甲醇合成基础知识

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1、一、合成甲醇的化学反应：$X7l5{6F+U;P'[    主反应：!V1@1z.b+f!t3@2p.a%L-F    CO+2H2=CH3OH+102.5kJ/mol6D8X2K  y:M*?4D9@6S*^3v    CO2+3H2=CH3OH+H2O+QkJ/mol'g8u9Q!H&T+c    副反应：9t6D#X*-f4i  d;^"B    2CO+4H2=CH3OCH3+H2O+200.2kJ/mol*@-_7O$?*W    CO+3H2=CH4+H2O+115.6kJ/mol+l.S/S$a*~)L   

2、 4CO+8H2=C4H9OH+3H2O+49.62kJ/mol-

3、1v$Q4x7R/t    CO+H2=CO+H2O－42.9kJ/mol8p7E  m&C"?9g1J    nCO+2nH2=（CH2）n+nH2O+QkJ/mol2P&[(K&g3H:c9g9K.G    二、一氧化碳与氢气合成甲醇反应热的计算：,U*[#J2?  n%r0(`6J    一氧化碳与氢气合成甲醇是一个放热反应，在25℃时，反应热为90.8kJ/mol。,}%f)M.W3j4Z!W0S    反应热QT（kJ/mol）与温度的关系式为：

4、;y9N.?(y-W0m    QT=－74893.6－64.77T+47.78×10－3T2－112.926×10－3T3  o;m'X3?5y3A    式中T为绝对温度（K）+H7e'D)K4G2f:D-q    不同温度下甲醇合成反应热见下表&i  ]1d!m!t%]%`#j反应温度（℃）    反应热（kJ/mol）    反应温度（℃）    反应热（kJ/mol）    9@;e8i${1W/j1`7D2i    100;M&R$j2q&s+['K2i%J+r;J    200+i"F4n!F2B5w    2

5、50        93303.26Y'^&I:~;Y4i&R"s(^,y    97068.81_/]5W)F&U    97926.52        3002W2Y0

6、4}#i;M)Z    350        99370.0*}/r*J"s0x.J    102298.8    8N5A2Z%x&

7、7y$N,J.X&C.D(W1b    三、合成甲醇的平衡常数：9Z-L9i6m:f2p1z4r)i    一氧化碳和氢气合成甲醇是一个气相可逆反应，压力对反应起着重要作用，用气体分压表示的平衡常数可用下面公式表示："y

8、'o1t'_$h(y7g%N(H8w8o    kp=pCH3OH/pCO·pH22#`:}1O;C*E!V0[6@    式中kp——甲醇的平衡常数4d%s*J)X*l4I    pCH3OH、pCO、pH2——分别表示甲醇、一氧化碳、氢气的平衡分压。  E9^#H-`0Y%V    反应温度也是影响平衡的一个重要因素，下面公式用温度来表示合成甲醇的平衡常数："y6R&}-z+A    lgKa=3921/T－7.9711lgT+0.002499T－2.953×10－7T2+10.20)_5H5r(E)l0o._2b9Y3

9、w    式中Ka——用温度表示的平衡常数；3

10、,S6K/f:q'W']    T——反应温度，K。8^1P0m&~;X;`:u;P    用公式计算的反应平衡常数见下表%^3K7m:{,c6a4S+M9v    反应温度（℃）        平衡常数（Ka）        反应温度（℃）        平衡常数（Ka）    5r&X7o+y"h+{"`    0+D8Y2b&A9O)t    100"w4z%a.X  O#P%`    200        667.30#K(^)J  H*n8f!Y,X    12.92

11、+l'm1U2z+N-Q1I2f%f    1.909×10－2        300#A"@3^)s-n1N    400        2.42×10－4,k7D4J:@,T!t    1.079×10－5    2r.?+

12、7^!m8x5U    由表可知，平衡常数随着温度的上升而很快减小。1_2V9j$i#Q    四、温度对甲醇合成反应的影响：6Z*W-r$@3g  ?4}4f    甲醇的合成反应是一个可逆放热反应。从化学平衡考虑，随着温度的提高，甲醇平衡常数数值将为降低。但从反应速度的观点来看，提高反应温度，反

13、应速度加快。因而，存在一个最佳温度范围。对不同的催化剂，使用温度范围是不同的。C307型合成甲醇催化剂的操作温度：190～300℃，而最佳温度：210～260℃。(Z6b*s0c/r4C5p    实际生产中，为保证催化剂有较长的使用寿命和尽量减少副反应，应在确保甲醇产量的前提下，根据催化