 甲醇合成的工艺流程
我国在实际生产甲醇的过程中采用天然气和煤作为主要的生产原料,工业上生产甲醇大致分为5个步骤:生成甲醇原料气、净化处理、压缩处理、合成粗甲醇、精馏粗甲醇[1]。
(1)生成原料气。甲醇的合成气成分主要是CO ,CO 2,H 2。采用的原料主要有石油、煤炭和天然气,这些原料通过蒸汽转化或者部分催化氧化反应生成CO 、CO 2、H 2的混合气。
(2)合成甲醇。在特定的压力、温度条件下,选择特定的催化剂,发生合成甲醇反应。反应后的产品中有甲醇、水、多种有机杂质的混合物,即得到的是粗甲醇产品。佐助vs团藏是第几集
(3)净化处理。此工序的目的是对粗甲醇产品进行净化处理,采用物理净化以及化学净化。物理净化就是通过简单的过滤除去粗甲醇中的杂质;化学净化主要是采用碱与难分离的杂质发生反应,去除杂质。
(4)精馏粗甲醇。精馏工序是进一步脱除经过净化工序处理后,粗甲醇中包含的挥发组分(二甲醚,乙醇,高级醇和水)[2]
2.2 甲醇合成方法描写冬至的古诗句
甲醇合成方法按照工艺过程中反应压力的大小有低压法,中压法,高压法。
低压甲醇工艺最早是由英国ICI 公司开发,ICI 低压法大多是以天然气作为原料,反应压力为5MPa ,铜基作为催化剂,合成甲醇。此工艺合成甲醇的生产成本低,能耗低,反应器结构简单,催化剂装卸便捷,催化剂的床层温度容易控制,因此,延长了催化剂在反应过程中的使用寿命[3, 4]。
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由于低压法合成甲醇工艺操作压力低,导致设备体积大,不利于甲醇的大型化生产,因此反应压力为10 MPa 的中压法生产甲醇工艺应运而生,中压法的工艺过程大致与低压法相似,但是中压法在总指标和投资费用上略高于低压法,日本三菱瓦斯化学公司以及丹麦托普索公司在中压法生产甲醇工艺上的应用取得了较好的成果[5]。
甲醇合成工艺流程及其控制要点
康英英 杜伦(陕西延长中煤榆林能源化工有限公司,陕西 榆林 718500)
摘要:甲醇作为重要的能源化工材料,广泛应用于化工生产实际中,并且世界对于甲醇的需求量与日俱增,所以提高甲醇的生产效率和生产质量,优化甲醇合成工艺流程以及控制要点益于实现高质量的生产甲醇。影响合成甲醇过程中的工艺参数有反应温度、反应压力、气体组成、催化剂、空速、未参与反应的气体组分和甲醇合成气的循环利用流程。甲醇生产装置在实际运行过程中,综合考虑各个工艺参数的影响,确保装置在各个工艺操作参数适宜的状态下安全稳定高效运行,有利于提高甲醇的产量,提高甲醇的生产效率,提高装置的有效运行,降低甲醇生产过程中的能耗。关键词:甲醇合成;工艺流程;控制要点