甲醇原料气的要求

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1、第一节甲醇原料气的要求一、合理的氢碳比第二章甲醇原料气的制造根据合成反应，氢碳比理论值应为实践中，氢碳比一般略高于理论值或过量的氢有利于减少羰基铁和高级醇的生成，同时还可保护催化剂二、合理的二氧化碳与一氧化碳比例1.二氧化碳含量对过程的影响适量的二氧化碳可使催化剂呈现高活性，有利于提高反应速度；二氧化碳与氢合成甲醇的热效应小，催化床温度易于控制；但是，二氧化碳含量过高，会造成粗甲醇含水量的增多，降低压缩机生产能力，增加气体压缩与蒸溜粗甲醇的能耗。2.二氧化碳最佳含量二氧化碳最佳含量应根据催化剂类型及合成

2、温度确定。在使用锌—铬催化剂的高压合成装置中，二氧化碳最佳含量低于5%。使用铜基催化剂的蒸汽转化法生产甲酵的装置，转化气二氧化碳含量14~16%，循环气二氧化碳含量5~7%。新鲜气主要成份是CO、CO2和H2、且根据化学计量要求及考虑到反应速度(H-CO2）与(CO+CO2）的摩尔比一般在2.05—2.15范围内。当CO2参与合成甲时反应时，H2的消耗较多，反应生成的水使粗甲醇的水含量增加。一般CO2含量控制在9%以下。除此以外新鲜气可能含少量的甲烷、氮和氩，它们的存在会降低甲醇合成速度，但肘甲醇合成催

3、化剂无毒害作用，故不必加以脱除。3．原料气对毒物与杂质的要求原料气净化的任务是清除油水、尘粒、羰基铁、氯化物及硫化物，其中最重要的是清除硫化物。硫化物在甲醇生产中的危害造成催化剂中毒造成管道、设备的羰基腐蚀造成粗甲醇质量下降锌—铬催化剂，50ppm铜基催化剂，0.1ppm硫化物破坏金属氧化膜，使设备管道被一氧化碳腐蚀生成羰基化合物，如羰基铁、羰基镍等产生副反应，生成硫醇、硫二甲醚等杂质第二节以天然气力原料制甲醇原料气天然气是制造甲醇的主要原料。天然气的主要组分是甲烷，还含有少量的其他烷烃、烯烃与氮气。以

4、天然气牛产甲醉原料气有蒸汽转化、催化部分氧化、非催化部分氧化等方法，其中蒸汽转化法应用最广泛。一、天然气蒸汽转化的基本原理主要转化反应1.CH4+H2O→CO+3H22.CH4+2H2O→CO2+4H23.CO+H2O→CO2+H24.CO2+CH4→2CO+2H2天然气中所有的多碳烃类都有类似反应反应总过程需要吸收大量的热，工业上一般采用管式炉供热，也可采用两段炉法，引入氧化反应以实现自热平衡。甲烷蒸汽转化化学平衡甲烷蒸汽转化反应是体积增大的可逆放热反应增大压力，会降低甲烷转化率升高温度，可提高甲烷转

5、化率由于温度高，在加压条件下甲烷的转化率也是很高的甲烷蒸汽转化反应速度甲烷汽转化反应是在镍催化剂上进行，实践证明，反应速度主要受内扩散过程控制。在催化剂颗粒上的内扩散过程对宏观反应速率的影响是关键。由于反应速度主要受内扩散过程控制，因此，提高反应速度主要途径应为：减少催化剂粒径改善催化剂的形状选择适合的微孔结构采用活性不均匀分布催化剂提高反应速度主要途径二、天然气蒸汽转化催化剂天然气蒸汽转化是可逆吸热反应，在高温下进行反应对化学平街是有利的．但若不釆用催化剂，反应速率极慢。工业生产中需采用催化刷加速反应

6、（一）主要组分及其作用在制备好的镍催化剂中，镍以NiO形态存在，含量一段为4~30%。部分氧化与间歇转化过程的催化剂含镍4~10%，蒸汽转化则为10~30％。镍含量提高，催化剂活性也提高，但含镍太高，单位镍含量的活性增加有限，而成本却提高过多。用不同方法制造的催化剂，单位镍含量的催化活性不同，其最佳含镍量也不相同。例如，浸渍型转化催化剂含氧化镍10~14％时，已相当于沉淀型催化剂含氧化镍30~35%时的活性。元素周期表第Ⅷ族元素对甲烷蒸汽转化反应均有催化活性，从性能及经济上考虑，以镍最适合，因此镍是目的

7、天然气蒸汽转化催化刑的唯一活性组分。1．活性组分在转化催化剂中添加助催化剂是为了抑制熔结过程，防止镍晶粒长大，从而使它有较稳定的高活性，延长使用寿命并提高抗硫抗析碳能力。2.助催化剂许多金属氧化物可作为助催化剂：如Cr2O3、Al2O3、MgO、TiO等3.载体镍催化剂中的载体应当具有使镍的最粒尽量分散，达到较大比表面以及防止镍晶体熔结的作用。转化催化剂的载体都是焙点在2000℃以上的金属氧化物，它们能耐高温，有很高的机械强度。常用的载体有Al2O3、MgO、CaO、K2O等。实际上Al2O3、MgO、

8、CaO既是载体，又是助催化剂，载体与助催化剂很难机械划分。（二）转化催化剂的还原与钝化1．转化催化剂的装填天然气蒸汽转化催化剂装填在几百根长十余米垂直悬挂的管子中，底部设有筛仮或托盘。填装要求是：必须保证气体能均匀从各管子流过，即，理想的装填是使每根管中装有相同体积、相同质量、相同高度的催化剂，且装填的松紧程度一样，即空隙一样。装填前，需将新催化剂过筛，筛掉少量碎粒及粉尘，并检查管内情况，测定空管阻力。装填时要分层装填，分层检查，并要保证在