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广西甲醇合成的工艺方法介绍

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广西甲醇合成的工艺方法介绍

发布日期:2022-12-06 作者: 点击:

广西甲醇


一.合成气(CO+H2)甲醇生产方法
以一氧化碳和氢为原料合成甲醇的过程有很多种。其发展过程与新催化剂的应用和净化技术的进步密切相关。甲醇合成是一种由热力学和动力学控制的可逆强放热反应,通常在单向反应器中,CO和CO2单程转化率小于100%,反应器出口气体中甲醇含量仅为6~12%,无反应CO.CO2和H2需要与甲醇分离,然后压缩到反应器中进一步合成。为了确保反应器出口气体中的甲醇含量较高,通常采用较高的反应压力。根据所使用的压力,可分为高压法.三种方法:中压法和低压法。
1.高压法
也就是在高温下使用一氧化碳和氢(340~420)℃)高压(30.0~50.0MPa)锌铬氧化物被用作合成甲醇的催化剂。甲醇已经生产了80多年,这是20世纪80年代以前世界各国生产甲醇的主要方法。但是高压法的生产压力太高了.动力消耗大,设备复杂.产品质量差。
活性炭吸附器1中去除五基碳后,压缩合成气体与循环气一起送入管式反应器2,温度为350℃和压力为30.4MPa接下来,一氧化碳和氢通过催化剂层反应产生粗甲醇。含有粗甲醇的气体通过冷却器冷却,然后迅速送入粗甲醇分离器3进行分离。未反应的一氧化碳和氢通过压缩机压缩循环回管反应器2。冷凝粗甲醇通过粗甲醇储罐4进入蒸馏过程,二甲醚分离在粗分离塔5的顶部.低沸点不凝剂,如甲酸甲酯,去除精制分离塔6中的水和杂醇,获得精制甲醇。
2.低压法
低压下使用一氧化碳和氢气(5).0MPa)和275℃在左右温度下,使用铜催化剂(Cu-Zn-Cr)合成甲醇。该方法是一种在20世纪70年代实现工业化的合成甲醇方法。低压方法成功的关键是使用铜催化剂。铜催化剂比锌铬催化剂具有更好的活性,因此甲醇合成反应可以在较低的压力和温度下进行。铜催化剂的选择性优于锌铬催化剂,因此原料气和粗甲醇中的杂质消耗较少。但设备体积大,生产能力小,甲醇合成率低。P&e(c2J5
低压法分为气相法和液相法。上述工艺为低压气相法,单向转化率低,一般仅为10%~12%左右,大量未转化气体循环。有两种液相工艺。一种是浆床工艺,使用催化剂CuCrO2/KOCH3或CuO-ZnO/Al2O3.以惰性液体有机物为反应介质,催化剂在有机溶剂中分布非常细的粉末。反应器可以间歇或连续使用,也可以与单个反应器或多个反应器连接。另一种是液相复合催化技术。使用的催化剂是金属有机物或碱性化合物。催化剂单独存在于溶剂和产品甲醇中。该技术仍处于实验室研究阶段。
3.中压法
随着甲醇合成行业的快速发展,新工厂的规模越来越大。目前已建成投产的设备日产量已超过5000吨。如果这样的大型工厂采用低压法建造,由于气体处理能力大、设备大、一次性投资高,设备生产运输困难。因此,中压合成甲醇的工艺在20世纪70年代出现,是在5~10的基础上开发的MPa在压力下合成甲醇的方法成功地解决了高压压力对设备的.操作带来的问题也解决了低压甲醇生产所需的生产设备体积过大.生产能力小.大规模生产的混乱有效降低了建设成本和甲醇生产成本。这种方法的关键是使用新的铜催化剂(Cu-Zn-Al),综合利用指标优于低压法。
合成气体原料在转化炉1中用燃料燃烧加热,并在转化炉中填充镍催化剂。转化炉的气体进入合成气体压缩机4收缩,循环气体在循环压缩机5中预热,然后进入合成塔8,压力为8.106MPa,温度为220℃。在合成塔中,合成气体通过催化剂产生粗甲醇。合成塔是一个冷却塔,回收合成反应热,产生中压蒸汽。从塔式气体预热到塔式气体中,然后冷却,并在冷凝器中冷凝粗甲醇。大部分气体循环。粗甲醇在粗分离塔9和精制塔10中离.甲酸甲酯.杂醇油等杂质是精制甲醇产品。
二.联醇法
结合中小型氮肥厂的特殊情况,我国在合成氨生产过程中成功开发了甲醇生产工艺。这是一种合成气净化工艺,是我国许多合成氨厂用铜氨去除微量碳氧化物而开发的一种新工艺。铜基催化剂合成压力为10.0~13.0MPa,235~315合成温度℃。事实证明,甲醇合成塔中去除的一氧化碳和二氧化碳大多与氢反应产生甲醇。甲醇联产后,进入铜洗涤过程的气体一氧化碳含量显著降低,铜洗涤负荷降低;同时,转换过程中的一氧化碳指标可以适当放宽,以减少转换蒸汽的消耗。压缩机前几段气缸输送的一氧化碳成为有效气体,降低了压缩机的功耗。在联醇工艺中,铜催化剂容易中毒,合成甲醇原料中的硫含量应小于1ml/m3。这种方法不仅流程简单,而且投资少,建设快,规模大。.中.对我国合成甲醇产业的发展具有重要意义。,三.其它原料生产甲醇的方法:d6z4n8s+[8ML8f3w
1.甲烷氧化产生甲醇
反应如下:2CH4+O22CH3OH
这是把廉价的原料甲烷从廉价的原料甲烷变成有价值的甲醇。通常,甲烷很容易被深度氧化,产生二氧化碳和水。为了解决这个问题,反应是存在铜金属催化剂,20.0~30.0MPa和350~470℃在这种情况下。然而,由于甲醇工业的大规模发展,甲醇的成本大大降低,用一种清洁能源生产另一种清洁能源意义不大。特别是在中国天然气短缺的情况下,天然气甲醇的生产不会受到广泛关注。
2.液化石油气氧化法
液化石油气是一种轻碳氢化合物混合物,主要由丙烷和丁烷组成,来自潮湿的天然气或油田,也可以从炼油厂的副产品中获得。液化石油气可以被空气或氧气氧化,主要的氧化产品是乙醛.甲醛.甲醇和一些混合化学物质作为溶剂。

