【正文】 kg? ? ? 純 CO 加入量： 3268818 .75m ol 60% 5448 031 .25m ol 115934 .9kg? ? ? 合成氣總加入量： 5448 031 .25m ol 25 .8 % ol?? 合成氣中 O2含量： ol 1 % 211164m ol?? 合成氣中 N2含量： ol % 171 042 .8m ol 4789 .2kg? ? ? 合成氣中 H2O 含量： 26 ol % 40121 .16m ol 722 .2kg? ? ? 合成氣中 CH4含量： ol 1 .8 % 3 0095 .2m ol 6081 .5kg? ? ? 合成氣中 CO2含量： 3 % 633492m o l 27873 .6kg? ? ? 合成氣中 H2含量： ol 67 .4% 14232453 .6m ol 28464 .9k g? ? ? 生成 C4H9OH 量： 32 68 81 8 .7 5m ol 4 6% 49 03 2 .3 m ol 36 28 .4 kg? ? ? ? 生成 C4H9OH 消耗的 CO 量 ： 49032 .3m ol 4 196129 .2m o l 5491 .6kg? ? ? 生成 C4H9OH 消耗的 H2量 ： 49032 .3m ol 8 392258 .4m ol 784 .5kg? ? ? 生成 CH3OCH3量： 32 68 81 8 .7 5m ol 2 1 0% 16 34 40 .9 m ol 75 18 .3 kg? ? ? ? 生成 CH3OCH3消耗的 CO 量： 16 34 40 .9 m ol 2 32 68 81 .8 m ol 91 52 .7 kg? ? ? 生成 CH3OCH3消耗的 H2量： 16 34 40 .9 m ol 4 65 37 63 .6 m ol 13 07 .5 kg? ? ? 生成 CH4量： 3268818 .75m ol 4% 13 0752 .8m ol 2092kg? ? ? 生成 CH4消耗的 CO 量： 13 0752 .8m ol 3661 .1kg? 生成 CH4消耗的 H2量： 13 0752 .8m ol 3 392258 .4m ol 784 .5kg? ? ? 27 主反應(yīng)生成 H2O 量： 326881 .9m ol 5883 .9kg? 副反應(yīng)生成 H2O 的總量： 1 3 0 7 5 2 .8 m o l 1 9 6 1 2 9 .2 m o l 3 4 3 2 6 8 8 1 .8 m o l 21 3 0 7 5 2 .8 m o l 1 4 7 0 9 6 .9 m o l 1 6 3 4 4 0 .94 4 1 2 9 0 .6 m o l 7 9 4 3 .2 k g? ? ? ? ??????（ ） （ ） 副反應(yīng)消耗的 H2量： 39 22 58 .4 m ol 65 37 63 .6 m ol 39 22 58 .4 m ol 14 38 28 0 .4 m ol 28 76 .5 6k g? ? ? ? O N2不參加反應(yīng) 產(chǎn)物氣中 CO: 5448 03 .25m ol 3268818 .75m ol 2179212 .5m ol 61 0 17 .95kg? ? ? 產(chǎn)物 氣中 CO2： 63 34 92 m ol 32 68 81 .9 m ol 21 79 21 2 .5 m ol 13 49 0. 8k g? ? ? 產(chǎn)物氣中 H2： 14232453 .6m ol 35957 ol 143828 ol 919 84 72 .5 m ol 18 39 6 .9 5k g? ? ? ? 產(chǎn)物氣中 H2O: 40 12 1 .1 6m ol 44 12 90 .6 m ol 32 68 81 .9 m ol 8 08 29 3 .6 6m ol 14 54 9 .3 kg? ? ? ? 產(chǎn)物氣中 CH4： 13 0752 .8m ol 38 0095 .2m ol 51 0848m ol 8173 .57kg? ? ? 