甲醇产量影响因素.ppt

1、,影响我厂甲醇产量的因素,影响甲醇合成的因素 1、合成压力 2、合成温度 3、气体组成 4、空速及循环量,气柜及焦炉气压缩机 焦炉气压缩机打气量是影响后续工段气量的重要因素。 1、目前我厂3#压缩机瞬时流量比1、2号压缩机多300-400 m3/h。 2、压缩机入口压力3kpa时比2kpa时瞬时流量多200-300 m3/h。 3、焦炉气中焦油、萘阻塞气阀，影响压缩机打气量。 提高气量方法： 工艺：前工序稳定操作，减少焦油、萘带入压缩机。 设备：更换1、2#焦炉气压缩机一级气阀。 操作：气柜保持高位运行。 定期倒机清理气阀。,精脱硫 精脱硫的稳定运行时后续催化剂正常运行的重要保证 工艺：控制前

2、工序焦炉气氧含量及硫含量，保证精脱硫催化剂稳 定运行。 控制好加氢催化剂入口温度及各槽操作温度，防止超温及硫超标事故发生。 设备：及时更换吸油剂及活性炭，防止杂质带入后续催化剂，使催化剂失活。 操作：定时对过滤器排液，防止杂质带入后续催化剂，使催化剂失活，系统阻力上升。 系统升、降压速率慢，防止催化剂粉化，系统阻力上升，影响气量。,转化 转化是影响合成气体组成的重要环节 氧化反应： CH4 + 2O2 = CO2 + 2H2O + Q H2+ 1/2O2 = H2O + Q 转化反应： CH4 + H2O = CO + 3H2 Q CH4 + CO2 = 2CO + 2H2 Q CO + H2

3、O = CO2 + H2,山西建滔转化气成分,我厂转化气成分,初步设计转化气成分,可以看出我厂转化气中CH4含量高，CO2含量高，CO含量少， H2含量少。主要原因为转化炉温低。,氧/甲烷 对转化气的影响,从上表可以看出, 随着氧量增加, 反应器出口温度升高, 出口CH4含量减少, CO 含量增加, CO2含量减少, 氢碳比值减少, 这都有利于甲醇合成。但从CH4部分氧化反应式( 2CH4 + O2 = 2CO + 4H2 )的化学计量来看, O2/CH4应为0. 5, 过多的氧量实际上会消耗过多氢, 使反应温度提高。但这有利于CH4蒸汽转化反应，并会消耗一定量的H2，使氢碳比趋于理论最佳值。

4、实际生产中，O2/CH4应取0.6-0.7为宜。 我厂目前O2 /CH4约为0.51 。,水/甲烷 对转化气的影响,从上表可以看出, 随着H2O /CH4比的增加, CO浓度降低, CO2浓度增加, 反应器出口温度降低, 而未反应CH4含量也略增加。尽管f 值未变, 但CO /CO2比值减少, 这不利于后续工段的甲醇合成, 因此从工艺条件来讲, 只要催化剂能抗结炭, 焦炉气纯氧转化应尽量减小H2O /CH4比。现在部分厂家H2O /CH4控制在1 我厂H2O /CH4控制约为2。,转化系统补碳工艺探讨 合成甲醇的新鲜气理论上氢碳比为2, 一般取2. 05 2. 15。对于焦炉气为原料, 氢含量

5、高, 生产甲醇用纯氧自热转化, 虽然烧掉部分氢,但氢碳比值仍然偏高, 当O2/CH4= 0. 6 0. 7时,其氢碳比在2. 64 2. 51。为达到理想的氢碳比，可以在转化后补充水煤气或在转化前补加CO2, 在反应器中进行逆变换反应( CO2 + H2 = CO + H2O ), 两种补碳的方法可以增加甲醇产量。 现主要讨论在转化炉前补入CO2的可行性。,从上表可以看出, 加入的CO2与总气量的摩尔比为0. 064时(相当于n ( CO2 ) /n( CH4 ) = 0. 2) , 所得气体组成f = 2. 02 2. 09, 是比较理想的甲醇合成气组成。加入CO2后, 由于逆变换反应, 使

