【正文】 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 質量 （ kg） 物料名稱 質量 （ 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 ，又知進合成塔溫度 275℃ ，出合成塔溫度 150℃ 公式 Q=CM△ T 表 各物質 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 進入合成塔中 CO 的能量 : 7115934 .9 275 2 .40391 1 0 K J? ? ? ? 進入合成塔中 CO2的能量： 627873 .6 275 5 .0054 1 0 K J? ? ? ? 進入合 成塔中 H2的能量： 728464 .9 1 275 7 .92961 1 0 K J? ? ? ? 29 進入合成塔中 O2的能量： 667 57 .2 5 0. 65 3 27 5 1 .2 13 1 0 K J? ? ? ? 進 入合成塔中 N2 的能量： 647 89 .2 0. 74 5 27 5 0. 98 1 1 0 K J? ? ? ? 進入合成塔中 H2O 的能量： 6722 .2 4 .312 275 1 0 K J? ? ? ? 進入合成塔中 CH4的能量： 66081 .5 1 .7 0 275 2 .843 1 0 K J? ? ? ? 進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，溫度對反應混和物的平衡和速率都有很大的影響。催化劑由惰性材料支撐，分成數(shù)段。此塔一般為板式塔，約為 40～ 50 塊塔板。 2CO→ CO2+C ②連串副反應 2CH3OH→ CH3OCH3+H2O CH3OH+n CO+2nH2→ CnH2n1CH2OH+H2O CH3+nCO+2（ n1） H2→ CnH2n1COOH+nH2O 這些副反應的產(chǎn)物還可以進一步發(fā)生脫水、縮合、?；蛲确磻上N、酯類、酮類等副產(chǎn)物。 （ 2） 焦油、鹵化物等有害物質的 脫除 對煤氣中的煤焦油蒸汽、鹵化物、堿金屬的化合物、砷化物、 NH3和 HCN 等有害物質，目前的脫除方法主要是濕法洗滌。激冷室內保持相當高的液位。 3 工藝技術成熟，流程簡單，設備布置緊湊，運轉率高。加氫氣化反應 5 只在生產(chǎn)城市煤氣中應用，這些反應在常壓移動床氣化爐內比較常見。它是一種并流氣化，用氣化劑將粒度為 100um以下的煤粉帶入氣化爐內，也可將煤粉先制成水煤漿，然后用泵打入氣化爐內。 4 作為冶金還原氣 煤氣中的 CO 和 H2具有很強的還原作用。爐襯為水冷壁（ Membrame Wall），總重 500t。 3 氣流床氣化 氣流床氣化是一種 并流式氣化。氣化爐壓力（ ～ ） MPa，氣化反應溫度（ 800～ 900）℃，固態(tài)排渣，氣化爐已定型（ MK1～ MK－ 5），其中 MK－ 5 型爐，內徑 ，投煤量（ 75～ 84）噸 /h，粉煤氣產(chǎn)量（ 10～ 14）萬 m3/h。 新型煤化工生產(chǎn)采集用煤轉化高新技術，在能源梯級利用、產(chǎn)品結構方面對不同工藝優(yōu)化集成，提高了整體經(jīng)濟效益。其中二甲醚不僅從合成氣經(jīng)甲醇制汽油、低碳烯烴的重要中間體，而且也是多種化工產(chǎn)品的重要原料。根據(jù)生產(chǎn)工藝與產(chǎn)品的不同，主要分為煤焦化、煤氣化和煤液化三條產(chǎn)品鏈。 2 新型煤化工內容簡介 8 第二章 煤炭氣化原理 18 甲醇的性質 關鍵詞： 煤氣化 ，低壓法， 甲醇 2 第一章 緒論 煤化工是以煤炭為主要原料生產(chǎn)化工產(chǎn)品的行業(yè)。 現(xiàn)在，隨著氣化生產(chǎn)技術的進一步發(fā)展，以生產(chǎn)含氧燃料為主的煤炭氣化合成甲醇、二甲醚，有廣闊的市場前景。 3 高新技術及優(yōu)化集成。 （ 2）魯奇氣化爐 30 年代德國魯奇（ Lurgi）公司開發(fā)成功固定床連續(xù)塊煤氣化技術，由于其原料適應性較好，單爐生產(chǎn)能力較大，在國內外得到廣泛應用。該技術可用于生產(chǎn)燃料氣、合成氣和聯(lián)合循環(huán)發(fā)電，特別用于中小氮肥廠替代間歇式固定床氣化爐，以煙煤替代無煙煤生產(chǎn)合成氨原料氣，可以使合成氨成本降低 15%～20%，具有廣闊的發(fā)展前景。 （ 3） Shell 氣化爐 Shell 氣化爐殼體直徑約 ， 4 個噴嘴位于爐子下部同一水平面上 ，沿圓周均勻布置，借助撞擊流以強化熱質傳遞過程，使爐內橫截面氣速相對趨于均勻。 3 作為化工合成和燃料油合成原料氣 隨著合成氣化工和碳－化學技術的發(fā)展，以煤氣化制取合成氣，進而直接合成各種化學品的路線已經(jīng)成為現(xiàn)代煤化工的基礎，主要包括合成氨、合成甲烷、合成甲醇、醋酐、二甲醚以及合成液體燃料等。 3 氣流床氣化。 加氫反應和甲烷化反應是放熱反應和體積縮小的反應，加壓和低溫有利于反應的進行，常壓和高溫對甲烷的生成都不利。 2 與干粉煤進料相比，更安全和容易控制。激冷室內有和燃燒室連為一體的下降管，下降管的頂部設有激冷環(huán)，噴出的水沿下降管流下形成一下降水膜 ，這層水膜可避免由燃燒室來的高溫氣體中夾帶的熔融渣粒附著在下降管上。但它只能用來處理溫度不高的氣體，排出的廢液或廢漿尚需二次處理。 ①平行副反應 CO+3H2→ CH4+H2O 2CO+2H2→ CH4+CO2 4CO+8H2→ C4H9OH+3H2O 2CO2+4H2→ CH3OCH3+H2O 當有金屬鐵、鈷、鎳等存在時，還可能發(fā)生生碳反應。 21 粗甲醇首先進入脫輕組分塔，塔頂分出輕組分，經(jīng)冷凝后回收其中所含甲醇，不凝氣放空。圖是冷激式絕熱反應器的結構示意圖，反應器主要由塔體、氣體噴頭、氣體進出口、催化劑裝卸口等組成。 [6] 24 物料衡算 (1) 計算范圍：反應器 (2) 主反應： CO+2H2? CH3OH CO2+3H2? CH3OH+H2O 副反應： CO+3H2? CH4+H2O 4CO+8H2? C4H9OH+3H2O 2CO+4H2? CH3OCH3+H2O (3) 計算任務：合 成氣消耗量和產(chǎn)物量 ： 甲醇的產(chǎn)率為： 40% C4H9OH： 6% CH3OCH3 10% CH4： 4% (4) 基準： 年工作時： 8000h 400000t? 1000kg? 8000h=50000kg/h 以 1h 為基準（以下計算不再寫 h1） (5)選擇數(shù)據(jù)。 如果采用較高的空速，催化劑的生產(chǎn)強度雖可以提高，但增大了預熱所需要的傳熱面積，出塔氣熱能利用價值降低，增大了循環(huán)氣體的動力消耗，并且由于氣體中反應產(chǎn)物的濃度降低，增大了分離反應產(chǎn)物的費用。排放氣體計量公式如下： V放空≈ (V新鮮 I 新鮮 /I 放空 ) 式中： V放空 —— 放空氣體的體積， m3/h V新鮮 —— 新鮮氣的體積， m3/h I 放空 —— 放空氣中惰性氣體含量， % I 新鮮 —— 新鮮氣中惰性氣體含量， % 甲醇合成催化劑以及催化劑對甲醇合成的影響 在大量工作的基礎上，人們逐步認識到，在各種不同的催化劑中，只有含氧化鋅或氧化銅的催化劑才具有實際意義。在汽油中添加 15％以下的甲醇可明顯地改善排放尾氣的污染物含量，對汽車發(fā)動機也無需做較大的變動，油耗亦無明顯變化，未充分燃燒的甲醇與甲醛在排放的尾氣中增加亦不明顯。我永遠銘記父母的養(yǎng)育之恩。 隨著世界經(jīng)濟的發(fā)展，今后國際市場對甲醇的需求仍將保持一定的增長勢頭。循環(huán)氣中的惰性氣體的增多會降低 CO、 CO H2的有效分壓，對 CH3OH 的合成不利，而且增加了壓縮機的動力消耗。如 ZnCr 催化劑由于其活性溫度較高 (350420℃ )，要實現(xiàn) CH3OH 合成必須在 25 MPa 以上，因此， ZnCr 催化劑的操作壓力一般要求為 2535MPa；而銅基催化劑由于其活性溫度為 230290℃，甲醇合成壓力也要求較低，采用銅基催化劑可在 5 MPa 的低壓下操作，但是低壓操作也存在一些問題，當生產(chǎn)規(guī)模更大時，低壓流程的設備與管道顯得龐大，而且對熱能的回收不利，因此發(fā)展了壓力為 10MPa 左右的甲醇合成中壓法。 列管式等溫反應器的優(yōu)點是溫度易于控制，單程轉化率較高，循環(huán)氣量小， 能量利用較經(jīng)濟，反應器生產(chǎn)能力大，設備結構緊湊。 ⑥便于操作控制和工藝參數(shù)調節(jié)。為防止情性氣體積累，將部分循環(huán)氣放空。這種方法是 70 年代實現(xiàn)工業(yè)化的合成甲醇方法。 旋風分離器利用含塵氣流做旋轉運動時所產(chǎn)生的對塵粒的離心力，將塵粒從氣流中分離出來。具有配置簡單，便于操作管理，粗煤氣中的水蒸氣量能滿足變換工段要求的特點。 德士古煤氣化法原料煤種廣泛，可利用劣質煤，只要灰熔點較低即可，碳轉化率為 %—— %，且爐內 耐火材料可以連續(xù)使用兩年。該過程中，也可用空氣代替氧氣