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甲醇厂合成工艺的流程讲训教学课件
20万吨/年甲醇装置 合成工艺简介 三、甲醇的合成 甲醇合成基本原理 主要的化学反应： (1) CO + 2H2 = CH3OH+ Q (2) CO2 + 3H2 = CH3OH+ H2O+Q 由以上两个主反应方程式可知：反应为放热，体积缩小的可逆反应，且必须在催化剂的条件下进行。因此温度、压力、气体组成及催化剂的活性对反应进行的程度及速度有一定的影响。 甲醇合成反应的工艺条件选择 1、温度：合成甲醇的反应是放热反应，同时又是使用活性催化剂的反应，降低反应温度有利于平衡向生成甲醇的方向移动，但反应速度则随温度降低而减慢。因此，甲醇合成反应温度一般控制在在245～255℃左右。 甲醇合成反应的工艺条件选择 2、压力：甲醇合成的反应是体积减小的反应。从化学平衡角度考虑，提高压力有利于提高甲醇产量，并能加快反应速度，增加装置生产能力。但是，压力的提高对设备的材质、加工制造的要求也会提高，原料气压缩功耗也要增加。本装置压力选择在5.8Mpa下操作。 3、CO和H2比例的影响 从化学反应方程式来看，氢与一氧化碳的分子比为2:1，这时可以得到甲醇最大的平衡浓度。而且在其它条件一定的情况下，可使甲醇合成的瞬间速度最大。由于合成气中还有小部分的CO2，CO2和H2合成甲醇的比例是1:3，而且反应气体中CO、CO2受催化剂表面吸附及其它因素影响的程度不同，所以要求反应气体中的氢含量要大于理论量，但通常CO浓度增加同时伴有H2浓度的下降。所以组分之间的影响有交互作用。实际生产中氢碳比按照以下关系确定。 （H2－CO2）/（CO＋CO2）＝2.05～2.15 甲醇合成催化剂 本装置采用的催化剂是铜基催化剂。型号为RK-5，铜基催化剂是一种低压催化剂，主要组分为CuO/ZnO/Al2O3 。其中CuO是主催化剂，ZnO/Al2O3 是助催化剂。催化剂还原后才具有活性，因此使用前必须先进行还原。催化剂还原中主要是氧化铜被还原。 CuO + H2 = Cu + H2O +Q 催化剂主要是用氢气还原，还原分为升温阶段 、还原初期、还原主期、还原后期、还原末期、轻负荷生产六个阶段，主要是控制好入塔气的氢气浓度和各阶段的温度，原则是“提温不加氢、加氢不提温”。催化剂在卸出之前要进行钝化，以防止催化剂在卸出时自燃。 甲醇合成主要设备——甲醇合成塔 本装置甲醇合成塔采用的是绝热管壳式等温合成塔，同时利用反应热副产中压蒸汽，设计装填37.5方催化剂，年设计产品甲醇生产能力为20万吨。甲醇合成塔为本工号的主要设备，其设备简图如下： * *
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