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    廣西甲醇合成的工藝方法介紹

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    廣西甲醇合成的工藝方法介紹

    發布日期:2022-12-06 作者: 點擊:

    廣西甲醇


    一.合成氣(CO+H2)甲醇生產方法
    以一氧化碳和氫為原料合成甲醇的過程有很多種。其發展過程與新催化劑的應用和凈化技術的進步密切相關。甲醇合成是一種由熱力學和動力學控制的可逆強放熱反應,通常在單向反應器中,CO和CO2單程轉化率小于100%,反應器出口氣體中甲醇含量僅為6~12%,無反應CO.CO2和H2需要與甲醇分離,然后壓縮到反應器中進一步合成。為了確保反應器出口氣體中的甲醇含量較高,通常采用較高的反應壓力。根據所使用的壓力,可分為高壓法.三種方法:中壓法和低壓法。
    1.高壓法
    也就是在高溫下使用一氧化碳和氫(340~420)℃)高壓(30.0~50.0MPa)鋅鉻氧化物被用作合成甲醇的催化劑。甲醇已經生產了80多年,這是20世紀80年代以前世界各國生產甲醇的主要方法。但是高壓法的生產壓力太高了.動力消耗大,設備復雜.產品質量差。
    活性炭吸附器1中去除五基碳后,壓縮合成氣體與循環氣一起送入管式反應器2,溫度為350℃和壓力為30.4MPa接下來,一氧化碳和氫通過催化劑層反應產生粗甲醇。含有粗甲醇的氣體通過冷卻器冷卻,然后迅速送入粗甲醇分離器3進行分離。未反應的一氧化碳和氫通過壓縮機壓縮循環回管反應器2。冷凝粗甲醇通過粗甲醇儲罐4進入蒸餾過程,二甲醚分離在粗分離塔5的頂部.低沸點不凝劑,如甲酸甲酯,去除精制分離塔6中的水和雜醇,獲得精制甲醇。
    2.低壓法
    低壓下使用一氧化碳和氫氣(5).0MPa)和275℃在左右溫度下,使用銅催化劑(Cu-Zn-Cr)合成甲醇。該方法是一種在20世紀70年代實現工業化的合成甲醇方法。低壓方法成功的關鍵是使用銅催化劑。銅催化劑比鋅鉻催化劑具有更好的活性,因此甲醇合成反應可以在較低的壓力和溫度下進行。銅催化劑的選擇性優于鋅鉻催化劑,因此原料氣和粗甲醇中的雜質消耗較少。但設備體積大,生產能力小,甲醇合成率低。P&e(c2J5
    低壓法分為氣相法和液相法。上述工藝為低壓氣相法,單向轉化率低,一般僅為10%~12%左右,大量未轉化氣體循環。有兩種液相工藝。一種是漿床工藝,使用催化劑CuCrO2/KOCH3或CuO-ZnO/Al2O3.以惰性液體有機物為反應介質,催化劑在有機溶劑中分布非常細的粉末。反應器可以間歇或連續使用,也可以與單個反應器或多個反應器連接。另一種是液相復合催化技術。使用的催化劑是金屬有機物或堿性化合物。催化劑單獨存在于溶劑和產品甲醇中。該技術仍處于實驗室研究階段。
    3.中壓法
    隨著甲醇合成行業的快速發展,新工廠的規模越來越大。目前已建成投產的設備日產量已超過5000噸。如果這樣的大型工廠采用低壓法建造,由于氣體處理能力大、設備大、一次性投資高,設備生產運輸困難。因此,中壓合成甲醇的工藝在20世紀70年代出現,是在5~10的基礎上開發的MPa在壓力下合成甲醇的方法成功地解決了高壓壓力對設備的.操作帶來的問題也解決了低壓甲醇生產所需的生產設備體積過大.生產能力小.大規模生產的混亂有效降低了建設成本和甲醇生產成本。這種方法的關鍵是使用新的銅催化劑(Cu-Zn-Al),綜合利用指標優于低壓法。
    合成氣體原料在轉化爐1中用燃料燃燒加熱,并在轉化爐中填充鎳催化劑。轉化爐的氣體進入合成氣體壓縮機4收縮,循環氣體在循環壓縮機5中預熱,然后進入合成塔8,壓力為8.106MPa,溫度為220℃。在合成塔中,合成氣體通過催化劑產生粗甲醇。合成塔是一個冷卻塔,回收合成反應熱,產生中壓蒸汽。從塔式氣體預熱到塔式氣體中,然后冷卻,并在冷凝器中冷凝粗甲醇。大部分氣體循環。粗甲醇在粗分離塔9和精制塔10中離.甲酸甲酯.雜醇油等雜質是精制甲醇產品。
    二.聯醇法
    結合中小型氮肥廠的特殊情況,我國在合成氨生產過程中成功開發了甲醇生產工藝。這是一種合成氣凈化工藝,是我國許多合成氨廠用銅氨去除微量碳氧化物而開發的一種新工藝。銅基催化劑合成壓力為10.0~13.0MPa,235~315合成溫度℃。事實證明,甲醇合成塔中去除的一氧化碳和二氧化碳大多與氫反應產生甲醇。甲醇聯產后,進入銅洗滌過程的氣體一氧化碳含量顯著降低,銅洗滌負荷降低;同時,轉換過程中的一氧化碳指標可以適當放寬,以減少轉換蒸汽的消耗。壓縮機前幾段氣缸輸送的一氧化碳成為有效氣體,降低了壓縮機的功耗。在聯醇工藝中,銅催化劑容易中毒,合成甲醇原料中的硫含量應小于1ml/m3。這種方法不僅流程簡單,而且投資少,建設快,規模大。.中.對我國合成甲醇產業的發展具有重要意義。,三.其它原料生產甲醇的方法:d6z4n8s+[8ML8f3w
    1.甲烷氧化產生甲醇
    反應如下:2CH4+O22CH3OH
    這是把廉價的原料甲烷從廉價的原料甲烷變成有價值的甲醇。通常,甲烷很容易被深度氧化,產生二氧化碳和水。為了解決這個問題,反應是存在銅金屬催化劑,20.0~30.0MPa和350~470℃在這種情況下。然而,由于甲醇工業的大規模發展,甲醇的成本大大降低,用一種清潔能源生產另一種清潔能源意義不大。特別是在中國天然氣短缺的情況下,天然氣甲醇的生產不會受到廣泛關注。
    2.液化石油氣氧化法
    液化石油氣是一種輕碳氫化合物混合物,主要由丙烷和丁烷組成,來自潮濕的天然氣或油田,也可以從煉油廠的副產品中獲得。液化石油氣可以被空氣或氧氣氧化,主要的氧化產品是乙醛.甲醛.甲醇和一些混合化學物質作為溶劑。

