合成气组分对甲醇合成的影响.pdf

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1、第３９卷第６期化工设计通讯２０１３年１２月ChemicalEngineeringDesignCommunications·３６·合成气组分对甲醇合成的影响王宗涛（河南煤业化工集团中原大化公司，河南濮阳　４５７００４）摘要：分析合成气各组分及毒物对甲醇合成反应的影响，并探讨相应的预防及处理措施。关键词：甲醇合成；合成气组分；影响；催化剂＋中图分类号：TQ２２３畅１２１　　文献标志码：B文章编号：１００３‐６４９０（２０１３）０６‐００６３‐０４EffectofSyngasComponentsonMethanolSynthesisWANGZong‐t

2、ao(ZhongyuanDahuaCompanyofHenanCoal&ChemicalIndustryGroup,PuyangHenan４５７００４,China)Abstract:Analyzetheeffectofsyngascomponentsandcatalystpoisonsonmethanolsynthesisreaction,anddiscusstheappropriatepreventivemethodsandtreatmentmeasures.Keywords:methanolsynthesis;syngascomponents

3、;effect;catalyst中原大化甲醇事业部３００kt／a甲醇装置合成CO２＋H２CO＋H２O（２）系统采用托普索MK‐１２１甲醇合成催化剂，煤气CO＋２H２CH３OH（３）化工艺引进壳牌粉煤气化技术，变换采用低水气上述两步反应的总反应方程式为：比变换催化剂，低温甲醇洗采用德国鲁奇工艺，CO２＋３H２CH３OH＋H２O（４）精馏系统是以规整填料为塔内件的三塔精馏工（３）发生的副反应又可以分为平行副反应和艺。连串副反应。平行副反应为：CO＋３H２CH４＋H２O（５）1甲醇合成原理２CO＋２H２CH４＋CO２（６）（１）CO加氢可发生许多复杂的

4、化学反４CO＋８H２C４H９OH＋３H２O（７）［１］应。用CO和H２反应制取甲醇，发生的主要２CO＋４H２CH３OCH３＋H２O（８）反应为：当有金属铁、钴、镍等存在时，还可能发生CO＋２H２CH３OH（１）生成炭的反应：（２）当反应物中有CO２存在时，CO２按下２COCO２＋C（９）列反应生成甲醇：（４）发生的连串副反应为：　　　　２CH３OHCH３OCH３＋H２O（１０）CH３OH＋nCO＋２nH２CnH２n＋１CH２OH＋nH２O（１１）CH３OH＋nCO＋２（n－１）H２CnH２n＋１COOH＋（n－１）H２O（１２）这些副反应的产物还

5、可以进一步发生脱水、温度的控制，而且甲烷不能随着产品冷凝，甲烷缩合、酰化或酮化等反应，生成烯烃、酯类、酮在循环系统中循环，更不利于主反应的化学平衡类等副产物；当催化剂中含有碱类化合物时，这及影响反应速率。些化合物的生成更快。副产物不仅消耗原料，而2原料气氢碳比（H／C）的影响且影响产品甲醇的质量和催化剂的寿命。特别是生成甲烷的反应为一个强放热反应，不利于反应从反应（１）、（３）、（４）可以看出，H２与CO收稿日期：２０１３‐０５‐１０作者简介：王宗涛（１９８５－），男，河南安阳人，助理工程师，从事生产管理工作。·４６·化工设计通讯第３９卷合成甲醇

6、的物质的量的比为２∶１，与CO２合成CO对CO转化率的影响是相当明显的。有实验甲醇的物质的量的比为３∶１；当CO与CO２都表明，当H２／CO为５畅０时，CO转化率达到存在时，原料气氢碳比（M）用下式表示：３８％；H２／CO为６畅０时，CO转化率上升到M＝（H２－CO２）／（CO＋CO２）＝２畅０５～２畅１５４２％。但CO含量过高，反而不利于甲醇合成反新鲜气的氢碳比通常维持在２畅０５～２畅１５左应，同时会加剧羰基金属带来的腐蚀。右，这是因为甲醇的合成是以此为比例进行的。入塔原料气中CO含量过高，副反应增多，［２］实验表明，最大反应速度时的氢碳比并不

7、是化生成脂肪烃类物质机会增多，结蜡也就增多。进学计量的氢碳比，而是由反应动力学方程确定的塔气温度控制得过高，其中的水蒸气在含铁的催［４］最佳氢碳比。对不同的催化剂，最佳氢碳比会有化剂作用下与CO反应产生石蜡，同时还会生［５］所不同。实际操作中，可根据催化剂使用说明控成乙醇。原料气中CO含量不能过高，可适当制氢碳比，一般控制在３畅５～４畅０。为了使进入提高CO２的含量，因为CO２的存在能减少副产合成塔原料气的氢碳比达到最佳氢碳比，新鲜气物石蜡等的生成。CO含量过高会增加副反应，的氢碳比可以稍稍高于化学计量的氢碳比（在而且粗甲醇pH值也会偏低，主要是

8、因为粗甲醇２畅０～２畅１１）。不同原料及不同工艺所制的原料中的甲酸浓度较高，合成塔入口、出口CO浓度气，其组成往往偏离上述M值。例如，以