233467514甲醇用途简介任务一认识生产装置和工艺过程

学习情境三甲醇生产甲醇用途简介任务一认识生产装置和工艺过程2任务二识读合成岗位带控制点工艺流程33任务三合成岗操作条件影响分析4675任务六甲醇分离与精制岗位操作14任务四合成岗位开车操作任务五合成岗位停车和事故处理操作任务三合成岗操作条件影响分析344【相关知识】一、生产原理二、催化剂【任务实施】一、温度的影响分析二、压力的影响分析三、原料组成的影响分析一、生产原理二、催化剂种类基本组成使用时间活性热稳定性耐硫能力反应温度反应压力适应工艺锌基催化剂Zn-Cr1966年以前国外的甲醇合成工厂几乎都使用较低较好较好较高(380～400℃)高压（30MPa）高压法铜基催化剂Cu-Zn-Al系Cu-Zn-Cr系1966年以后以英国ICI公司和德国鲁奇公司先后提出使用较高较差较差较低(220～270℃)中低压（5～10MPa）中低压一、温度的影响分析温度对热力学、动力学影响温度与催化剂温度与放热反应的移热温度对热力学、动力学影响热力学分析：放热反应温度降低，Kp增大，正向移，放热增加图中压力一定，298K时热量值最大，反应温度难控制压力改变，1173K时热量值变化最小，反应温度易控制一般选择573K左右，热量值变化较小，温度又不高，能耗较少动力学分析：可逆反应温度升高，反应速率加快，逆反应速率也加快，总反应速率随温度的变化有一最大值最大值对应的温度，即为最适宜反应温度。温度与催化剂生产中的操作温度还取决于催化剂的活性温度催化剂的活性不同，最适宜的反应温度也不同。一般为了使催化剂有较长的寿命，反应初期宜采用较低温度，使用一定时间后再升至适宜温度。其后随催化剂老化程度的增加，反应温度也需相应提高。温度与放热反应的移热放热反应，必须及时移走反应热，使温度稳定否则易使催化剂温升过高，不仅会导致生成高级醇的副反应增加，而且会使催化剂因发生熔结现象使活性下降。反应器温度的控制要点列管式反应器：反应器的温度主要是通过汽包压力来调节。如果反应器的温度较高并且升温速度较快，这时应将汽包蒸汽出口开大，增加蒸汽采出量，同时降低汽包压力，使反应器温度降低或温升速度变小环氧乙烷反应器结构？二、压力的影响分析热力学主反应摩尔数减少，增加压力对提高甲醇的平衡浓度，甲醇生成量越多。动力学增加压力，原料分压提高，可以加快主反应速率。工艺其他反应压力越高，增加压力消耗的能量越高；压力的高低还受设备强度限制。低压法采用铜基催化剂，活性较高，反应温度较低，反应压力也可相应降至5～l0MPa。在生产规模大时，压力太低也会影响经济效果T低，Kp增大，此时P可以低一些，也可以保证较大Kp系统压力的控制要点图系统压力主要靠混和气入口量、H2入口量、放空量以及甲醇在分离罐中的冷凝量来控制在原料气进入反应塔前有一安全阀（SV6001），当系统压力高于5.7MPa时，安全阀会自动打开，当系统压力降回5.7MPa以下时，安全阀自动关闭，从而保证系统压力不至过高。三、原料组成的影响分析一种主要反应物（CO）为基准，其他原料(H2)与之比较氢过量可以抑制高级醇、高级烃和还原性物质的生成，提高粗甲醇的浓度和纯度。氢的导热性能好，过量的氢可以起到稀释作用，有利于防止局部过热和控制整个催化剂床层的温度。氢过量，降低一氧化碳含量，提高一氧化碳的转化率，同时羰基铁在催化剂上的积聚减少，一定程度上延长催化剂的寿命。氢过量太多，会降低反应设备的生产能力。二氧化碳等物质存在CO2的比热容较高，加氢反应热效应却较小，原料气中有一定含量时，可以降低反应峰值温度。CO2的存在可抑制二甲醚的生成。氮、甲烷等惰性物存在，使氢气及一氧化碳的分压降低，反应转化率下降。CO2+3H2----CH3OH+H20空速合成甲醇空速大，接触时间短，单程转化率低，只有10%～15%反应气体中仍含有大量未转化的氢气及一氧化碳，必须循环利用。为了避免惰性气体的积累，必须将部分循环气从反应系统中排出，以使反应系统中惰性气体含量保持在一定浓度范围。作业1、分析温度影响2、分析压力影响3、分析组成影响另：每人出填空题5题、判断题5题合成甲醇反应

热，温度升高，平衡常数

，反应速度

。合成甲醇反应器一般采用

和

两种。反应初期催化剂活性

，可以采用较

温度。合成甲醇反应分子数

，升高压力，平衡常数

。生产中，原料配比采用

过量。二氧化碳存在能发生合成甲醇反