6、氢含量减少, 同时CH4转化率下降。,从上表可以看出, 加入CO2后反应气中H2量减少, 水量增加, 明显发生了CO2的逆变换反应。焦炉气在反应前加入CO2的过程, 可以假设为焦炉气先进行反应, 然后加入CO2, 再进行逆变换反应的过程。经组分平衡计算, 在转化的CO2中仅有80%发生了逆变换反应, 还有20% 发生了甲烷化反应, 因此使甲烷含量增加。为了提高焦炉气中的甲烷转化率, 可以适当增加氧量, 使反应温度提高。当O2/CH4= 0. 7 时, 加入同样的CO2, 由于反应温度提高很多, 其出口甲烷含量已相当低。,云南大为焦化在气柜前补入CO2,就我厂目前情况看，由于转化炉限制原因，存在

7、出口温度低，出口气体残余甲烷含量多，一氧化碳含量少等问题。造成合成气氢碳比不合理，惰性气体含量大。 工艺：在保证转化炉安全运行的情况下，尽量提高出口温度，以 保证转化气质量。 在催化剂允许范围内，尽量降低转化系统加入蒸汽量。提高转化气一氧化碳含量。 尝试在焦炉气中补入二氧化碳，以小技改提高甲醇产量。 设备：最好将转化炉改为中心烧嘴式，以提高转化率，保证转化系统长周期运行。 操作：精心操作，将转化炉出口温度控制在要求范围内。 管理：严格考核转化炉出口温度，将工艺指标考核与考核奖金挂钩。,合成 主反应： CO+2H2=CH3OH+Q CO2+3H2=CH3OH+H2O+Q,气体成分对甲醇合成的影响

8、 1、CO2含量对甲醇合成的影响 合成工序的新鲜气，其氢碳比要求控制在（H2-CO2）/(CO+CO2)=2.052.15,并保持一定量的CO2，一定量的CO2的存在对保持催化剂的高活性是有利的，适量的CO2可以降低反应热，这对维持床层温度也是有利的。,结论： 合成气中CO2含量低于1%时，为催化活性不稳定区，运转中催化剂活性不断下降、失活，其原因是在H2CO气氛下Cu+易被还原为Cu0而失去活性。 合成气中CO2含量为15%，此时甲醇时空收率随CO2增多而上升，其原因是由于存在少量逆变换反应生成水，使催化剂上出现活性中心，促进CO不单循甲酰基途径合成甲醇，还可以从甲酸基途径合成甲醇。 合成气

9、中CO2含量520%，随CO2含量上升甲醇时空收率不断下降。这是由于CO2在催化剂上竞争吸附削弱了对H2的吸附与异裂，因而影响了甲醇的合成。 我厂目前合成气中CO2含量在7-7.5%左右，降低CO2含量主要靠增加氧气量、提高转化炉温度，增加合成放空量解决。,2、压力对甲醇合成的影响 根据分子运动理论，气体分压的大小决定了其分子运动速度的大小。如果操作压力较低，分子的密度和运动速度均会受到影响，化学反应速度也会受到限制，结果影响了气体的转化率。,3、惰性气体含量对合成的影响 在甲醇合成反应中，甲烷和氮气为惰性气体，不参与反应，但惰性气体的存在会降低有效组分的分压，从而影响甲醇的产量。 我厂目前循

10、环气中氮气+甲烷含量16%-17%，一般建议合成气惰性气体含量在12%以内，出塔气在16%以内。,我厂目前合成面临的问题是惰性气体含量多，CO2含量高。想要改变气体组分，必须从转化着手，不能单纯依靠增加放空量。放空量增加，会短时间优化气体组分，改善合成氢碳比，但会降低合成压力。如成分不好的弛放气长时间回炉，会影响原料气成分，最终造成恶性循环。,根据我厂目前的情况，我厂合成系统惰性气体含量大，CO2含量偏高，氢碳比不合理。 工艺：增加燃料气管线，将合成弛放气供锅炉、预热炉、管式炉燃烧使用。 延长弛放气回焦炉管线，尽量在回炉煤气管道末端配入弛放气。 操作：稳定合成塔温度，严格控制合成塔出口温度波动范围在1。 根据气量严格控制合成系统压力。 在保证合成系统压力前提下，认真调整合成放空量，优化合成气指标。 管理：严格考核合成塔出口温度、合成系统压力，将工艺指标考核与考核奖金挂钩。,精馏 以日产150T甲醇为例 残液醇含量0.6%，排除甲醇量0.16吨。 残液醇含量0.12%，排除甲醇量0.32吨。 操作：排放残液时，严格控制常压塔塔釜温度106 以上。 管理：严格考核常压塔釜温度、残液醇含量，将工艺指标考核与考核奖金挂钩。,连续稳