《醇类燃料》PPT课件

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1、第三章醇类燃料从20世纪初，美国人HenryFord设计并制造了世界上第一台使用纯乙醇的汽车。之后出现了乙醇和汽油的混合燃料。当今，巴西和美国是石油乙醇燃料最成功的国家。其中巴西是世界上唯一一个不供应纯汽油的国家。当今，中国燃料乙醇的生产能力约200万吨左右。1.乙醇燃料的发展与现状2.乙醇燃料的生产2.1发酵法1）发酵法生产乙醇的原料含糖作物和副产物，如甘蔗、甜菜、甜高粱；淀粉质作物，如玉米、高粱、小麦、红薯、马铃薯；纤维素原料，如木材、木屑、秸秆。(我国废弃生物质资源量约相当于每年2-4亿吨标准煤)目前，发酵法生产乙醇的原料基本上属于前

2、两类。目前应大力发展和完善秸秆为原料的乙醇生产工艺。2.乙醇燃料的生产2）生产工艺淀粉或纤维素糖酒精糖化酶酒化酶C6H12O62C2H5OH＋2CO2酒化酶60-72h工艺实例：P742.2乙烯水合法1）原料：石油裂解2）间接水合法CH2=CH2+H2SO4(98%)CH3CH2OSO3H(硫酸氢乙酯)CH3CH2OSO3H＋H2OCH3CH2OH＋H2SO4缺点：a)硫酸需浓缩；b)需要防腐蚀的设备。3）直接水合法CH2=CH2＋H2OCH3CH2OH磷酸注：因乙烯资源宝贵，固现在很少采用。20世纪70年代二次石油危机以后，西方国家开始开

3、发和使用甲醇燃料汽车和甲醇汽油。但由于甲醇的毒性和对金属的腐蚀，已逐渐被禁止作为车用燃料。我国在20世纪80年代之后经历了与西方国家相似的发展历程。但甲醇是重要的基本有机化工原料，常用的溶剂，同时可作为燃料电池的燃料。所以，我们也应当了解甲醇的生产方法。3.甲醇燃料的发展与现状甲醇的物理性质：甲醇，分子式CH3OH，又名木醇或木精，为无色，略带乙醇香气的挥发性液体。常压下，甲醇沸点为64.7oC，与水互溶，在汽油中有较大溶解度。它有剧毒，易燃烧，其蒸气与空气在一定范围（6.7-36%）内可形成爆炸性化合物。甲醇的用途基本有机化工原料（用于生

4、产甲醛、烯烃、汽油、MTBE和许多精细化学品）和重要的溶剂，广泛用于有机合成、染料、医药、涂料和国防等工业。燃料（燃料电池）4.1合成甲醇的古老工艺：1661年英国玻义耳（Boyle）首先在木材干馏的液体产品中发现了甲醇，木材干馏成为工业上制取甲醇最古老的方法。用60至80公斤的木材来分解蒸馏只获得大约1公斤的甲醇，产量甚低。20世纪30年代初，几乎全部由木材蒸镏制造甲醇，世界的甲醇产量仅约45000吨。4.甲醇燃料的生产方法4.2现代甲醇工业的发展合成甲醇的工业生产开始于1923年。德国巴登苯胺纯碱（BASF）公司首先建成以一氧化碳与氢为

5、原料、年产300吨甲醇的高压合成法装置。从20世纪20年代至60年代中期，所有甲醇生产装置均使用高压法，采用锌铬催化剂。1966年英国帝国化学工业（I.C.I）公司研制成功铜基催化剂，并开发了低压工艺，即I.C.I.工艺。1971年，西德鲁奇公司开发了另一种低压合成甲醇工艺，简称Lurgi工艺。20世纪70年代中期以后，世界上新建和扩建的甲醇装置几乎都采用低压法。能耗高反应器的不同I.C.I.工艺冷激式反应器Lurgi工艺管壳式反应器用低温反应物料激冷4.3甲醇生产的典型流程原料气制造原料气净化甲醇合成粗甲醇精馏4.3.1生产甲醇合成气的原

6、料天然气（世界范围类占78%）石脑油（石油中的轻质馏分，如220oC以下馏分）重油煤及其加工产品（焦炭、焦炉煤气）乙炔尾气（天然气部分氧化制乙炔，由部分甲烷氧化来提供热量我国甲醇主要以煤炭为主要原料生产。2CH4C2H2+2H2尾气：甲烷、乙炔、乙烯、氢气等CxHy+H2OCO+H2+CO2原料气的要求：（1）合理的氢碳比过量的氢对减少高级醇的生成，并延长催化剂寿命起有益的作用。不同原料造气的特点天然气：用天然气（主要组成是CH4）为原料采用蒸汽转化法所得的粗原料气中氢气过多，一般需在转化前或转化后加入二氧化碳调节氢碳比。CH4+H2OCO

7、+3H2加入CO2CO2+3H2CH3OH+H2O重油或煤：用重油或煤为原料所制得的粗原料气氢碳比太低，需要设置变换工序使过量的一氧化碳变换为氢气，再将过量的二氧化碳除去。C+H2OCO+H2CO+H2OCO2+H2脱碳Fe2O3（2）合理的二氧化碳与一氧化碳比例：a）合成甲醇原料气中应保持一定量的二氧化碳，一定量二氧化碳的存在能促进锌铬催化剂与铜基催化剂上甲醇合成的反应速率，适量的二氧化碳可使催化剂呈现高活性。b）在二氧化碳存在下，合成甲醇的热效应比无二氧化碳时仅由一氧化碳与氢合成甲醇的热效应要小，催化床温度易于控制，对防止生产过程中催化

8、剂超温及延长催化剂寿命是有利的。但是，二氧化碳浓度过高，会造成粗甲醇中含水量的增多，增加精馏粗甲醇的能耗。CO2的合适比例：锌铬催化剂上：<5%铜基催化剂上：<15%4.3.2原