甲醇合成基础知识总结

1甲醇合成的根基学问一、合成甲醇的化学反响：〔1〕主反响：CO+2H2=CH3CO2+3H2=CH3OH+H2O+QkJ/mol〔2〕副反响：CO+4H2=CH3OCH3+H2kJ/molCO+3H2=CH4+H2kJ/mol4CO+8H2=C4H9OH+3H2kJ/molCO+H2=CO+H2O－kJ/molnCO+2nH2=〔CH2〕n+nH2O+QkJ/mol二、一氧化碳与氢气合成甲醇反响热的计算：一氧化碳与氢气合成甲醇是一个放热反响，在

25℃kJ/mol。QT

〔kJ/mol〕与温度的关系式为：QT=－－×10－3T2－×10－3T3TK〕不一样温度下甲醇合成反响热见下表反响温度〔℃〕 反响热〔kJ/mol〕反响温度〔℃〕反响热〔kJ/mol〕100300200350250三、合成甲醇的均衡常数：一氧化碳和氢气合成甲醇是一个气相可逆反响，压力对反响起侧重要作用，用气体分压表示的均衡常数可用下边公式表示：2kp=pCH3OH/pCO·pH2kp——甲醇的均衡常数pCH3OH、pCO、pH2——分别表示甲醇、一氧化碳、氢气的均衡分压。反响温度也是影响均衡的一个重要要素，数：lgKa=3921/T－lgT－×10－7T2

下边公式用温度来表示合成甲醇的均衡常Ka——用温度表示的均衡常数；T——反响温度，K。用公式计算的反响均衡常数见下表反响温度〔℃〕 均衡常数〔Ka〕 反响温度〔℃〕 均衡常数〔Ka〕－40300×10100400×10－5200×12由表可知，均衡常数跟着温度的上涨而很快减小。四、温度对甲醇合成反响的影响：甲醇的合成反响是一个可逆放热反响。从化学均衡考虑，跟着温度的提升，甲醇平衡常数数值将为降低。但从反响速度的看法来看，提升反响温度，反响速度加速。因此，存在一个最正确温度范围。对不一样的催化剂，使用温度范围是不一样的。C307催化剂的操作温度： 实质生产中，为保证催化剂有较长的使用寿命和尽量削减副反响，应在保证甲醇产量的前提下，依据催化剂的性能，尽可能在较低温度下操作，〔在催化剂使用早期，反响温度宜保持较低的数值，跟着使用时间增加，渐渐提升反响温度〕。此外，甲醇合成反响温度越高，那么副反响增加，生成的粗甲醇中有机杂质等组分的含量也增加，给后期粗甲醇的精馏加工带来困难。五、压力对甲醇合成反响的影响：甲醇的合成反响是一个体积缩短的反响，增加压力，反响向生成甲醇的方向挪动；从动力学考虑，增加压力，提升了反响物分压，加速了反响的进展；此外，提升压力也对抑制副反响，提升甲醇质量有利。所以，提升压力对反响是有利的。可是，压力也不宜过高，否那么，不单增加动力消耗，并且对设施和资料的要求也相应提升 ,投资花费增大.C3073～15MPa。六、空速对甲醇合成反响的影响：气体与催化剂接触时间的长短，寻常以空速来表示，即单位时间内，每单位体积m3(标)/(m3催化剂·h)，简写为h-1。空速是调理甲醇合成塔温度及产醇量的重要手段。在甲醇生产中，气体一次经过合3%~6%的甲醇，颖气的甲醇合成率不高，所以，颖气肯定循环使用。在必定条件下，空速增加，气体与催化剂接触时间削减，出塔气体中甲醇含量降低。但由于空速的增加，单位时间内经过催化剂的气体量增加，所以甲醇实质产量是增加的。当空速增大到必定范围时，甲醇产量的增加就不明显了。同时由于空速的增加，消耗的能量也随之加大，气体带走的热量也增加。当气体带走的热量大于反响热时，床层温度会难于保持。甲醇合成的空速遇到系统压力、肚量、气体构成和催化剂性能等诸多要素影响。C3074000～20230h-1。七、碳氢比的掌握对甲醇合成反响的影响：甲醇由一氧化碳、二氧化碳与氢反响生成，反响式以下：CO+2H2≒CH3OHCO2+3H2≒CH3OH+H2O从反响式能够看出，氢与一氧化碳合成甲醇的物质的量比为

