第七章甲醇生产技术选读.ppt

第七章 甲醇生产技术 一、甲醇的性质 一、甲醇的性质 一、甲醇的性质 一、甲醇的性质 一、甲醇的性质 一、甲醇的性质 二、甲醇的用途 二、甲醇的用途 三、全球及我国甲醇现状及发展趋势 世界甲醇供需现状 三、全球及我国甲醇现状及发展趋势 三、全球及我国甲醇现状及发展趋势 三、全球及我国甲醇现状及发展趋势 三、全球及我国甲醇现状及发展趋势 四、甲醇合成原理 六、甲醇合成塔 六、甲醇合成塔 六、甲醇合成塔 六、甲醇合成塔 六、甲醇合成塔 六、甲醇合成塔 六、甲醇合成塔 七、甲醇合成工艺 七、甲醇合成工艺 七、甲醇合成工艺 七、甲醇合成工艺 七、甲醇合成工艺 七、甲醇合成工艺 八、甲醇的精馏 八、甲醇的精馏 （一）、甲醇生产方法简介 （1)氯甲烷水解法 在350℃，于流动系统中进行这一过程时，所得到的甲醇产率为67%，二甲醚为33%。氯甲烷的转化率达98%。尽管反应指标尚好，又是在常压下进行反应，工艺简单，但反应过程中氯以氯化钙的形式消失，因此水解法价格昂贵，没有在工业上得到广泛应用。 （2)甲烷部分氧化法 适宜条件：在催化剂作用下，采用压力101.32～202.64×105Pa，在350～500℃下，有利于甲醇的生成。优点：这种制甲醇的方法工艺流程简单，节省建设投资.缺点：这种氧化过程不易控制，常因深度氧化生成碳的氧化物和水，而使原料和产品受到很大损失，使甲醇的总收率不高。 由于该方法甲醇收率不高（30%），虽然已有运行的工业试验装置，甲烷氧化制甲醇的方法仍未实现工业化。 （3)液化石油气氧化法 a、目前工业上几乎都是采用一氧化碳、二氧化碳加压催化氢化法合成甲醇。 b、典型的流程包括原料气制造、原料气净化、甲醇合成、粗甲醇精馏等工序。 c、目前，世界上约70%的甲醇生产采用英国ICI公司的中、低压法生产，规模从50t/d到2500t/d。此外，还有德国Lurgi、美国UCI、丹麦Topsoe等生产工艺。 低压法 中压法 高压法 (4)合成气合成甲醇 （二）、合成气合成甲醇工艺 中压法 气相法 浆态床工艺 液相络合催化法 中压法是在5～10MPa压力下合成甲醇的方法成功地解决了高压法的压力过高对设备、操作所带来的问题，同时也解决了低压法生产甲醇所需生产设备体积过大、生产能力小、不能进行大型化生产的困惑 低压法是在操作压力为5MPa，反应温度在230～270℃范围下，使用铜基低温高活性催化剂生产甲醇的工艺，低压法操作压力较小，但设备体积庞大，生产能力较小，且甲醇的合成收率较低。 高压法 高压法是在压力为30MPa，温度为300～400℃下使用锌铬催化剂合成甲醇。高压法合成甲醇由于操作压力高，动力消耗大，设备复杂质量差等缺点，正在逐渐淘汰 液相法 低压法 1、生产原料－合成气的制备 （1）、气体原料生产合成气 可用于制造合成气的气体原料主要有天然气、焦炉气、炼厂气和乙炔尾气等，其中天然气是制造合成气的主要原料。 以天然气为原料生产合成气的方法主要有水蒸气转化法和部分氧化法等。 水蒸气转化法 在高温和催化剂存在下，天然气与水蒸气反应生产合成气的方法称为水蒸气转化法。是目前工业生产应用最广泛的方法。 部分氧化法 部分氧化法是指用氧气（或空气）将烷烃部分氧化制备合成气的方法。 （2）、液体原料生产合成气 生产合成气的液体原料都是石油产品，如轻质石脑油、重油、渣油等。 这些液体原料大多是含有碳原子数目不等的碳氢化合物，因其化学性质都很接近，所以用这些原料生产合成气的方法也大致相同。常用的方法仍然是水蒸气转化法和部分氧化法。 水蒸气转化法 对于沸点较低的轻质油产品，大多采用水蒸气转化法。 部分氧化法 部分氧化法是指用氧气（或空气）将烷烃部分氧化制备合成气的方法。 （3）、固体原料生产合成气 固体原料成分以固定碳为主，主要指煤和焦碳。固体原料在高温下通入水蒸气，生成氢和一氧化碳等合成气 一般以含碳氢或含碳的资源如天然气、石油气、石脑油、重质油、煤和乙炔尾气等，用蒸汽转化或部分氧化加以转化，使其生成主要由氢、一氧化碳、二氧化碳组成的混合气体，甲醇合成气要求（H2－CO2）/（CO+CO2）=2.1左右。 净化有两个方面： 一是脱除对甲醇合成催化剂有毒害作用的杂质，如含硫的化合物。二是调节原料气的组成，使氢碳比例达到前述甲醇合成的比例要求 通过往复式或透平式压缩机，将净化后的气体压缩至合成甲醇所需要的压力，压力的高低主要视催化剂的性能而定。 根据不同的催化剂，在不同的压力下，温度为240～270℃或360～400℃，通过催化剂进行合成反应，生成甲醇。由于受催化剂选择性的限制，生成甲醇的同时，还有许多副反应伴随发生，所以得到的产品是以甲醇为主和水以及多种有机杂质混合的溶液，即粗甲醇。 粗甲醇通过蒸馏方法