【正文】 。此時(shí)，合成塔空速常有循環(huán)機(jī)動(dòng)力，合成系統(tǒng)阻力等因素決定。一般控制原則：在催化劑使用初期活性較好，或者是合成塔的負(fù)荷較輕，操作壓力較低時(shí)，可將循環(huán)氣中的惰性氣體含量控制在 20%25%左右，反之控制在15%20%左右。三年的風(fēng)風(fēng)雨雨，我們一同走過(guò)，充滿著關(guān)愛(ài)，給我留下了值得珍藏的最美好的記憶。感恩之情難以用語(yǔ)言量度，謹(jǐn)以最樸實(shí)的話語(yǔ)致以最崇高的敬意。CH4 或 N2 在合成反應(yīng)器內(nèi)不參與 CH3OH 的合成反應(yīng)，但會(huì)在合成系統(tǒng)中逐漸積累而增多。 壓力對(duì) CH3OH 合成的影響壓力是 CH3OH 合成反應(yīng)過(guò)程的重要工藝參數(shù)之一，由于 CH3OH 合成反應(yīng)是分子數(shù)減小，因此增加壓力對(duì)平衡有利。③反應(yīng)器材料合成氣中合有氫和一氧化碳，氫氣在高溫高壓下會(huì)和鋼材發(fā)生脫碳反應(yīng)（即氫分子擴(kuò)散到金屬內(nèi)部，和金屬材料中的碳發(fā)生反應(yīng)生成甲烷逸出的現(xiàn)象），會(huì)大大降低鋼材的性能。（2）合成反應(yīng)器的結(jié)構(gòu)與材質(zhì)甲醇合成反應(yīng)器的結(jié)構(gòu)型式較多，根據(jù)反應(yīng)熱移出方式不同，可分為絕熱式和等溫式兩大類；按照冷卻方式不同，可分為直接冷卻的冷激式和間接冷卻的列管式兩大類。一類是溶于其中的氣體和易揮發(fā)的輕組分，如氫氣、一氧化碳、二氧化碳、二甲醚、乙醛、丙酮、甲酸甲酯和羥基鐵等；另一類是難揮發(fā)的重組分，如乙醇、高級(jí)醇、水等。 23COH??當(dāng)反應(yīng)物中有二氧化碳存在時(shí)，二氧化碳按下列反應(yīng)生成甲醇： 232O?某學(xué)院畢業(yè)（論文） 15 23COH??兩步反應(yīng)的總反應(yīng)式為： 232O?。雖然儲(chǔ)存時(shí)甲醇在大氣中的濃度低于我國(guó)居民區(qū)大氣環(huán)境衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)，即使泄漏也會(huì)很快被生物降解，在環(huán)境中滯留時(shí)間不長(zhǎng)，但高比例燃料甲醇仍應(yīng)采用催化尾氣轉(zhuǎn)化器使未充分燃燒的甲醇、甲醛及可能生成的亞硝酸甲酯進(jìn)行轉(zhuǎn)化，從而使這些物質(zhì)在大氣中的濃度得到有效控制。在國(guó)內(nèi)產(chǎn)能不斷增加的情況下，國(guó)內(nèi)甲醇產(chǎn)量迅速增加，2022 年為 萬(wàn)噸，2022年達(dá)到 萬(wàn)噸，2022 年 1～5 月份 全國(guó)產(chǎn)量 萬(wàn)噸。最后為了脫除輕質(zhì)油、用洗油對(duì)氣體進(jìn)行逆流洗滌。對(duì)于氣流床氣化等高溫氣化方法，粗煤氣中不含煤焦油等，經(jīng)廢熱鍋爐等回收熱量后，從氣化操作中夾帶出來(lái)的固體顆粒，如灰或未燃燒煤塵，可經(jīng)水急冷操作面被脫出?，F(xiàn)在，此工藝主要應(yīng)用于發(fā)電和化工原料生產(chǎn)。中國(guó)的煙煤主要分布在北方各省，華北地區(qū)的儲(chǔ)量 約占全國(guó)總儲(chǔ)量的 60%以上。地面氣化現(xiàn)在被世界各國(guó)廣泛采用，該方法可利用煤炭氣化方法獲得氣化煤氣，生產(chǎn)工藝也很成熟。 煤炭氣化技術(shù)傳統(tǒng)的氣化技術(shù)是利用煉焦?fàn)t、發(fā)生爐和水煤氣爐氣化。焦化是應(yīng)用最早且至今仍然是最重要的方法，其主要目的是制取冶金用焦炭 ，同時(shí)副產(chǎn)煤氣 和苯、甲苯、二甲苯、萘等芳烴。隨著節(jié)能減排等一系列國(guó)家政策的提出，我國(guó)越注重對(duì)能源的合理、最大化利用。