甲醇厂合成工艺流程培训.ppt

20万吨/年甲醇装置合成工艺简介三、甲醇的合成n n甲醇合成基本原理甲醇合成基本原理 主要的化学反应：主要的化学反应：(1)CO+2H2 =CH3OH+Q (2)CO2+3H2=CH3OH+H2O+Q 由以上两个主反应方程式可知：反应由以上两个主反应方程式可知：反应为放热，体积缩小的可逆反应，且必须在为放热，体积缩小的可逆反应，且必须在催化剂的条件下进行。因此温度、压力、催化剂的条件下进行。因此温度、压力、气体组成及催化剂的活性对反应进行的程气体组成及催化剂的活性对反应进行的程度及速度有一定的影响。度及速度有一定的影响。n n甲醇合成反应的工艺条件选择甲醇合成反应的工艺条件选择1、温度：合成甲醇的反应是放热反应，同时、温度：合成甲醇的反应是放热反应，同时又是使用活性催化剂的反应，降低反应温又是使用活性催化剂的反应，降低反应温度有利于平衡向生成甲醇的方向移动，但度有利于平衡向生成甲醇的方向移动，但反应速度则随温度降低而减慢。因此，甲反应速度则随温度降低而减慢。因此，甲醇合成反应温度一般控制在在醇合成反应温度一般控制在在245255左右。左右。n n甲醇合成反应的工艺条件选择甲醇合成反应的工艺条件选择2、压力：甲醇合成的反应是体积减小的反应。压力：甲醇合成的反应是体积减小的反应。从化学平衡角度考虑，提高压力有利于提从化学平衡角度考虑，提高压力有利于提高甲醇产量，并能加快反应速度，增加装高甲醇产量，并能加快反应速度，增加装置生产能力。但是，压力的提高对设备的置生产能力。但是，压力的提高对设备的材质、加工制造的要求也会提高，原料气材质、加工制造的要求也会提高，原料气压缩功耗也要增加。本装置压力选择在压缩功耗也要增加。本装置压力选择在5.8Mpa下操作。下操作。3 3、COCO和和和和HH2 2比例的影响比例的影响比例的影响比例的影响 从化学反应方程式来看，氢与一氧化碳的分子从化学反应方程式来看，氢与一氧化碳的分子从化学反应方程式来看，氢与一氧化碳的分子从化学反应方程式来看，氢与一氧化碳的分子比为比为比为比为2:12:1，这时可以得到甲醇最大的平衡浓度。而，这时可以得到甲醇最大的平衡浓度。而，这时可以得到甲醇最大的平衡浓度。而，这时可以得到甲醇最大的平衡浓度。而且在其它条件一定的情况下，可使甲醇合成的瞬且在其它条件一定的情况下，可使甲醇合成的瞬且在其它条件一定的情况下，可使甲醇合成的瞬且在其它条件一定的情况下，可使甲醇合成的瞬间速度最大。由于合成气中还有小部分的间速度最大。由于合成气中还有小部分的间速度最大。由于合成气中还有小部分的间速度最大。由于合成气中还有小部分的COCO2 2，COCO2 2和和和和HH2 2合成甲醇的比例是合成甲醇的比例是合成甲醇的比例是合成甲醇的比例是1:31:3，而且反应气体，而且反应气体，而且反应气体，而且反应气体中中中中COCO、COCO2 2受催化剂表面吸附及其它因素影响的受催化剂表面吸附及其它因素影响的受催化剂表面吸附及其它因素影响的受催化剂表面吸附及其它因素影响的程度不同，所以要求反应气体中的氢含量要大于程度不同，所以要求反应气体中的氢含量要大于程度不同，所以要求反应气体中的氢含量要大于程度不同，所以要求反应气体中的氢含量要大于理论量，但通常理论量，但通常理论量，但通常理论量，但通常COCO浓度增加同时伴有浓度增加同时伴有浓度增加同时伴有浓度增加同时伴有HH2 2浓度的下浓度的下浓度的下浓度的下降。