合成气的生产过程培训课件(000001).ppt

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1、第五章合成气的生产过程第一节概述由天然气制合成气第三节一氧化碳变换过程第五节气体中硫化物和二氧化碳的脱除第六节5.1概述合成气（synthesisgasorsyngas)CO和H2的混合物—合成气中H2和CO比例随原料和生产方法不同而异，其H2/CO(mol)从0.5~3。用途生产氢气;生产CO;有机合成原料之一原料来源煤、天然气、石油馏分、农林废料、城市垃圾不同用途要求的合成气组成用途合成氨合成甲醇羰基合成高级醇生产氢气CO/H21:31:21:1H2>95%5.1.1合成气的生产方法以煤为原料的生产方法以天然气为原料的生产方法以重油或渣油为原料的生产方法（1）以煤为原料的生产方

2、法高温条件下，以水蒸气和氧气为气化剂；合成气的生产方法特点：H2/CO比值较低，适于合成有机化合物（煤化工）（2）以天然气为原料的生产方法水蒸气转化法特点：目前工艺多采用的方法，H2/CO＝3，以天然气为原料的大型合成氨厂广泛采用。Steamreforming强吸热反应非催化部分氧化法特点：无催化剂，反应温度高1000-1500℃；H2/CO＝2，更适合于甲醇的合成和F-T汽油合成；消耗氧气，投资和生产费用较高，需廉价氧。Partialoxidation合成气的生产方法（3）重油或渣油为原料的生产方法——部分氧化法在反应器中通入氧和水蒸气；氧与部分烃类燃烧，放出热量并产生高温另一部

3、分烃类与水蒸气发生吸热反应生成合成气发展背景煤气化技术是发展现代煤化工、煤造油等重要工业化生产的龙头。而我国绝大多数煤气化企业技术落后，能耗高、效率低，烟尘和污水排放量大。天然气、石油、煤炭作为燃料时污染物排放量(kg/t当油量)煤当今世界公认的洁净、优质能源，其开采量逐年增大。天然气制气的成本最低。化工利用的关键在于价格。大化肥装置的天然气承受能力在0.50元／m3以下。天然气油重油、渣油从价格、用途来考虑不是长久之计。天然气为主，煤制合成气补充。关键问题1.实现新工艺，降低成本，解决污染问题。2.合成气生产烯烃、含氧化合物技术中高压、高温、贵金属催化剂的替代。5.1.1合成气的

4、生产方法1.已工业化的主要产品(1)合成氨5.1.2合成气的应用实例(2)合成甲醇甲基叔丁基醚MTBE二甲醚CH3OCH3(3)合成醋酸美国Monsantod低压工艺（4）烯烃的氢甲酰化产品（5）合成天然气、汽油和柴油煤制合成气通过费托合成可生产液体烃燃料南非SASOL工艺2.合成气应用新途径（1）直接合成乙烯等低C烯烃BASF、Mobil、UOP、Exxon等工艺中科院大化所与陕西新兴煤化工公司和洛阳石化工程公司合作已建成万吨/日工业化示范装置。（2）合成气经甲醇再转化成烃类Mobil工艺（90～95RON）（3）甲醇同系化制乙烯（4）合成低C醇低碳醇：C1～C5醇类混合物，掺烧

5、燃料。特点：燃烧特性优于甲醇；是甲醇和汽油的助溶剂。2.合成气应用新途径合成气NH3合成气乙烯、丙烯合成气甲醇醋酸汽油、烯烃、芳烃乙二醇甲醇乙醇乙烯合成气＋丙烯醇1,4－丁二醇改进的费托合成催化剂锌、铬系催化剂高压、380℃3MPa，175℃铜、锌系催化剂中低压、230－270℃同系化铑络合物－HI催化剂5.1.2合成气的应用实例天然气5.3由天然气制造合成气优质、清洁、环境友好的能源。合成气合成有机物所需的H2/CO(mol)产品反应式H2/CO甲醇CO+2H2=CH3OH2/1乙烯2CO+4H2=C2H4+2H2O2/1乙醛2CO+3H2=CH3CHO+H2O3/2乙二醇2CO

6、+3H2=HOCH2CH2OH3/2丙酸3CO+4H2=CH3CH2COOH+H2O4/3甲基丙烯酸4CO+5H2=CH2C(CH3)COOH+2H2O5/4醋酸2CO+2H2=CH3COOH1/1酸酐4CO+4H2=(CH3CO)2O+H2O1/15.3.1天然气制合成气的工艺技术及其进展天然气制合成气的方法：蒸汽转化法部分氧化法ATR工艺节能、灵活调节H2/CO比自热式催化转化部分氧化法（ART工艺）甲烷-二氧化碳催化氧化法（Sparg）2.45MPa，950~1030℃，H2/CO可在0.99~2.97间灵活调节，空速大ABCH4＋O2＋H2OCO＋H2部分氧化蒸汽催化转化B

7、:CH4＋H2OCO＋3H2Ni催化剂A:CH4＋3/2O2＝CO＋2H2OCO与O2反应速度慢，CO选择性好△Hθ＝－519kJ/mol298K新工艺Sparg工艺:关键解决热效应和催化剂结碳预转化器：天然气中的C2和更重的烃，更易积炭，使用较低温度、较高活性的未硫化催化剂(300~350℃),使其转化.主转化器：硫钝化的Ni基催化剂，抗积炭，以防止H2偏低造成积炭。(900℃，0.7~1.2MPa)调节原料气的CO2/CH4和H2O/CH4，保障H2/CO在1.8