甲醇生产技术第二章甲醇原料气的制取

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1、第二章甲醇原料气的制取甲醇生产技术以固体燃料为原料制甲醇原料气2烃类造气3甲醇原料气的要求1第二章甲醇原料气的制取静电除尘4第一节甲醇原料气的要求12合理调配氢碳比例合理控制二氧化碳和一氧化碳比例3原料气对氮气含量的要求4原料气对毒物与杂质的要求第一节甲醇原料气的要求甲醇由一氧化碳、二氧化碳与氢气在一定温度、压力和催化剂条件下反应生成，反应式如下：一、合理调配氢碳比例氢与一氧化碳合成甲醇的化学当量比为2，与二氧化碳合成甲醇的化学当量比为3，当一氧化碳与二氧化碳都存在时，对原料气中氢碳比（M值）用下式表达。一、合理调配氢碳比例表1-1各种原料合

2、成甲醇总反应式二、合理控制二氧化碳与一氧化碳比例甲醇合成原料气中应保持一定量的二氧化碳，一定量二氧化碳的存在，能促进锌-铬催化剂与铜基催化剂上甲醇合成反应速率的加快，适量二氧化碳可使催化剂呈现高活性，此外，在二氧化碳存在下，甲醇合成的热效应比无二氧化碳时仅由一氧化碳与氢合成甲醇的热效应要小，催化床层温度易于控制，这对防止生产过程中催化剂超温及延长催化剂寿命是有利的。三、原料气对氮气含量的要求（单醇流程）氮气是固体原料低压间歇气化过程中的必然产物，因为我们在生产中用的气化剂是空气。氮气含量的高低是甲醇原料气和氨合成原料气要求的最大不同之处。合成

3、氨时氮气是参与化学反应的，要求原料气中：H2/N2≈3.0；而合成甲醇时氮气和甲烷都是惰性气体，它对生产过程的影响与甲烷相同，因为氮气和甲烷不参与甲醇合成过程的化学反应，在系统中循环积累，含量越来越多，只得被迫放空，以维持正常有效气体含量。四、原料气对毒物与杂质的要求①原料气中硫化物可使催化剂中毒。②原料气中硫化物含量长期高，会造成管道、设备发生羰基化反应而出现腐蚀。第二节以固体燃料为原料制甲醇原料气12对固体燃料性能的要求固体床间歇法制水煤气的原理34固定床间歇法（常压）制水煤气的方法氧气－水蒸气连续气化法5各种煤气发生炉的比较一、对固体燃

4、料性能的要求1.水分2.挥发分3.灰分4.硫含量5.固定碳一、对固体燃料性能的要求6.灰熔点7.粒度8.机械强度9.热稳定性10.化学活性二、固定床间歇法制水煤气的原理固定床间歇法制水煤气是指，以无烟煤、焦碳或各种煤球为原料，在常压煤气发生炉内，高温条件下，与空气（富氧空气）和水蒸气交替发生一系列化学反应，维持热量平衡，生成可燃气体，回收水煤气，并排出残渣的生产过程。1.化学平衡①以空气为气化剂时，碳和氧之间的独立化学反应方程式有两个：二、固定床间歇法制水煤气的原理表1-2反应式（1-4）和式（1-5）的平衡常数温度/KC+O2=CO2C+C

5、O2=2COKP4=pco2/po2KP5=p2CO/pco22981.233×10691.101×10-216002.516×10341.867×10-67003.182×10292.673×10-48006.708×10251.489×10-29009.257×10221.925×10-110004.751×10201.89811006.345×10181.22×1012001.737×10175.696×1014006.048×10146.285×10215001.290×10131.622×103二、固定床间歇法制水煤气的原理由空气中

6、N2/O2=3.76(摩尔比、体积比)，而O2平衡含量很低（忽略），可简化仅用第二个反应来计算碳和氧反应的平衡组成：二、固定床间歇法制水煤气的原理表1—3总压1.01×105Pa时空气煤气的平衡组成,%(体积)温度/℃CO2CON2X=CO/(CO+CO2)65010.816.972.361.08001.631.966.595.29000.434.165.598.810000.234.465.499.4二、固定床间歇法制水煤气的原理②以水蒸气为气化剂时，碳与水蒸气反应的独立化学反应方程式有三个：二、固定床间歇法制水煤气的原理表1-4反应式（1

7、-7）、（1-8）及（1-9）的平衡常数温度/KC+H2O=CO+H2CO+H2O=CO2+H2C+2H2=CH4KP7=PCO·PH2/PH2OKP8=PCO2·PH2/PH2O·PCOKP9=PCH4/P2H22981.001×10-169.926×1047.916×1086005.05×10-527.081.00×1027002.407×10-39.0178.9728004.398×10-24.0381.4139004.248×10-12.2043.25×10-110002.6191.3749.829×10-211001.1570.94

8、43.677×10-212003.9940.6971.608×10-214002.7951×020.4414.327×10-315006.48×1020.37042