浅谈甲醇合成工艺的影响因素

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1、浅谈甲醇合成工艺的影响因素摘要：甲醇作为一种重要的化工原料其用量在逐年增加，本文简述了工业生产中甲醇合成技术的发展，重点分析了甲醇合成工艺的影响因素，对甲醇的工业化生产具有一定的指导意义。关键词：甲醇；合成工艺；影响因素在甲醇工业化生产中，早期用木材或木质素干馏法制甲醇的方法，20世纪30年代甲醇产量仅为4.5万吨/年，氯甲的方法有多烷水解法也可以生产甲醇，但因水解法价格昂贵，没有得到工业化的应用。冃前工业化合成甲醇的主要原料有：煤、原油、天然气、焦炉煤气等，工业生产中利用这些原料生产含有CO,C02与H2三种气体的新鲜合成气，在不同的催化剂作用下采用不同的合成工艺进行化学反应

2、，生成粗甲醇，然后将合成的粗甲醇进行精馏操作，最终获得符合国家标准的精甲醇。一、甲醇合成技术简介甲醇合成工艺根据其操作压力不同分为低压法、中压法、高压法三种方法，我国基本上都为低压合成甲醇。目前工业上几乎都是利用一氧化碳、二氧化碳加压催化氢化法合成甲醇。其典型的生产流程包括原料气制造、原料气脱硫净化、甲醇合成、粗甲醇精馏等工序。由子甲醇合成屮所使用的催化剂多为铜基催化剂，这些铜基催化剂极易受硫化物毒害而失去活性，因此在工业生产中必须将原料气中的硫化物除净。工业生产中气体脱硫主要分为湿法脱硫和T，法脱硫两类，其中湿法脱硫可分为物理吸收法、化学吸收法与直接氧化法三类；而干法脱硫则设

3、备简单，但由于反应速率较慢，设备比较庞大，脱硫精度较高。在甲醇生产过程中往往由湿法脱硫和干法脱硫配套使用，保证脱硫效果能满足催化剂需要。甲醇合成是以催化剂为载体，在高温、高压的条件下进行的，是典型的复合气、固相催化反应过程。因此合成后的甲醇中含有水、高级醇、酮、醚等杂质，为满足工业需要必须提纯精制。精制过程主要通过精馏操作除去粗甲醇中的易挥发组分如二甲醚等，以及难以挥发的组分如乙醇、高级醇、水等。二、甲醇合成反应原理甲醇合成反应是CO,C02与H2在一定温度、压力条件及催化剂作用下发生，该反应为可逆放热反应。在发生主反应的同时，还有一系列的副反应发生。由于平醇主反应是体积缩小、

4、可逆的强放热反应，受反应平衡的制约，CO、C02和H2混合气不可能全部转化为甲醇，因此必须及吋将已合成的甲醇进行分离，然后补充新鲜气到未反应的混合气屮继续循环使用。为了确保混合气中惰性气体低于一定的含量，还必须不断的进行放散，这就组成了整个甲醇合成系统的循环流程。三、甲醇合成反应主要影响因素分析（一）温度的影响由子甲醇合成反应是强放热反应，必须通过冷却介质带走热量，以确保催化剂层温度不致过高。根据化学反应原理，随着反应温度的升高，反应速率会加快，但木反应的化学平衡常数反而下降。因此，在甲醇合成反应中存在最佳反应温度区间，而该温区范围取决所选用的催化剂。随着催化剂技术研究的进步，

5、催化剂在的低温状态下的活性越来越好，其活性温区已扩大至200〜290°C。而在实际生产中，应充分利用催化剂的低温活性，从而使催化剂在确保产量的前提下，尽可能在允许的较低温度下操作，同时合成塔的操作温度应根据催化剂使用的初期、屮期及后期制定出合理的操作温度范围。其中催化剂在使用初期，活性好，操作温度可低些，催化剂使用到中后期，操作温度则要适当提高。对于铜基催化剂而言，一般其初期操作温度控制在220〜230°C，中期在230〜25(TC左右，后期操作温度可提高到260〜270°C。(二)压力的影响？甲醇合成反应是体积缩小分子数减少的反应，故提高压力有利于正反应的进行；但压力升高会造

6、成组分的分压提高，催化剂的生产强度也随之提高。另外操作压力也受到催化剂活性、生产负荷高低、空速、冷凝器分离好坏及惰性气体含量等因素影响。因此对于合成系统的压力控制，要根据催化剂不同时期活性不同做相应的调整；当催化剂使用初期活性高时，操作压力可控制较低；到催化剂使用中后期活性下降，往往需控制较高的操作压力，以保证合成转化率的稳定。总之，合成系统操作压力的制定需从催化剂活性、气体组成、反应器热平衡、系统能量消耗等多方妞因素考虑，形成一个动态的控制指标。(三)新鲜气屮氢碳比的影响在实际工业生产中，新鲜气中氢碳比(H2-C02/C0+C02)根据甲醇合成反应式应控制在2.0〜5.0，而

7、循环气中氢碳比(H2-C02/C0+C02)则应控制在4.0〜8.0。若氢碳比(H2-C02/C0+C02)控制过低，将易发生副反应，容易结碳，且催化剂活性会加速衰老。若氢碳比(H2-C02/C0+C02)控制过高，对H2的消耗将增加。入塔气中112含量高，对减少副反应，减少催化剂硫中毒，降低羰基镍和高级醇的生成都是有利的，并且可以延长催化剂寿命。因此一般工业生产氢碳比都控制在较高范围。(二)空速的影响空速:单位时间内，单位体积催化剂所通过的气体流量,其单位为h-1。它表示气体与催化剂接触时