2，与二氧化碳合成甲醇的物质的量比为

3，当一氧化碳与二氧化碳都有时，对原料气中碳氢比〔

值〕有以下两种表达方式：f=〔H2－CO2〕/〔CO+CO2〕或M=H2 〔 2〕CO不一样原料承受不一样工艺所制得的原料气构成常常偏离上述fM生产中合理的碳氢比应比化学计量比略高些，按化学计量比值，fM2，实质2，即寻常保持略高的氢含量。过度的氢对削减羰基铁的生成与高级醇的生成及延长催化剂寿命起着有利的作用。八、惰性气体含量对甲醇合成反响的影响：甲醇系统的惰性气体是指氮、甲烷、氩气及其余不凝性的有机化合物。系统中惰性气含CO、CO2、H2性气体根源于原料气及合成甲醇过程的副反响。关于甲醇生产厂家，循环气中惰性气含量会不停积存，需要常常排放一局部气体来保持惰性气的必定含量。一般掌握：在催化剂使用早期活性较好，或许是合成塔的负荷较轻、操作压力较20%~25%；15%~20%左右。掌握循环气中惰性气含量的主要方法是排放粗甲醇分别器后气体。排放肚量的计算公式以下：VV×II放空3Vm(标)/h；3V，m(标)/h；I颖——放空气体中惰性气含量， %；I放空——颖气体中惰性气含量，%；卑不亢九、二氧化碳含量对甲醇合成反响的影响：二氧化碳也能参与合成甲醇的反响，关于铜系催化剂，二氧化碳的作用比较简单，既有动力CO2可促进甲醇产率的提升；②提升催化剂的选择性，可降低醚类等副反响的发生；③可更有利于调理温度，防范超温，延长催化剂的寿命；④防范催化剂积炭。其不利方面为：CO1kg②使粗醇中水含量增加，甲醇浓度降低。

3H2；CO2好时，应适合提升原料气中CO2

的浓度，使合成甲醇的反响不致过分猛烈，以利于床层CO2行，掌握与稳固床层温度。在承受铜基催化剂是，原料气中CO2

的含量寻常在6%〔体积〕左右，最大同意CO212%~15%4~6%,2~4%。十、入塔甲醇含量对甲醇合成反响的影响：入塔甲醇含量越低，越有利于甲醇合成反响的进展，也可削减高级醇等副产物的生成。为此，应尽可能降低水冷却器温度，努力提升甲醇分别器效率，使循环气和入甲醇塔的气体中甲醇含量降到最低限。承受低压合成甲醇时，要求冷却分别后气体中的甲醇含量为0.6%

20~40℃十一、水碳比对甲醇合成反响的影响：从化学均衡的角度考虑，提升水碳比有利于甲烷转变，并且对抑制积炭也是有利的。但水炭比提升，会惹起水蒸气耗能增加，炉管热负荷加大，炉管内气流阻力增加。所以，在知足工艺要求的前提下，要尽可能降低水碳比。实质生产中以自然气为原料制甲醇时，水碳比约为。十二、氨进入甲醇合成系统的危害：氨进入甲醇合成塔，将会影响催化剂的活性、寿命及粗甲醇的质量。相关试验说明，当6×10

