合成气组分对甲醇合成的影响

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1、第39卷第6期化I殁开通识2013年12月ChemicalEngineeringDesignCommunications。63‘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：TQ223．121文献标志码：B文章编号：1003—6490(2013)06—0063—04EffectofSyngasComponentsonMethanolSynthesisWANGZong

2、—tao(ZhongyuanDahuaCompanyofHenanCoal&ChemicalIndustryGroup，PuyangHenan457004，China)Abstract：Analyzetheeffectofsyngascomponentsandcatalystpoisonsonmethanolsynthesisreaction，anddiscusstheappropriatepreventivemethodsandtreatmentmeasures．Keywords：methanolsynthesis；syngasco

3、mponents；effect；catalyst中原大化甲醇事业部300kt／a甲醇装置合成CO+HCO+H：O(2)系统采用托普索MK一121甲醇合成催化剂，煤气CO+2HCH。OH(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+3H2—CH3OH+HO(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+3H2CH+H2O(5)l甲醇合成原理2CO+2H2CH4+CO2(6)(1)CO

4、加氢可发生许多复杂的化学反4CO+8H2C4H9OH+3H2O(7)应_】]。用CO和H反应制取甲醇，发生的主要2CO+4H：CH。OCH。+HO(8)反应为：当有金属铁、钴、镍等存在时，还可能发生CO+2H2CH。OH(1)生成炭的反应：(2)当反应物中有CO。存在时，CO。按下2COCO，+C(9)列反应生成甲醇：(4)发生的连串副反应为：2CH3OHCH3OCH3+H2O(10)CH30H+nCO+2nH2CH2+lCH2OH+nH2O(11)CH3OH十nCO十2(一1)H2CH2+1COOH+(一1)H2O(12)这些副反应

5、的产物还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，H。与CO收稿日期：2013—05—10作者简介：王宗涛(1985一)，男，河南安阳人，助理工程师，从事生产管理工作。·64·化工设计

6、通讯第39卷合成甲醇的物质的量的比为2：1，与CO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cO都表明，当H／co为5．0时，CO转化率达到存在时，原料气氢碳比(M)用下式表示：38；H／co为6．0时，CO转化率上升到M一(H一CO2)／(CO+CO)一2．05-2．1542。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2．05～2．15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，实验表明¨2]，最大反应速

7、度时的氢碳比并不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3．5～4．0。为了使进入提高CO的含量，因为CO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

8、也会偏低，主要是因为粗甲醇2．0～2．11)。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，以天然很高，合成塔出口气中CO的分压影响并导致甲气为原料采用蒸汽转化法