    一.廣西甲醇合成氣(CO+H2)甲醇生產方法

    以一氧化碳和氫為原料合成甲醇的過程有很多種。其發展過程與新催化劑的應用和凈化技術的進步密切相關。甲醇合成是一種由熱力學和動力學控制的可逆強放熱反應,通常在單向反應器中,CO和CO2單程轉化率小,反應器出口氣體中甲醇含量為6~12%,無反應CO.CO2和H2需要與甲醇分離,然后壓縮到反應器中進一步合成。為了確保反應器出口氣體中的甲醇含量較高,通常采用較高的反應壓力。根據所使用的壓力,可分為高壓法、中壓法和低壓法。

    1.高壓法

    也就是在高溫下使用一氧化碳和氫(340~420℃)高壓(30.0~50.0MPa)鋅-鉻氧化物被用作合成甲醇的催化劑。甲醇已經生產了80多年,這是20世紀80年代以前世界各國生產甲醇的主要方法。但是高壓法的生產壓力太高了、動力消耗大,設備復雜、品量差。

    活性炭吸附器1中剔除五基碳后,壓縮合成氣體與輪回氣一起送入管式反應器2,溫度為350℃和壓力為30.4MPa接下來,一氧化碳和氫通過催化劑層反應產生粗甲醇。含有粗甲醇的氣體通過冷卻器冷卻,然后迅速送入粗甲醇分離器3進行分離。未反應的一氧化碳和氫通過壓縮機壓縮輪回管反應器2。冷凝粗甲醇通過粗甲醇儲罐4進入蒸餾過程,在粗分離塔5頂部分離出二甲醚和甲酸甲酯及其他低沸點不凝物,重組分在則在精分離塔6中去水和雜醇,得到精甲醇。

    2.低壓法

    低壓下使用一氧化碳和氫氣(5.0MPa)和275℃在左右溫度下,使用銅催化劑(Cu-Zn-Cr)合成甲醇。該方法是一種在20世紀70年代實現工業化的合成甲醇方法。低壓方法成功的關鍵是使用銅催化劑。銅催化劑比鋅鉻催化劑具有很好的活性,因此甲醇合成反應可以在較低的壓力和溫度下進行。銅催化劑的選擇性優于鋅鉻催化劑,因此原料氣和粗甲醇中的雜質消耗較少。但設備體積大,生產能力小,甲醇合成率低。