－时，其活性较无氨时〔假定不大于

－61×10〕将降落－10%~20%。另据相关技术资料报导，即便当甲醇合成气含有

20×10

6的微量氨存在时，在甲醇合成的条件下，化学反响过程中就陪伴有一甲胺、二甲胺及三甲胺的生成，其化学反响式以下：CH3OH+NH3→NH2CH3+H2kJ/molCH3OH+NH3→NH〔CH3〕2+2H2CH3OH+NH3→NH〔CH3〕3+3H2由于上述混胺反响结果，生产出的粗醇夹带有鱼腥味；另一方面，混胺类增加，碱值高，氨化值低，有利于杂醇副反响生成，增加了粗醇精馏过程的难度，既影响精甲醇产质量量，又增加各项物料的消耗。十三、白腊类烷烃的生成与危害：甲醇生产过程中白腊类烷烃的生成原由是：①合成反响温度过高，副反响加速，烷烃生成量增加；CO烷烃生成量就有明显增加；210℃以下与原料气接触时，将使白腊类烷烃的生成明显增加；④生产中少许有机酸对设施的腐化，从而生成羰基铁积存在铜催化剂外表上，致使其活性降落，促进烷烃的生成，消灭明显结蜡现象；⑤催化剂制造、贮运、充装过程，使铁、钴、镍等混入催化剂中，生产过程可使发生解离吸附而促进烷烃的生成；⑥当催化剂中含有 SiO2或其余酸性氧化物时，那么会促进白腊的生成；7，在含有铁的催化剂上与一氧化碳可发生以下反响：CO+H2O→〔－CH2－〕+CO2CO⑧入塔气中假定乙烯含量较高或混入压缩机的润滑油等，那么会有白腊生成。白腊类烷烃的主要危害是：将造成甲醇合成系统水冷却器、甲醇分别器等设施及管线拥塞，系统压差变大，严峻时将被迫停产清蜡。此外，C16甲醇和水，会在液体中析出结晶或使溶液变污浊，使甲醇质量降落，造成精甲醇消耗增大、收率降落。十四、甲醇合成催化剂对原料气净化的要求怎样？为了延长甲醇合成催化剂的使用寿命，提升粗甲醇的质量，肯定对原料气进展净化办理，净化的任务是去除油、水、尘粒、羰基铁、氯化物及硫化物等等，此中特别重要的是去除硫化物。原料气中的硫化物能使催化剂中毒，使用铜基催化剂时硫化物与铜生成硫化3；原料气中夹带油污进入甲醇合成塔对催化剂影响很大，油在高温下分解形成碳和高碳胶8质体，积存于催化剂外表，拥塞催化剂内孔隙，削减外表活性，使催化剂活性降低，而且油中含有硫、磷、砷等会使催化剂发生化学中毒。沁园春·雪北国风光，千里冰封，万里雪飘。望长城内外，惟余莽莽；大河上下，顿失滔滔。山舞银蛇，原驰蜡象，欲与天公试比高。须晴天，看红装素裹，格外妩媚。江山这样多娇，引很多英豪竞折腰。惜秦皇汉武，略输文采；唐宗宋祖，稍逊风骚。一代天骄，成吉思汗，只识弯弓射大雕。俱往矣，数风流人物，还看今朝。克沁园春·雪9北国风光，千里冰封，万里雪飘。望长城内外，惟余莽莽；大河上下，顿失滔滔。山舞银蛇，原驰蜡象，欲与天公试比高。须晴天，看红装素裹，格外妩媚。江山这样多娇，引很多英豪竞折腰。惜秦皇汉武，略输文采；唐宗宋祖，稍逊风骚。一代天骄，成吉思汗，只识弯弓射大雕。俱往矣，数风流人物，还看今朝。克出师表两汉：诸葛亮先帝创业未半而中道崩殂，今日下三分，益州疲弊，此诚紧急生死之秋也。然侍卫之臣不懈于内，忠志之士忘身于外者，盖追先帝之殊遇，欲报之于陛下也。诚宜开张圣听，以光先帝遗德，恢弘志士之气，不宜自轻自贱，引喻失义，以塞忠谏之路也。10宫中府中，俱为一体；陟罚臧否，不宜异同。假定有作奸不法及为忠善者，宜付有司论其刑赏，以昭陛下平明之理；不宜偏私，使内外异法也。侍中、侍郎郭攸之、费祎、董允等，此皆良实，志虑忠纯，是以先帝简拔以遗陛下：愚认为宫中之事，事无大小，悉以咨之，而后实行，必能裨补阙漏，有所广益。将军向宠，性行淑均，晓畅军事，试用于往日，先帝称之曰“能〞，是以众议举宠为督：愚认为营中之事，悉以咨之，必能使行阵友善，好坏得所。亲贤臣，远小人，此先汉所以兴盛也；亲小人，远贤臣，今后汉所以倾颓也。先帝在时，每与臣论此事，何尝不惋惜怨恨于桓、灵也。侍中、尚书、长史、参军，此悉贞良死节之臣，愿陛下亲之、信之，那么汉室之隆，可计日而待也 。臣本布衣，躬耕于南阳，苟全性命于乱世，不求闻达于诸侯。先帝不以臣拙劣，猥自枉屈，三顾臣于草庐之中，咨臣以当世之事，由是感谢，遂许先帝以驱驰。后值颠覆，受任于败军之际，授命于危难之间，尔来二十有一年矣。先帝