石油化工工艺第五章第三节课件.ppt

一、概述,（1）甲醇的性质及用途,工业甲醇是无色、类似酒味的挥发性液体。相对密度 0.7914；熔点-93.9；沸点65； 能与水、乙醇、醚、苯酮类和其它有机溶剂混合；能与多 种化合物形成共沸物。,工业甲醇易燃、遇明火有燃烧、爆炸的危险。燃烧时发出 蓝色火焰；在常温下挥发出的蒸汽有毒；与空气能形成爆 炸性混合物；爆炸极限为6.036%(V)。,第三节 一氧化碳加氢合成甲醇,甲醇是仅次于三烯和三苯的重要基础有机化工原料， 广泛用于有机合成、染料、合成纤维、合成橡胶、涂料和国防等工业。甲醇大量用于生产甲醛和对苯二甲酸二甲酯；,以甲醇为原料经羰基化反应直接合成醋酸已经工业化； 近年来，随着技术的发展的能源结构的改变，甲醇又开辟了许多新的用途，是合成人工蛋白的重要原料； 以甲醇为原料生产烯烃和汽油已实现工业化。因此，甲醇的生产具有十分重要的意义。,（2）甲醇生产原料结构,煤为原料,内蒙世林化工,天然气为原料,陕西榆林天然气化工公司,美克化工 （天然气部分氧化法）,神华煤制油包头分公司,二、反应原理,主反应：,1、 主、副反应,副反应：,2、催化剂,1.反应温度及压力：,可逆放热反应，温度升高，反应速率增加，平衡常数下降,反应温度因催化剂种类而异 ZnO-Cr2O3： 380 400 CuO-ZnO-Al2O3： 230 270,反应压力,与副反应比，主反应是摩尔数减少最多而平衡常数最小的反应，因此增加压力合成甲醇有利,反应 温度,反应压力因催化剂种类而异 ZnO-Cr2O3： 30 MPa CuO-ZnO-Al2O3： 5 10MPa,三、反应条件,2.空速,空速:影响选择性和转化率,直接关系到催化剂的生产能力和单位时间的放热量。,铜基催化剂上空速与转化率、生产能力,增加空速在一定程度上能够增加甲醇产量,增加空速有利于反应热的移出，防止催化剂过热,反应条件,3.原料气组成,甲醇合成原料气化学计量比为 H2CO=21,反应条件,CO含量高不好：不利温度控制； 引起羰基铁在催化剂上的积聚，使催化 剂失活，一般采用氢过量,实际生产,？,H2过量:,抑制高级醇、高级烃和还原性物质的生成，提高甲醇的浓度和纯度;,氢导热性好，利于防止局部过热和催化剂床层温度控制,用铜基催化剂: H2与CO比为2.2- 3.0,根据移走热量的操作方式：等温式、绝热式 根据冷却方式：直接冷却冷激式 间接冷却列管式,四、反应器的结构和材质：甲醇合成塔,1、反应器结构类型：,a. 冷激式绝热反应器,b.列管式等温反应器,因氢蚀及Fe(CO)5，选用Ni-Cr特殊不锈钢,2. 反应器材质,合成气,CO,H2,150,氢蚀,CO腐蚀,发生脱碳反应,五羰基铁,原料气的制备,原料气的净化,压缩,合成,压缩,1.原料气的制备,将天然气、石油、煤炭等原料转化为含 CO、CO2、H2的合成原料气,2.原料气的净化,净化后的气体压缩至合成甲醇所需要的压力，压力门高 低主要视催化剂的性能而定,3.压缩,去除合成原料气中的S等有害杂质；调整氢碳比: （H2-CO2)/(CO+CO2)=2,4.合成,5.蒸馏,在催化剂、高温、高压作用下合成，得到粗甲醇,粗甲醇通过蒸溜方法除去其中有机杂质和水，而制得 符合一定质量标准的较纯的甲醇,五、CO加氢合成甲醇工艺流程,五、CO加氢合成甲醇工艺流程,生产原料-合成气的制备,气体原料生 产合成气,水蒸气转化法,部分氧化法,液体原料制 取合成气,水蒸气转化法,部分氧化法,固体原料制取合成气,工业上合成甲醇工艺流程,合成甲醇的工艺流程,高压法,低压法,高压法工艺流程一般指的是使用锌铬催化剂，在高温高压（30MPa）下合成甲醇,低温、低压和高活性铜基催化剂，在5MPa左右压力下，由合成气合成甲醇的工艺流程,低压法合成甲醇工艺流程,合成气,压缩机,分离器,闪蒸罐,H2 CO,脱轻组分塔,精馏塔,甲醇浓度达68%,杂质少，净化容易，双塔精制可得99.85%甲醇,三相流化床合成甲醇工艺流程,甲醇浓度达1520%，大大减少循环气量，降耗, 用做动力燃料： 1.发展甲醇燃料混合燃料 2.发展甲醇汽油燃料 3.发展二甲醚作车用燃料,六、甲醇技术及应用的开发进展, 加强甲醇羰基化合成技术研究,甲醇羰基化可制取甲酸甲酯、醋酸、醋酐等。其中甲醇羰化制醋酸