    低壓法分為氣相法和液相法。上述工藝為低壓氣相法,單向轉化率低,一般為10%~12%左右,大量未轉化氣體輪回。有兩種液相工藝。一種是漿床工藝,使用催化劑CuCrO2/KOCH3或CuO-ZnO/Al2O3,以惰性液體化合物為反應介質,催化劑在化合物溶劑中分布非常細的粉末。反應器可以間歇或連續使用,也可以與單個反應器或多個反應器連接。另一種是液相復合催化技術。使用的催化劑是金屬化合物或堿性化合物。催化劑單獨存在于溶劑和產品甲醇中。該技術仍處于實驗室研究階段。

    3.中壓法

    隨著甲醇合成行業的快速發展,新工廠的規模越來越大。目前已建成投產的設備日產量已超過5000噸。如果這樣的大型工廠采用低壓法建造,由于氣體處理能力大、設備大、一次性投資高,設備生產運輸困難。因此,中壓合成甲醇的工藝在20世紀70年代出現,是在5~10MPa在壓力下合成甲醇的方法成功地解決了高壓壓力對設備的、操作帶來的問題也解決了低壓甲醇生產所需的生產設備體積過大、生產能力小、大規模生產的混亂有效降低了建設成本和甲醇生產成本。這種方法的關鍵是使用新的銅催化劑(Cu-Zn-Al),綜合利用指標優于低壓法。

    合成氣體原料在轉化爐1中用燃料燃燒加熱,并在轉化爐中填充鎳催化劑。轉化爐的氣體進入合成氣體壓縮機4收縮,輪回氣體在輪回壓縮機5中預熱,然后進入合成塔8,壓力為8.106MPa,溫度為220℃。在合成塔中,合成氣體通過催化劑產生粗甲醇。合成塔是一個冷卻塔,回收合成反應熱,產生中壓蒸汽。從塔式氣體預熱到塔式氣體中,然后冷卻,并在冷凝器中冷凝粗甲醇。大部分氣體輪回。粗甲醇在粗分離塔9和精制塔10中,二甲醚、甲酸甲酯及雜醇油等雜質是精甲醇產品。

    二.聯醇法

    結合中小型氮肥廠的特殊情況,我國在合成氨生產過程中成功開發了甲醇生產工藝。這是一種合成氣凈化工藝,是我國許多合成氨廠用銅氨剔除微量碳氧化物而開發的一種新工藝。銅基催化劑合成壓力為10.0~13.0MPa,235~315℃。事實證明,甲醇合成塔中剔除的一氧化碳和二氧化碳大多與氫反應產生甲醇。甲醇聯產后,進入銅洗滌過程的氣體一氧化碳含量顯著降低,銅洗滌負荷降低;同時,轉換過程中的一氧化碳指標可以適當放寬,以減少轉換蒸汽的消耗。壓縮機前幾段氣缸輸送的一氧化碳成為有效氣體,降低了壓縮機的功耗。在聯醇工藝中,銅催化劑容易中毒,合成甲醇原料中的硫含量應小于1ml/m3。這種方法不但流程簡單,而且投資少,建設快,對我國合成甲醇產業的發展具有重要意義。

    1.甲烷氧化產生甲醇

    反應如下:2CH4+O2 2CH3OH

    這是把廉價的原料甲烷從廉價的原料甲烷變成有價值的甲醇。通常,甲烷很容易被氧化,產生二氧化碳和水。為了解決這個問題,反應是存在銅金屬催化劑,20.0~30.0MPa和350~470℃在這種情況下。然而,由于甲醇工業的大規模發展,甲醇的成本大大降低,用一種清潔能源生產另一種清潔能源意義不大。特別是在我國天燃氣短缺的情況下,天燃氣甲醇的生產不會受到廣泛關注。

    2.液化石油氣氧化法

    液化石油氣是一種輕碳氫化合物混合物,主要由丙烷和丁烷組成,來自潮濕的天燃氣或油田,也可以從煉油廠的副產品中獲得。液化石油氣可以被空氣或氧氣氧化,主要的氧化產品是乙醛、甲醛、甲醇和一些混合化學物質作為溶劑。


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