甲醇合成原理方法与工艺

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甲醇合成工艺概述

作者：郭红红

来源：《中国科技博览》2013年第35期

【摘 要】本文对目前国内外主要甲醇合成工艺进行了简要介绍。

【关键词】甲醇合成 工艺概述

中图分类号：J523 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2013）35-180-01

1、概述

甲醇工业化始于20世纪初，1923年德国BASF公司首先建立了一套采用Zn-Cr催化剂、合成压力为30.0MPa、规模为300吨/年的高压法甲醇生产装置。20世纪60年代，甲醇工业随着选择性好、低温活性高的铜基催化剂开发成功而取得重大进展。1966年英国ICI公司研制成功Cu-Zn-Al催化剂后，推出ICI低压甲醇合成工艺，在所属 Billingham工厂建立了工业化装置；1971年德国Lurgi公司成功开发出采用活性更高的Cu-Zn-Al-V催化剂的另一著名低压法工艺-Lurgi工艺；此后，世界各大公司竞 相开发了各具特色的低压法工艺技术。

2、国外工艺技术概况

当今大型工业化甲醇合成工艺基本上采用气相合成工艺，大型化甲醇反应器和催化剂都在迅速发展。当今世界占主导地位的大型甲醇合成专利技术有戴维、鲁奇、托普索、卡萨利、三菱瓦斯及英国克瓦那等。

2.1 Lurgi低压甲醇合成工艺及反应器

Lurgi低压甲醇合成工艺采用列管式反应器，CuO/ZnO基催化剂装填在列管式固定床中，反应热供给壳程中的饱和锅炉水产生中压蒸汽，反应温度通过控制反应器壳程中饱和水的压力来调节，操作温度和压力分别为250～260℃和5～10MPa。合成气由天然气、石脑油用蒸汽转化法或部分氧化法以及煤气化制取，它与循环气一起压缩，预热后进入反应器。Lurgi工艺可以利用反应热副产压力较高的中压蒸汽。

2.2托普索（TopsФe）甲醇合成反应器

甲醇合成的工艺方法介绍

自1923年开始工业化生产以来,甲醇合成的原料路线经历了很大变化。20世纪50年代以前多以煤和焦碳为原料;50年代以后,以天然气为原料的甲醇生产流程被广泛应用;进入60 年代以来,以重油为原料的甲醇装置有所发展。对于我国,从资源背景来看,煤炭储量远大于石油、天然气储量,随着世界石油资源的紧缺、油价的上涨和我国大力发展煤炭洁净利用技术的背景下,在很长一段时间内煤是我国甲醇生产最重要的原料。下面简要介绍一下甲醇生产的各种方法。按生产原料不同可将甲醇合成方法分为合成气(CO+H2方法和其他原料方法。

一、合成气(CO+H2生产甲醇的方法

以一氧化碳和氢气为原料合成甲醇工艺过程有多种。其发展的历程与新催化剂的应用,以及净化技术的进展是分不开的。甲醇合成是可逆的强放热反应,受热力学和动力学控制,通常在单程反应器中,CO和CO2的单程转化率达不到100%,反应器出口气体中,甲醇含量仅为6~12%,未反应的CO、CO2和H2需与甲醇分离,然后被压缩到反应器中进入一步合成。为了保证反应器出口气体中有较高的甲醇含量,一般采用较高的反应压力。根据采用的压力不同可分为高压法、中压法和低压法三种方法。

1、高压法

即用一氧化碳和氢在高温(340~420℃高压(30.0~50.0MPa下使用锌-铬氧化物作催化剂合成甲醇。用此法生产甲醇已有八十多年的历史,这是八十年代以前世界各国生产甲醇的主要方法。但高压法生产压力过高、动力消耗大,设备复杂、产品质量较差。其工艺流程如图所示。

经压缩后的合成气在活性炭吸附器1中脱除五羰基碳后,同循环气一起送入管式反应器2中,在温度为350℃和压力为30.4MPa下,一氧化碳和氢气通过催化剂层反应生成粗甲醇。含粗甲醇的气体经冷却器冷却后,迅速送入粗甲醇分离器3中分离,未反应的一氧化碳与氢经压缩机压缩循环回管式反应器2。冷凝后的粗甲醇经粗甲醇储槽4进入精馏工序,在粗分离塔5顶部分离出二甲醚和甲酸甲酯及其他低沸点不凝物,重组分则在精分离塔6中除去水和杂醇,得到精制的甲醇。

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二OO七年 四月

甲醇合成装置

目录

第一章 甲醇概述 ·································· 1

第二章 合成工段介绍 ································ 4

第一节 概述 ··································· 4

第二节 工艺路线及合成机理 ···························· 5

2.2.1工艺仿真范围 ······························· 5

2.2.2合成机理 ································· 5

2.2.3工艺路线 ································· 5

2.2.4设备简介 ································· 7

第三节 主要工艺控制指标 ····························· 7

2.3.1控制指标 ································· 7

2.3.2仪表 ··································· 8

2.3.3现场阀说明 ································ 9

第三章 岗位操作 ································· 11

第一节 开车准备 ································ 11

3.1.1 开工具备的条件 ····························· 11

3.1.2 开工前的准备 ······························ 11

第二节 冷态开车 ································ 12

天然气转化合成甲醇的工艺综述

2015-6-24专业： 化工12-3班

学 号： **********

学生姓名： * *

指导教师： * * 一． 前言 ................................................ 1

二． 主体部分 ............................................ 2

1. 天然气合成甲醇的原理 ............................... 2

2. 高压法合成甲醇的原理及工艺流程 ..................... 2

3. 低压法合成甲醇的原理及工艺流程 ..................... 3

4. 中压法合成甲醇的原理及流程 ......................... 4

5. 三者的比较 ......................................... 4

6. 以天然气合成甲醇的优势和现状 ....................... 6

7. 其他原料合成甲醇与天然气合成甲醇的比较 ............. 6

三． 结论部分 ............................................ 8

1. 对天然气合成甲醇的认识和了解 ....................... 8

2. 对天然气转化合成甲醇提出我的观点和见解 ............. 8

四． 参考文献 ............................................ 8

1 天然气转化合成甲醇的工艺

一．前言

20世纪60年代，石油和天然气作为一次能源与煤炭一起成为主要能源。与此同时，以石油和天然气为原料的化学工业也迅猛发展起来。与石油不同的是，天然气的成分主要是低分子量的烷烃。因此，天然气化工在发展中逐步成为一个体系。天然气是储量十分丰富的资源和能源，同时也是主要的温室气体之一，合理地利用天然气不仅关系到未来的资源配置和能源利用，而且也是可持续发展的重要战略发展方向之一。