合成甲醇工艺.ppt

目录 2.6 联产的可行性 ●原料气适应性强 ●可不经变换 因而，原则上可与各种有合成气的工业过程联合生产。特别是可使发电和化工联产，形成多联供，可同时改善经济效益和生产可调性。 滴流床 浆态床 搅拌釜 流化床 携带床 由于气-液-固三相物料在过程中的流动状态不同, 三相反应器主要有 在70年代，美国化学系统公司提出液相法甲醇合成的概念，开发了三相床甲醇合成工艺。研究工作主要在实验室进行，包括液相介质选择、催化剂评价、合成气在液相介质中的溶解度以及合成气组成对过程的影响等。 80年代，美国能源部资助，由美国空气产品和化学品公司主持，在该公司的德克萨斯州拉波特(Laporte)联合企业建立了日产5吨甲醇的浆态床中试系统。此后，便投入了大量的人力、物力、财力开展了操作运转、经济评价、概念设计等方面的工作，将此研究命名为LPMEOH。 1989年底，美国能源部宣布，历时约15年的三相床甲醇合成研究，所开发的技术被选为煤炭液化技术而立项。美国能源部拨出9000万美元，支持伊斯曼公司的煤气化联合循环电厂建成日产260吨的三相床甲醇合成工业示范装置，并已于1997年2月在田纳西州金斯波特投入生产。 5.1浆态床工艺 操作过程 催化剂呈极细的粉末分布在溶中， CO和H2合成原料气经压缩，从反应器 低以鼓泡方式进入催化剂浆态床中，气体在搅拌桨或是气流的搅动作用下形成分散的细小气泡在反应器内运动。 进行甲醇的合成反应，反应热被液态烃所吸收，反应后的气体和液态烃从塔顶排出，进入初级气液分离器，分离出的液体烃经换热返回反应器。 气体与原料气进行换热交换，并在次级气液分离器进一步分离，甲醇产品经冷却，分离和脱气后送甲醇储罐，未经转化的气体少部分放空，大部分循环使用。 采用的催化剂为Cu-CrO2/KOCH3或CuO-ZnO/Al2O3 反应介质为惰性液态烃 CO+CH3OH HCOOCH3 HCOOCH3+2H2 2CH3OH CO+H2 CH3OH KOCH3 CuCrO2 CuCrO2 反应温度低： 80-160 ℃，等温进行 压力适中 ：4.0-6.5MPa 浆态床工艺优点： 合成气单程转化率高，出口气中甲醇含量可以从传统的气固相催化工艺的5%提高到15% 可以在很宽的H2/ (CO + CO 2 ) 比例范围内操作, 并且在低的 H2/ (CO + CO 2 )比例下催化活性不会降低, 因而特别适用于用煤造气的低H2/ (CO + CO 2 )比的原料气。 产物选择性好 煤制合成气的加工效率比通常的甲醇合成技术更高。液相甲醇合成技术与 “煤气-发电” 工程相配套, 甲醇的生产成本能够与天然气制甲醇的生产成本相竞争, 同时还可以降低发电成本, 调节用电峰谷。 当用电量处于低峰时生产和储藏甲醇, 处于高峰时用甲醇作为燃料来增加发电量。所生产的甲醇既可以作为发电厂燃气轮机和汽车等的清洁燃料, 也可以作为化工原料使用。 浆态床反应器中催化剂悬浮量过大时, 会出现催化剂沉降和团聚现象。要避免这些现象的发生, 就得加大搅拌器功率, 但这同时使得搅拌桨和催化剂的磨蚀加大, 反应中的返混程度增加。 这种料浆反应器催化剂的装填量有一定的限度, 所以操作中空速不能太大 注意： 5.2 滴流床反应器在甲醇合成中应用 滴流床反应器与传统的固定床反应器的结构类似, 由颗粒较大的催化剂组成固定层, 液体以液滴方式自上而下流动, 气体一般也是自上而下流动, 气体和液体在催化剂颗粒间分布。滴流床兼有浆态床和固定床的优点, 与固定床相类似。 它的催化剂装填量大且无磨蚀, 床层中的物料流动接近于活塞流且无返混现象存在, 同时它又具备浆态床高转化率等温反应的优点, 适合于低氢碳比的合成气。 滴流床反应器在甲醇合成中流程 合成气 惰性油 反应器 分离器 惰性油 气体 冷凝 甲醇 气体 将惰性液相改为能对产物甲醇与水进行选择性吸收的溶剂, 从而将在反应过程中生成的产物同时转移到液体中, 使反应更加有利于向生成甲醇的方向进行 改进过程： 3.3 合成甲醇的工业催化剂 锌铬催化剂 ：1966年以前几乎所有厂家都使用该催化剂，目前逐渐被淘汰 铜基催化剂 ： 铜铬铝系和铜锌铬系得到广泛应用 钯系催化剂： 未工业化 低温液相催化剂 ： 未工业化 1970年工业化 230～270 10～15 CuO－ZnO