所以组分之间的影响有交互作用。实际生产降。所以组分之间的影响有交互作用。实际生产降。所以组分之间的影响有交互作用。实际生产降。所以组分之间的影响有交互作用。实际生产中氢碳比按照以下关系确定。中氢碳比按照以下关系确定。中氢碳比按照以下关系确定。中氢碳比按照以下关系确定。（H2H2COCO2 2）/（COCOCOCO2 2）2.052.052.152.15n n甲醇合成催化剂甲醇合成催化剂 本装置采用的催化剂是铜基催化剂。型号为本装置采用的催化剂是铜基催化剂。型号为本装置采用的催化剂是铜基催化剂。型号为本装置采用的催化剂是铜基催化剂。型号为RK-5RK-5RK-5RK-5，铜基催化剂是一种低压催化剂，主要组分，铜基催化剂是一种低压催化剂，主要组分，铜基催化剂是一种低压催化剂，主要组分，铜基催化剂是一种低压催化剂，主要组分为为为为CuO/ZnO/AlCuO/ZnO/AlCuO/ZnO/AlCuO/ZnO/Al2 2 2 2O O O O3 3 3 3。其中其中其中其中CuOCuOCuOCuO是主催化剂，是主催化剂，是主催化剂，是主催化剂，ZnO/AlZnO/AlZnO/AlZnO/Al2 2 2 2O O O O3 3 3 3 是助催化剂。催化剂还原后才具有活性，是助催化剂。催化剂还原后才具有活性，是助催化剂。催化剂还原后才具有活性，是助催化剂。催化剂还原后才具有活性，因此使用前必须先进行还原。催化剂还原中主要因此使用前必须先进行还原。催化剂还原中主要因此使用前必须先进行还原。催化剂还原中主要因此使用前必须先进行还原。催化剂还原中主要是氧化铜被还原。是氧化铜被还原。是氧化铜被还原。是氧化铜被还原。CuO+H CuO+H CuO+H CuO+H2 2 2 2=Cu+H2O+Q=Cu+H2O+Q=Cu+H2O+Q=Cu+H2O+Q 催化剂主要是用氢气还原，还原分为升温阶催化剂主要是用氢气还原，还原分为升温阶催化剂主要是用氢气还原，还原分为升温阶催化剂主要是用氢气还原，还原分为升温阶段段段段 、还原初期、还原主期、还原后期、还原末期、还原初期、还原主期、还原后期、还原末期、还原初期、还原主期、还原后期、还原末期、还原初期、还原主期、还原后期、还原末期、轻负荷生产六个阶段，主要是控制好入塔气的氢轻负荷生产六个阶段，主要是控制好入塔气的氢轻负荷生产六个阶段，主要是控制好入塔气的氢轻负荷生产六个阶段，主要是控制好入塔气的氢气浓度和各阶段的温度，原则是气浓度和各阶段的温度，原则是气浓度和各阶段的温度，原则是气浓度和各阶段的温度，原则是“提温不加氢、提温不加氢、提温不加氢、提温不加氢、加氢不提温加氢不提温加氢不提温加氢不提温”。催化剂在卸出之前要进行钝化，。催化剂在卸出之前要进行钝化，。催化剂在卸出之前要进行钝化，。催化剂在卸出之前要进行钝化，以防止催化剂在卸出时自燃。以防止催化剂在卸出时自燃。以防止催化剂在卸出时自燃。以防止催化剂在卸出时自燃。甲醇合成主要设备甲醇合成塔 本装置甲醇合成塔采用的是绝热管本装置甲醇合成塔采用的是绝热管壳式等温合成塔，同时利用反应热副产壳式等温合成塔，同时利用反应热副产中压蒸汽，设计装填中压蒸汽，设计装填37.5方催化剂，年方催化剂，年设计产品甲醇生产能力为设计产品甲醇生产能力为20万吨。甲醇万吨。甲醇合成塔为本工号的主要设备，其设备简合成塔为本工号的主要设备，其设备简图如下图如下：