表 產(chǎn)物氣體組成表 輸入 輸出 物料名稱 質(zhì)量 （ kg） 物料名稱 質(zhì)量 （ kg） CO CO CO2 CO2 H2 H2 O2 O2 28 N2 N2 H2O H2O CH4 CH4 CH3OH C4H9OH CH3OCH3 總計 總計 能量衡算 ，又知進(jìn)合成塔溫度 275℃ ，出合成塔溫度 150℃ 公式 Q=CM△ T 表 各物質(zhì) 150275 的 平均 比熱容表 比熱容（ kJ/kg*℃ ) 比熱容（ kJ/kg*℃ ) CO H2O CO2 CH3OH H2 C4H9OH O2 CH3OCH3 N2 CH4 進(jìn)入合成塔中 CO 的能量 : 7115934 .9 275 2 .40391 1 0 K J? ? ? ? 進(jìn)入合成塔中 CO2的能量： 627873 .6 275 5 .0054 1 0 K J? ? ? ? 進(jìn)入合 成塔中 H2的能量： 728464 .9 1 275 7 .92961 1 0 K J? ? ? ? 29 進(jìn)入合成塔中 O2的能量： 667 57 .2 5 0. 65 3 27 5 1 .2 13 1 0 K J? ? ? ? 進(jìn) 入合成塔中 N2 的能量： 647 89 .2 0. 74 5 27 5 0. 98 1 1 0 K J? ? ? ? 進(jìn)入合成塔中 H2O 的能量： 6722 .2 4 .312 275 1 0 K J? ? ? ? 進(jìn)入合成塔中 CH4的能量： 66081 .5 1 .7 0 275 2 .843 1 0 K J? ? ? ? 進(jìn)入合成塔的總熱量為 =108KJ 從合成塔流出的 CO 的熱量： 661 017 .95 15 0 6 .9 1 0 K J? ? ? ? 從合成塔流出的 CO2的熱量： 613 49 0. 8 15 0 0. 65 3 1 .3 21 1 0 K J? ? ? ? 從合成塔流出 的 H2的熱量： 718 39 6 .9 5 15 0 1 0. 13 2 .7 95 1 0 K J? ? ? ? 從合成塔流出 的 O2的熱量： 66757 .25 15 0 1 0 KJ? ? ? ? 從合成塔流出 的 N2的熱量： 64789 .2 15 0 1 0 KJ? ? ? ? 從 合成塔流出 的 H2O 的熱量： 614549 .3 15 0 4 .312 9 .41 1 0 K J? ? ? ? 從合成塔流出 的 CH4的熱量： 68173 .57 1 .7 0 15 0 2 .084 1 0 K J? ? ? ? 從合成塔流出的 CH3OH 的熱量 ： 7523 01 .1 15 0 2 .48 1 .946 1 0 K J? ? ? ? 從合成塔流出的 C4H9OH 的熱量： 63628 .4 15 0 2 .44 1 .328 1 0 K J? ? ? ? 從合成塔流出的 CH30CH3的熱量 ： 67518 .3 15 0 2 .36 2 .661 1 0 K J? ? ? ? 由上可知： 出合成塔的總熱量 = 107KJ 熱損耗 =進(jìn)入 合成塔的總熱量 出合成塔的總熱量 8 7 ? 7 1 .142 1 0 7 .23 09 1 0 7 .1891 1 0 K J? ? ? ? ? ? 30 第四章 結(jié)論 低壓法合成甲醇的影響因素 溫度對 CH3OH 合成的影響 在甲醇合成過程中，溫度對反應(yīng)混和物的平衡和速率都有很大的影響。 一般 ZnCr 催化劑的活性溫度為 350420℃。 另外，甲醇合成反應(yīng)溫度越高，則副反應(yīng)越多，生成的粗 CH3OH 中的有機(jī)雜質(zhì)組分的含量增多，給后期 CH3OH 的精餾加工帶來困難。 31 空速對甲醇合成的影響 在甲醇生產(chǎn)中，氣體通過合成塔僅能得到 3%6%的 CH3OH，新鮮氣的甲醇合成率較低，因此新鮮氣必須循環(huán)使用。另外，空速增大到一定程度之后，催化劑溫度將不能維持，在甲醇合成生產(chǎn)中，空速一般控制在 1000030000h1之間。 生產(chǎn)中合理的氫碳比應(yīng)比化學(xué)計量比略高些，按化學(xué)計量比值， f 值或 M 值為，實際上控制略高于 ，即通常保持確定的 H2含量。 [8] 惰性氣體含量對 CH3OH 合成的影響 甲醇原料氣的主要組分是： CO、 CO H2，其中含少量 CH4，或 N2 及其它氣體組分。但在系統(tǒng)中又不能排放過多，會引起有效氣體的損失。但是純氧化鋅或氧化銅的催化劑的活性相當(dāng)?shù)停挥泻推渌饘傺趸锕餐瑯?gòu)成某些多組分催化劑，則具有較高活性和較長的壽命。 202 2021 和 2021 年由于甲醇需求旺盛、價格高 ,開工率上升到近年來的高峰 ,達(dá)到 62%、 73%和 77%。屆時，我國甲醇生產(chǎn)能力將達(dá)到 10000 千噸 /年左右。國內(nèi)對甲醇的需求增長仍然較為強(qiáng)勁。但對高比例摻合的M85 或 M100 則因?qū)ζ吞娲葹?～ ，甲醇與汽油價格比將影響其經(jīng)濟(jì)性。 [9] 此外，無污染和低污染甲醇燃料電池汽車技術(shù)的日益成熟，也使得生產(chǎn)商對甲醇市場相當(dāng)看好。 感謝等同學(xué)在生活和學(xué)習(xí)中的幫助和支持，感謝他們對我工作中的支持與協(xié)作。感謝我的家人這些年來對我的理解、支持與肯定，我每一點的進(jìn)步，都有他們付出的心血。 在我多年的學(xué)習(xí)生涯中，我的父母一直支持、鼓勵著我，使我能夠順利完成學(xué)業(yè)，我將永遠(yuǎn)感謝他們對我的關(guān)懷、教育和培養(yǎng)。老師師嚴(yán)謹(jǐn)?shù)闹螌W(xué)態(tài)度、對事業(yè)的執(zhí)著追求和嚴(yán)于律己、寬以待人的做人準(zhǔn)則永遠(yuǎn)是我學(xué)習(xí)的楷模。 二甲醚替代柴油作為車用燃料在國內(nèi)外均無大型裝置投產(chǎn)，二甲醚汽車發(fā)動機(jī)雖已研制出樣車，但迄今尚無批量生產(chǎn)。 目前燃料甲醇與甲醇汽車經(jīng) 20 年的探索與試用，技術(shù)已經(jīng)相當(dāng)成熟，推廣阻力來自缺少政策扶持和目前高價位兩方面。有所下降。 目前因甲醇利潤高，投資者對大型甲醇項目十分關(guān)注，特別是煤產(chǎn)地和天然氣產(chǎn)地 ,在積極研究建設(shè)大型甲醇項目 的可能，有的已經(jīng)開工建設(shè)。 [6] 甲醇市場的展望 近年來 ,我國甲醇產(chǎn)量有較大 的增長 ,1998～ 2021 年 ,年均增長率為 %?？刂蒲h(huán)氣中惰性氣體含量的主要方法是排放粗甲醇分離器后的氣體。這些不參與 CH3OH 合成反應(yīng)的氣 體稱為惰性氣體。 例如：在 Lurgi(魯奇 )合 成流程中，甲醇合成塔入氣口 CO 占 %， CO2 %，H2 %；在 JopsΦ e(托普索 )合成流程中，合成循環(huán)氣中含 CO 5%， CO2 5%， H2 32 90%。例如，用天然氣 (主要成分甲烷 )為原料采 用蒸氣轉(zhuǎn)化法所得粗原料氣中 H2過多，這就要在轉(zhuǎn)化前或轉(zhuǎn)化后加入 CO2調(diào)節(jié)合理的氫碳比。 如果采用較低的空速，反應(yīng)過程中氣體混和物 的組成與平衡組成較接近，催化劑的生產(chǎn)強(qiáng)度較低，但是單位 CH3OH 產(chǎn)品所需循環(huán)氣量較小，氣體循環(huán)的動力消耗較低，預(yù)熱未反應(yīng)氣體到催化劑進(jìn)口溫度所需換熱面積較小，并且由于氣體中反應(yīng)產(chǎn)物的濃度降低，增大了分離反應(yīng)產(chǎn)物的費用。 不同類型的催化劑對合成壓力有不同的要求。對每種催化劑在活性溫度范圍內(nèi)都有適當(dāng)?shù)牟僮鳒囟葏^(qū)間，如 ZnCr催化劑的 370380℃左右，銅基催化劑為 250270℃左右。對于可逆放熱反應(yīng)來說，溫度降低固然使反應(yīng)速率增 大，但平衡常數(shù)的數(shù)值將會下降。為防止反應(yīng)器被腐蝕，保護(hù)反應(yīng)器機(jī)械強(qiáng)度，一般采用耐腐蝕的特種不銹鋼（如 1Cr18Ni18Ti）加工制造。通過對蒸汽壓力的調(diào)節(jié)，可以方便地控制反應(yīng)器內(nèi)反應(yīng)溫度，使其沿管長溫度幾乎不變，避免了催化劑的過熱，延長了催化劑的使用壽命。冷激式