【正文】 ........... 12 甲醇的性質(zhì) ................................................................................................... 12 甲醇市場(chǎng)現(xiàn)狀及展望 ..................................................................................... 12 合成氣制甲醇 ................................................................................................. 14 低壓法合成甲醇的工藝 ................................................................................. 14 甲醇合成反應(yīng)器 ............................................................................................. 17 物料衡算 ........................................................................................................................................ 19 第四章 結(jié)論 ............................................................................................................................................ 25 低壓法合成甲醇的影響因素 .................................................................................................. 25 某學(xué)院畢業(yè)（論文） 1 溫度對(duì) CH3OH 合成的影響 .......................................................................................... 25 壓力對(duì) CH3OH 合成的影響 ......................................................................................... 25 空速對(duì)甲醇合成的影響 ................................................................................................... 26 氫碳比的控制對(duì)甲醇合成的影響 ................................................................ 26 惰性氣體含量對(duì) CH3OH 合成的影響 ......................................................... 27 甲醇合成催化劑以及催化劑對(duì)甲醇合成的影響 ......................................... 27 第五章 結(jié)束語(yǔ) ....................................................................................................................................... 29 致謝 ............................................................................................................................................................. 30 參考文獻(xiàn) ................................................................................................................................................... 31 某學(xué)院畢業(yè)（論文） 2 前言中國(guó)作為一個(gè)煤資源比較豐富，但油資源較為貧乏的國(guó)家。隨著經(jīng)濟(jì)發(fā)展，經(jīng)過(guò)化學(xué)加工對(duì)煤的綜合利用越來(lái)越社會(huì)發(fā)展的趨勢(shì)，將煤炭利用率和附加值、煤炭深加工等的增值可達(dá)到幾十甚至幾百倍，這給新型煤化工發(fā)展奠定了基礎(chǔ)和有力的發(fā)展空間。煤中有機(jī)質(zhì)的化學(xué)結(jié)構(gòu)，是以芳香族為主的稠環(huán)為單元核心，由橋鍵互相連接，并帶有各種官能團(tuán)的大分子結(jié)構(gòu)，通過(guò)熱加工和催化加工，可以使煤轉(zhuǎn)化為各種燃料和化工產(chǎn)品。如柴油、汽油、乙烯原料、甲醇、二甲醚等以及一些化工產(chǎn)品。國(guó)內(nèi)近年來(lái)加大了對(duì)煤炭氣化開(kāi)發(fā)和利用，一些新合成工藝和新生產(chǎn)方法的應(yīng)用技術(shù)，使煤炭氣化得到迅速發(fā)展。主要有EastmanKODA 路線，即煤——合成氣——甲醇——醋酐——醋酸纖維——膠片和MonsantoBP 路線，即合成氣——甲醇——醋酸。 (一)地面氣化 將煤從煤從地下挖掘出來(lái)再經(jīng)過(guò)各種氣化技術(shù)獲得煤氣的方法稱為地面氣化。