第五章 合成气的成产过程ppt课件.ppt

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1、第五章合成气的成产过程5.1概述·合成气系指一氧化碳和氢气的混合气。·利用合成器转化成液体和气体燃料、大吨位化公产品和高附加值的的精细有机合成产品，实现这种转化的重要技术是C1化工技术。·凡含有一个碳原子的化合物，如CH4、CO、CO2HCNCH3OH等参与反应的化学，称为C1化学，涉及C1化学反应的工艺过程和技术称为C1化工。·合成气的来源：含碳资源、煤、天然气、石油馏分（主要为石脑油和渣油）、农林废料、城市垃圾等。特点H2/CO摩尔比低，适用于合成有机化合物过程间歇式—生产效率低连续式—生产效率高,技术先进在高温下，以

2、水蒸气和氧气为气化剂，与煤反应生成H2和CO的过程—煤气化5.1.1合成气的生产方法（1）以煤为原料的生产方法5.1.1合成气的生产方法（2）以天然气为原料的生产方法转化法—水蒸气转化法，H2/CO=3，适宜生产合成氨和氢气部分氧化法—反应器中通入适量氧气和水蒸气，氧与部分烃燃烧放热，另部分烃与水蒸气发生吸热反应生成CO和H2。热效率高、H2/CO易于调节（3）以重油或渣油为原料的生产方法部分氧化法—调节原料中油、水蒸气和氧气比例，可达到自热平衡天然气<重质油≈煤不同原料制造合成气成本重质油和渣油制合成气使石油资源得到充分利用

3、5.1.2合成气的应用实例合成气的应用途径非常广泛，在此列举一些主要实例合成气应用新途径（p154）合成气乙烯或其他烃类化工产品甲醇化工产品化工产品生产工业化的一些主要产品5.1.2.1工业化的主要产品（1）合成氨N2+3H22NH3(可逆反应)氨用于制备氮肥，也是重要的化工原料，是目前世界产量最大的化工产品之一。含碳原料+水蒸气+空气H2和N2的粗原料气体积H2:N2=3:1的原料气脱除杂质500~600℃17.5~20MPa（400~450℃8~15MPa）铁催化剂氨F.HaberC.Bosch甲醇可用于制醋酸、醋酐、甲醛

4、、甲酸甲酯、甲基叔丁基醚（MTBE）、二甲醚、汽油（MTG）、低碳烯烃（MTO）、芳烃（MTA）等。CO+2H2=CH3OH合成气H2/CO≈2.2260~270℃5~10MPa铜基催化剂甲醇调整H2/CO摩尔比甲醇是一种非常重要的中间产品（介绍MTG、MTO）5.1.2.1工业化的主要产品（2）合成甲醇5.1.2.1工业化的主要产品CH3OH+CO==CH3COOH1960年，BASF公司将甲醇羰基化合成醋酸工业化，70MPa，醋酸收率90%1970年，Monsanto公司低压法工业化，碘化物促进的铑配位催化剂，180℃,3

5、~4MPa，醋酸收率99%（3）合成醋酸5.1.2.1工业化的主要产品（4）烯烃的氢甲酰化产品烯烃与合成气在过渡金属配位化合物的作用下发生加成反应，生成比原料烯烃多一个碳原子的醛。2CH3CH=CH2+2CO+2H2==CH3CH2CH2CHO+(CH3)2CHCHO使用钴、铑等过渡金属的羰基配位化合物催化剂120~140℃,20MPa均相反应特点5.1.2.1工业化的主要产品（5）合成天然气、汽油和柴油合成气镍催化剂甲烷化甲烷(SNG)液体烃燃料费托(Fischer-Tropsch)合成合成气200~240℃2.5MPa铁催

6、化剂烃类（SASOL工艺）nCO+（2n+1）H2==CnH2n+1+nH2O5.1.2.2合成气应用新途径2CO+4H2==C2H4+2H2O处于研究阶段；方向：提高催化剂活性和选择性（1）直接合成乙烯等低等烯烃（2）合成气经甲醇在转化为烃类5.1.2.2合成气应用新途径合成气甲醇二甲醚C2~C4烯烃C5~C10链烷烃、环烷烃和芳烃（汽油）脱水370℃1.5MPaZSM-5一反二反脱水烷基化脱氢环化（3）甲醇同系化制乙烯5.1.2.2合成气应用新途径CH3OH+CO+2H2==CH3CH2OH+H2O反应条件：200℃，2M

7、Pa，均相羰基金属配合物催化剂CH3CH2OH==C2H4+H2O(1)钴（Co），钌（Ru），铼（Re）(2)乙醇催化脱水制乙烯技术成熟活性氧化铝（320~450℃），或沸石分子筛（250~320℃）（4）合成低碳醇5.1.2.2合成气应用新途径合成气钾盐改性的铜基催化剂250℃6MPaC1-C4醇脱水低碳烯烃（5）合成乙二醇5.1.2.2合成气应用新途径用途：是合成聚酯树脂、表面活性剂、增塑剂、聚乙二醇、乙醇胺等的主要原料，可作为防冻剂，用量大。目前工业生产方法：乙烯环氧乙烷环氧化水合乙二醇具有竞争力的合成路线：甲醇草酸二

8、甲酯氧化羰基化加氢乙二醇4CH3OH+O2==2CO(OCH3)2+2H2O(COOCH3)2+4H2==(CH2OH)2+2CH3OH（6）合成气与烯烃衍生物羰基化合物合成气+烯烃衍生物羰基钴或铑的配位化合物催化剂羰基化产物不饱和的醇、醛、酯、醚、缩醛、卤化物和含氮化合物等