進(jìn)入 20 世紀(jì)，許多以農(nóng)林產(chǎn)品為原料的有機(jī)化學(xué)品多改為以煤為原料生產(chǎn)，煤化工成為化學(xué)工業(yè)的重要組成部分。（4）使環(huán)境污染得到有效治理，發(fā)揮人力資源是新型煤化工的一個(gè)主要發(fā)展方向。 煤炭氣化技術(shù) 氣化技術(shù)發(fā)展已有 150 年的歷史，許多技術(shù)已經(jīng)相當(dāng)成熟并廣泛應(yīng)用于生產(chǎn)實(shí)際，根據(jù)技術(shù)大類可分為地面氣化和地下氣化。無(wú)煙煤在中國(guó)的儲(chǔ)量約占總儲(chǔ)量的 18%。氣化產(chǎn)出的氣體既可作為發(fā)電用的燃料，又可作為化工原料。某學(xué)院畢業(yè)（論文） 11 圖 32 德 士 古 氣 化 爐 示 意 圖 合成氣的凈化煤氣的凈化包括固體顆粒的清除和氣體雜質(zhì)的凈化，一般分為與凈化和凈化兩個(gè)階段。重質(zhì)焦油（大部分顆粒物質(zhì)積聚在此焦油內(nèi)）返回到氣化爐。40～100 千噸/年 (不含 100 千噸/ 年)規(guī)模的有 22 套。目前燃料甲醇與甲醇汽車(chē)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(lái)自缺少政策扶持和目前高價(jià)位兩方面。銅基催化劑的選擇性比鋅鉻催化劑好，因此，消耗在副反應(yīng)中的原料氣和粗甲醇中的雜質(zhì)都比較少。甲醇分離器分出的氣體含大量的氫和一氧化碳，返回循環(huán)氣壓縮機(jī)循環(huán)使用。⑤合成反應(yīng)器應(yīng)能防止氫、一氧化碳、甲醇、有機(jī)酸及羰基物在高溫下對(duì)設(shè)備的腐蝕,要求出塔氣體溫度不得超過(guò) 160℃。反應(yīng)熱由管外鍋爐給水帶走，同時(shí)產(chǎn)生高壓蒸汽。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。 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%。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。在此向張老師表示深深的感謝和崇高的敬意。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。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。 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。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)。 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。 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。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。屆時(shí)，我國(guó)甲醇生產(chǎn)能力將達(dá)到 10000 千噸/年左右。甲醇具有毒性，內(nèi)服 10ml 兒有失明的危險(xiǎn)，30ml 能致人死亡。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。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。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。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。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。如柴油、汽油、乙烯原料、甲醇、二甲醚等以及一些化工產(chǎn)品。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。