【41页】年产20万吨甲醇合成工艺设计1.doc文档在线阅读

下面介绍世纪年代以来所取得控制，反应器热稳定性差。

用的合成工艺 虽然开发了高活性的铜基催化剂，合成甲醇从高压法转向低压法，完成了合 成甲醇技术的次重大飞跃，但仍存在许多问题反应器结构复杂单程转化率 低，气体压缩和循环的耗能大反应温度不易优缺点，以投资成本，生产成本，产品收率为依据，选择中 压法为生产甲醇的工艺，用和在加热压力此外，由于压力低，动力消耗降低很多， 工艺设备制造容易。

中压法随着甲醇工业的大型化，如采用低压法势必导致工 艺管道和设备较大，因此在低压法的基础上适当提高合成压力，即发展成为中压 法。

中压法仍采用高活性的铜基催化剂，反应温度与低压法相同，但由于提高了 压力，相应的动力消耗略有增加。

目前，甲醇的生产方法还主要有甲烷直接氧化法由 氧化碳和氢气合成甲醇，液化石油气氧化法 反应器外进行分离。

经试验发现四甘醇二甲醚是 极理想的液相介质。

和在该液相中的气液平衡常数很大，采用 催化剂，其单程转化率大于相同条件下气相的平衡转化率。

气液固三相工艺的优点是反应器结构简单，投资少由于介质的存在改善 了反应器的传热性能，温度易于控制，提高了反应器的热稳定性催化剂的颗粒 小，内扩散影响易于消除合成甲醇的单程转化率高，可达，循环比 大为减小能量回收利用率高催化剂磨损少。

后来 等人提出了相反的观点，采用的液相介质除了热稳定性及化学稳定性外， 要求甲醇在其溶液中的溶解度越大越好，产物甲醇不是以气相形式离开反应器， 而是以液相形式离开反应器，在 目前，甲醇的生产方法还主要有甲烷直接氧化法由 氧化碳和氢气合成甲醇，液化石油气氧化法 本设计所采用的合成方法 比较以上三者的中压法仍采用高活性的铜基催化剂，反应温度与低压法相同，但由于提高了 压力，相应的大型化，如采用低压法势必导致工 艺管道和设备较大，因此在低压法的基础上适当提高合成压力，即发展成为中压 法。

压力低，动力消耗降低很多， 工艺设备制造容易。

可获得较高的甲醇收率，且选择性好，减少了副反 应，改善了甲醇质量，降低了原料消耗。

此外，由于部分内容简介锌铬催化剂，反应温度低 。

部分内容简介锌铬催化剂，反应温度低 。

在较低压力下可获得较高的甲醇收率，且选择性好，减少了副反 应，改善了甲醇质量，降低了原料消耗。

此外，由于压力低，动力消耗降低很多， 工艺设备制造容易。

中压法随着甲醇工业的大型化，如采用低压法势必导致工 艺管道和设备较大，因此在低压法的基础上适当提高合成压力，即发展成为中压 法。

中压法仍采用高活性的铜基催化剂，反应温度与低压法相同，但由于提高了 压力，相应的动力消耗略有增加。

目前，甲醇的生产方法还主要有甲烷直接氧化法由 氧化碳和氢气合成甲醇，液化石油气氧化法 本设计所采用的合成方法 比较以上三者的优缺点，以投资成本，生产成本，产品收率为依据，选择中 压法为生产甲醇的工艺，用和在加热压力下，在催化剂作用下合成甲醇， 其主要反应式为 甲醇的合成路线 常用的合成工艺 虽然开发了高活性的铜基催化剂，合成甲醇从高压法转向低压法，完成了合 成甲醇技术的次重大飞跃，但仍存在许多问题反应器结构复杂单程转化率 低，气体压缩和循环的耗能大反应温度不易控制，反应器热稳定性差。

所有这年产万吨甲醇合成工艺设计 些问题向人们揭示，在合成甲醇技术方面仍有很大的潜力，更新更高的技术等待 我们去开发。

下面介绍世纪年代以来所取得的新成果。

气液固三项合成甲醇工艺首先由美国化学系统公司提出，采用三相 流化床，液相是惰性介质，催化剂是的改进型催化剂。

对液相介质的 要求在甲醇合成条件下有很好的热稳定性和化学稳定性。

既是催化剂的硫化介 质，又是反应热吸收介质，甲醇在液相介质中的溶解度越小越好，产物甲醇以气 相的形式离开反应器。

这类液相介质有如三甲苯，液体石蜡和正十六烷等。

后来 等人提出了相反的观点，采用的液相介质除了热稳定性及化学稳定性外， 要求甲醇在其溶液中的溶解度越大越好，产物甲醇不是以气相形式离开反应器， 而是以液相形式离开反应器，在反应器外进行分离。

经试验发现四甘醇二甲醚是 极理想的液相介质。

和在该液相中的气液平衡常数很大，采用 催化剂，其单程转化率大于相同条件下气相的平衡转化率。

气液固三相工艺的优点是反应器结构简单，投资少由于介质的存在改善 了反应器的传热性能，温度易于控制，提高了反应器的热稳定性催化剂的颗粒 小，内扩散影响易于消除合成甲醇的单程转化率高，可达，循环比 大为减小能量回收利用率高催化剂磨损少。