一.广西甲醇合成气(CO+H2)甲醇生产方法

以一氧化碳和氢为原料合成甲醇的过程有很多种。其发展过程与新催化剂的应用和净化技术的进步密切相关。甲醇合成是一种由热力学和动力学控制的可逆强放热反应,通常在单向反应器中,CO和CO2单程转化率小,反应器出口气体中甲醇含量为6~12%,无反应CO.CO2和H2需要与甲醇分离,然后压缩到反应器中进一步合成。为了确保反应器出口气体中的甲醇含量较高,通常采用较高的反应压力。根据所使用的压力,可分为高压法、中压法和低压法。

1.高压法

也就是在高温下使用一氧化碳和氢(340~420℃)高压(30.0~50.0MPa)锌-铬氧化物被用作合成甲醇的催化剂。甲醇已经生产了80多年,这是20世纪80年代以前世界各国生产甲醇的主要方法。但是高压法的生产压力太高了、动力消耗大,设备复杂、品量差。

活性炭吸附器1中剔除五基碳后,压缩合成气体与轮回气一起送入管式反应器2,温度为350℃和压力为30.4MPa接下来,一氧化碳和氢通过催化剂层反应产生粗甲醇。含有粗甲醇的气体通过冷却器冷却,然后迅速送入粗甲醇分离器3进行分离。未反应的一氧化碳和氢通过压缩机压缩轮回管反应器2。冷凝粗甲醇通过粗甲醇储罐4进入蒸馏过程,在粗分离塔5顶部分离出二甲醚和甲酸甲酯及其他低沸点不凝物,重组分在则在精分离塔6中去水和杂醇,得到精甲醇。

2.低压法

低压下使用一氧化碳和氢气(5.0MPa)和275℃在左右温度下,使用铜催化剂(Cu-Zn-Cr)合成甲醇。该方法是一种在20世纪70年代实现工业化的合成甲醇方法。低压方法成功的关键是使用铜催化剂。铜催化剂比锌铬催化剂具有很好的活性,因此甲醇合成反应可以在较低的压力和温度下进行。铜催化剂的选择性优于锌铬催化剂,因此原料气和粗甲醇中的杂质消耗较少。但设备体积大,生产能力小,甲醇合成率低。