煤的綜合利用包括將煤本身作為一次能源，用煤制造二次能源和化工原料環(huán)保節(jié)能幾個(gè)方面。新型煤化工生產(chǎn)的主要產(chǎn)品是潔凈能源和可替代石油化工產(chǎn)品。 某學(xué)院畢業(yè)（論文） 5 煤制含氧化合物煤制甲醇發(fā)展甲醇化學(xué)是煤制含氧化合物的主要途徑，稱羰基合成法。所以，在選氣化用原料種類時(shí)，必須結(jié)合氣體方法和氣化爐的結(jié)構(gòu)進(jìn)行考慮，也要充分；利用資源，合理選用資源。 煤的反應(yīng)性能對(duì)煤氣化工藝來(lái)說(shuō)，煤的反應(yīng)性能（級(jí)別）通常無(wú)關(guān)緊要，因?yàn)閷?duì)大多數(shù)煤來(lái)說(shuō)，無(wú)機(jī)物的成分/性能在煤氣化工藝中，偏愛(ài)高的操作溫度。Texaco 氣化爐由噴嘴、氣化室、激冷室(或廢熱鍋爐)組成。清除方法可分為物理溶劑法和化學(xué)法兩大類。甲醇可以和水以及許多有機(jī)液體如乙醇、乙醚等無(wú)限地混合，但不能與脂肪族烴類相混合。據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，國(guó)內(nèi)甲醇在建項(xiàng)目產(chǎn)能達(dá)到 4000 千噸以上 ，在 2022 年前后都可以形成生產(chǎn)能力。（2）中壓法隨著甲醇合成工業(yè)的迅速發(fā)展，新建廠的規(guī)模也日趨大型化，目前已建成投產(chǎn)的裝置有日產(chǎn)超過(guò) 5000 噸的。低壓法甲醇合成的工藝流程如圖所示。由于低壓法合成的甲醇雜質(zhì)含量少，凈化比較客易，利用雙塔精制流程，便可以獲得純度（質(zhì)量分?jǐn)?shù)）高達(dá) ％的精制產(chǎn)品甲醇。混合后的溫度正好是反應(yīng)溫度低限，混合氣進(jìn)入下一段床層進(jìn)行反應(yīng)。近年來(lái)，隨著能源結(jié)構(gòu)的多元化發(fā)展趨勢(shì)以及碳——化學(xué)系列生產(chǎn)技術(shù)的突破，其應(yīng)用領(lǐng)域越來(lái)越廣。 如果采用較高的空速，催化劑的生產(chǎn)強(qiáng)度雖可以提高，但增大了預(yù)熱所需要的傳熱面積，出塔氣熱能利用價(jià)值降低，增大了循環(huán)氣體的動(dòng)力消耗，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。排放氣體計(jì)量公式如下：V 放空≈(V 新鮮I 新鮮/I 放空)某學(xué)院畢業(yè)（論文） 28 式中：V 放空——放空氣體的體積，m3/hV 新鮮——新鮮氣的體積，m3/hI 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(duì)甲醇合成的影響在大量工作的基礎(chǔ)上，人們逐步認(rèn)識(shí)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(shí)際意義。 某學(xué)院畢業(yè)（論文） 30 致謝本設(shè)計(jì)在張老師的悉心指導(dǎo)和嚴(yán)格要求下業(yè)已完成，從課題選擇、方案論證到具體設(shè)計(jì)和調(diào)試，無(wú)不凝聚著張老師的心血和汗水，在三年的學(xué)習(xí)和生活期間，也始終感受著導(dǎo)師的精心指導(dǎo)和無(wú)私的關(guān)懷，我受益匪淺。 十年寒窗，所收獲的不僅僅是愈加豐厚的知識(shí)，更重要的是在閱讀、實(shí)踐中所培養(yǎng)的思維方式、表達(dá)能力和廣闊視野。過(guò)量的 H2 對(duì)減少羰基的生成與高級(jí)醇的生成，以及延長(zhǎng)催化劑的壽命起著有益的作用。 為了防止催化劑老化，在催化劑使用初期，反應(yīng)溫度維持較低的數(shù)值，隨著使用時(shí)間增長(zhǎng)，逐步提高反應(yīng)溫度，例如：冷管型 CH3OH 合成塔，銅基催化劑的某學(xué)院畢業(yè)（論文）