缺点是三相反应器压降较大，液 相内的扩散系数比气相小的多。

液相法合成甲醇工艺液相合成甲醇工艺的特点是采用活性更高的 过度金属络合催化剂。

催化剂均匀分布在液相介质中，不存在催化剂表面不均 性和内扩散影响问题，反应温度低，般不超过，世纪年代中期， 美国国家实验室开发了活性很高的复合型催化剂，其结构为 ，其中代表过渡金属，或，为低碳烷基，当为， 为叔戊烷基时催化剂性能最好，液相介质为四氢呋喃，反应温度为， 压力为左右，合成气单程转化率高于，甲醇选择性高达。

当该催化 剂与第Ⅵ族金属的羰基络合物混合使用时，能得到更好的效果，他能激活， 并有较好的耐硫性，当合成气中还有的时，其甲醇产率仍达。

等人研制了由过渡金属络合物与醇盐组成的符合催化剂，如四羰 基镍和甲醇钾，以四氢呋喃为液相介质，反应温度为，转化率大于， 选择性达。

河南城建学院毕业设计论文 合 成 塔 水 冷 器 甲醇 分离 塔 循 环 器 目前液相合成甲醇研究仍处在实验室阶段，尚未工业化，但它是种很有 开发前景的合成技术。

该法的缺点是由于反应温度低，反应热不易回收利用 和容易使复合催化剂中毒，因此对合成气体的要求很苛刻，不能还有和 ，还需进步研究。

新型和反应器系统该系统采用反应，吸附和产物交 换交替进行的种新型反应装置。

是指气液固滴流流动反应系统， 和在催化剂的作用下，在此系统内进行反应合成甲醇，该甲醇马上被固态粉 状吸附剂所吸附，并滴流带出反应系统。

是级间产品脱出反应系统，当以 吸附气态甲醇的粉状吸附剂流入该系统时，与该系统内的液相四甘醇二甲醚进行 交换，气态的甲醇被液相所吸附，然后再将四甘醇二甲醚中的甲醇分离出来。

这 的发展方向 之。

我国政府已充分认识到发展车用替代燃料的重要性，并开展了这方面的工 作。

随着化工的发展，由甲醇为原料合成乙二醇乙醛和乙醇等工艺正日益受 到重视。

甲醇作为重要原料在敌百虫甲基对硫磷和多菌灵等农药生产中，在医 药染料塑料和合成纤维等工业中都有着重要的地位。

甲醇还可经生物发酵生 成甲醇蛋白，用作饲料添加剂，有着广阔的应用前景。

本设计的主要方法及原理 造气工段使用二步法造气 气 合成工段 下铜基催化剂作用下发生系列反应 主反应 副反应 年产万吨甲醇合成工艺设计 除外，副反应的发生，都增大了的消耗量，降低了产率，故应尽量 减少副反应。

反应热力学 氧化碳加氢合成甲醇的反应式为  这是个可逆放热反应，热效应。

当合成气中有时，也可合成甲醇。

 这也是个可逆放热反应，热效应 合成法反应机理 本反应采用铜基催化剂左右反应，清华大学高森泉，朱起 明等认为其机理为吸附理论，反应模式为 ˙˙ ˙˙ ˙˙˙˙ ˙˙˙˙ ˙˙ 反应为，控制。

即吸附控制。

河南城建学院毕业设计论文 生产工艺及主要设备计算 工艺计算作为化工工艺设计，工艺管道，设备的选择及生产管理，工艺条件 选择的主要依据，对平衡原料，产品质量，选择最佳工艺条件，确定操作控制指 标，合理利用生产的废料，废气，废热都有重要作用。

甲醇生产的物料平衡计算 合成塔物料平衡计算 已知年产吨精甲醇，每年以个工作日计。

精甲醇中甲醇含量 粗甲醇组成低压合成工艺 甲醇 轻组分以二甲醚计 重组分以异丁醇计 水 所以时产精甲醇 时产粗甲醇 根据粗甲醇组分，算得各组分的生成量为 甲醇 二甲醚 异丁醇 水 合成甲醇的化学反应为 主反应„„ 副反应„„ „„ „„④ „„年产万吨甲醇合成工艺设计 生产中，测得每生产吨粗甲醇生成甲烷，即，故 每小时生成量为，即，。

忽略原料气带入份，根据④得反应生成的水的量为 ，即在逆变换中生成的为 ，即。

，时各组分在甲醇中的溶解度列表于表 表，时气体在甲醇中的溶解度 组分 溶解度 甲醇 甲醇生产技术及进展华东工学院出版社 据测定时液态甲醇中释放等混合气中每立方米含 甲醇，假定溶解气全部释放，则甲醇扩散损失为  即，。

根据以上计算，则粗甲醇生产消耗量及生产量及组成列表。

表甲醇生产消耗和生成物量及组成 消 耗 方 式 单 位 消耗物料量生成物料量合计 消耗生成 式 式 河南城建学院毕业设计论文 式 ④ 式 式 ， ， 气 体 溶 解 扩 散 损 失 ， 合 计 消 耗 组 成 生 成 质 量 生 成 组 成 设新鲜气量为新鲜气，驰放气为新鲜气的。

河南城建学院毕业设计论文 总论 概述 甲