低压法分为气相法和液相法。上述工艺为低压气相法,单向转化率低,一般为10%~12%左右,大量未转化气体轮回。有两种液相工艺。一种是浆床工艺,使用催化剂CuCrO2/KOCH3或CuO-ZnO/Al2O3,以惰性液体化合物为反应介质,催化剂在化合物溶剂中分布非常细的粉末。反应器可以间歇或连续使用,也可以与单个反应器或多个反应器连接。另一种是液相复合催化技术。使用的催化剂是金属化合物或碱性化合物。催化剂单独存在于溶剂和产品甲醇中。该技术仍处于实验室研究阶段。

3.中压法

随着甲醇合成行业的快速发展,新工厂的规模越来越大。目前已建成投产的设备日产量已超过5000吨。如果这样的大型工厂采用低压法建造,由于气体处理能力大、设备大、一次性投资高,设备生产运输困难。因此,中压合成甲醇的工艺在20世纪70年代出现,是在5~10MPa在压力下合成甲醇的方法成功地解决了高压压力对设备的、操作带来的问题也解决了低压甲醇生产所需的生产设备体积过大、生产能力小、大规模生产的混乱有效降低了建设成本和甲醇生产成本。这种方法的关键是使用新的铜催化剂(Cu-Zn-Al),综合利用指标优于低压法。

合成气体原料在转化炉1中用燃料燃烧加热,并在转化炉中填充镍催化剂。转化炉的气体进入合成气体压缩机4收缩,轮回气体在轮回压缩机5中预热,然后进入合成塔8,压力为8.106MPa,温度为220℃。在合成塔中,合成气体通过催化剂产生粗甲醇。合成塔是一个冷却塔,回收合成反应热,产生中压蒸汽。从塔式气体预热到塔式气体中,然后冷却,并在冷凝器中冷凝粗甲醇。大部分气体轮回。粗甲醇在粗分离塔9和精制塔10中,二甲醚、甲酸甲酯及杂醇油等杂质是精甲醇产品。

二.联醇法

结合中小型氮肥厂的特殊情况,我国在合成氨生产过程中成功开发了甲醇生产工艺。这是一种合成气净化工艺,是我国许多合成氨厂用铜氨剔除微量碳氧化物而开发的一种新工艺。铜基催化剂合成压力为10.0~13.0MPa,235~315℃。事实证明,甲醇合成塔中剔除的一氧化碳和二氧化碳大多与氢反应产生甲醇。甲醇联产后,进入铜洗涤过程的气体一氧化碳含量显著降低,铜洗涤负荷降低;同时,转换过程中的一氧化碳指标可以适当放宽,以减少转换蒸汽的消耗。压缩机前几段气缸输送的一氧化碳成为有效气体,降低了压缩机的功耗。在联醇工艺中,铜催化剂容易中毒,合成甲醇原料中的硫含量应小于1ml/m3。这种方法不但流程简单,而且投资少,建设快,对我国合成甲醇产业的发展具有重要意义。

1.甲烷氧化产生甲醇

反应如下:2CH4+O2 2CH3OH

这是把廉价的原料甲烷从廉价的原料甲烷变成有价值的甲醇。通常,甲烷很容易被氧化,产生二氧化碳和水。为了解决这个问题,反应是存在铜金属催化剂,20.0~30.0MPa和350~470℃在这种情况下。然而,由于甲醇工业的大规模发展,甲醇的成本大大降低,用一种清洁能源生产另一种清洁能源意义不大。特别是在我国天燃气短缺的情况下,天燃气甲醇的生产不会受到广泛关注。

2.液化石油气氧化法

液化石油气是一种轻碳氢化合物混合物,主要由丙烷和丁烷组成,来自潮湿的天燃气或油田,也可以从炼油厂的副产品中获得。液化石油气可以被空气或氧气氧化,主要的氧化产品是乙醛、甲醛、甲醇和一些混合化学物质作为溶剂。


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