根據(jù)氣化用煤的主要特征，將氣化煤大致分為以下四類：第一類，氣化時(shí)不黏結(jié)也不產(chǎn)生焦油，代表性原料有無(wú)煙煤、焦煤、半焦和貧焦。煙煤屬于中等變質(zhì)程度的煤種。這些高溫保證所有品種和等級(jí)（包括石油焦和無(wú)煙煤）的煤的高轉(zhuǎn)化率。間接煤液化（氣化伴隨著合成氣接觸反應(yīng)的變換）是發(fā)展此工藝的最初原因。其中噴嘴為三通道，工藝氧走一、三通道，水煤漿走二通道，介于兩股氧射流之間。合理的流程安排，取決與粗煤氣的溫度以及可冷凝副產(chǎn)物在氣體中的含量。物理溶劑法很適合于從高壓氣流中脫出酸性氣體，該法的優(yōu)點(diǎn)是：溶液再生時(shí)耗熱極少或不耗熱，富液經(jīng)過(guò)減壓后可再生，同時(shí)溶液的酸性氣體閃蒸而出。在第二級(jí)，氣體被冷卻到30～38℃，此處只收集油和水。甲醇具有毒性，內(nèi)服 10ml 兒有失明的危險(xiǎn)，30ml 能致人死亡。我國(guó)現(xiàn)有甲醇生產(chǎn)企業(yè) 200 多家，以煤炭為主要原料的生產(chǎn)廠家占到 70％，其他以天然氣、焦?fàn)t氣、渣油等為原料，總體來(lái)說(shuō)，我國(guó)甲醇生產(chǎn)企業(yè)產(chǎn)能普遍偏低，我國(guó) 2022 年產(chǎn)能 萬(wàn)噸，2022 年產(chǎn)能 600 萬(wàn)噸，2022 年產(chǎn)能 740 萬(wàn)噸。屆時(shí)，我國(guó)甲醇生產(chǎn)能力將達(dá)到 10000 千噸/年左右。但對(duì)高比例摻合的 M85或 M100 則因?qū)ζ吞娲葹?～，甲醇與汽油價(jià)格比將影響其經(jīng)濟(jì)性。如果采用低壓法搞這樣的大型工廠，由于處理氣量大，會(huì)出現(xiàn)設(shè)備龐大而一次性投資高的弊病，以及帶來(lái)設(shè)備制作和運(yùn)輸?shù)睦щy。 低壓法合成甲醇的工藝 一氧化碳加氫可發(fā)生許多復(fù)雜的化學(xué)反應(yīng)。 圖 3－3 低壓法甲醇合成的工藝流程某學(xué)院畢業(yè)（論文） 16 1—加熱器 2—轉(zhuǎn)化器 3—廢熱鍋爐 4—加熱器 5—脫硫器 11224—水冷器 7—?dú)庖悍蛛x器 8—合成氣壓縮機(jī)9—循環(huán)氣壓縮機(jī) 10—甲醇合成塔 115—熱交換器 13—甲醇分離器14—粗甲醇中間槽 16—脫輕組分塔 18—分離器 122—再沸器20—甲醇精餾塔 23—CO2 吸收塔這是目前各生產(chǎn)廠家普遏采用的工藝流程。粗甲醇中除含甲醇外，還含有兩大類雜質(zhì)。 甲醇合成反應(yīng)器甲醇合成反應(yīng)器是甲醇合成系統(tǒng)的最重要的設(shè)備，亦稱甲醇轉(zhuǎn)化器或甲醇合成塔。⑥便于操作控制和工藝參數(shù)調(diào)節(jié)。段中進(jìn)行的反應(yīng)為絕熱反應(yīng)，釋放的反應(yīng)熱使反應(yīng)氣體溫度升高，但未超過(guò)反應(yīng)溫度高眼，于下一段間再與冷激氣混合降溫后進(jìn)入再下一段床層進(jìn)行反應(yīng)。列管式等溫反應(yīng)器的優(yōu)點(diǎn)是溫度易于控制，單程轉(zhuǎn)化率較高，循環(huán)氣量小，能量利用較經(jīng)濟(jì)，反應(yīng)器生產(chǎn)能力大，設(shè)備結(jié)構(gòu)緊湊。 低壓法合成甲醇的影響因素 溫度對(duì) CH3OH 合成的影響在甲醇合成過(guò)程中，溫度對(duì)反應(yīng)混和物的平衡和速率都有很大的影響。 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(lái)困難。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。 惰性氣體含量對(duì) CH3OH 合成的影響甲醇原料氣的主要組分是：CO、COH2，其中含少量 CH4，或 N2 及其它氣體組分。但是純氧化鋅或氧化銅的催化劑的活性相當(dāng)?shù)?，只有和其它金屬氧化物共同?gòu)成某些多組分催化劑，則具有較高活性和較長(zhǎng)的壽命。很慶幸這些年來(lái)我遇到了許多恩師益友，無(wú)論在學(xué)習(xí)上、生活上還是工作上都給予了我無(wú)私的幫助和熱心的照顧，讓我在諸多方面都有所成長(zhǎng)。在此向張老師表示深深的感謝和崇高的敬意。在我的十幾年求學(xué)歷程里，離不開(kāi)父母的鼓勵(lì)和支持，是他們辛勤的勞作，無(wú)私的付出，為我創(chuàng)造良好的學(xué)習(xí)條件，我才能順利完成完成學(xué)業(yè)，感激他們一直以來(lái)對(duì)我的撫養(yǎng)與培育。三年的大學(xué)生活就快走入尾聲，我們的校園生活就要?jiǎng)澤暇涮?hào)，從這里走出，對(duì)我的人生來(lái)說(shuō)，將是踏上一個(gè)新的征程，要把所學(xué)的知識(shí)應(yīng)用到實(shí)際工作中去?？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。 例如：在 Lurgi(魯奇)合成流程中，甲醇合成塔入氣口 CO 占 %，CO2 %， H2 %；在 JopsΦe(托普索) 合成流程中，合成循環(huán)氣中含 CO5%，CO2 5%，H2 90%。 如果采用較低的空速，反應(yīng)過(guò)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(dòng)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(fèi)用。對(duì)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。碳——化學(xué)是在 20 世紀(jì) 70 年代兩次石油危機(jī)中得到迅速發(fā)展的其目的在于尋求化工原料“多樣化”和能源資源“非石油化”的戰(zhàn)略轉(zhuǎn)移。反應(yīng)熱由管外鍋爐給水帶走，同時(shí)產(chǎn)生高壓蒸汽