浅析甲醇合成操作条件.pdf

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1、2002013年第6期浅析甲醇合成操作条件孟祥辉（唐山中润煤化工有限公司河北唐山063611）摘要：本文主要介绍焦炉气制甲醇合成区生产工艺、合成工区反应机理、操作条件，并对其进行了进一步详细介绍。关键词：甲醇生产工艺合成操作操作。引言3、合成反应的平衡常数与温度的关系我国是世界上最大的产煤国家，煤的利用途径主要包括：甲醇的合成反应是气相可逆反应，压力对平衡起重要作用。（1）煤的气化，即煤转化为合成气用于生产甲醇，合成氨等；（2）用气体分压表示平衡常数：原煤的液化，即将煤转化为类似石油的液态燃料产品；（3）原煤KP=PCH3OH/PCO*PH22的高温干馏，及将煤转化

2、为苯及苯的同系物等；（4）原煤的焦化，反应温度也是影响平衡常数的一个重要因素，用温安全·度及将煤转化为冶金焦，利用副产焦炉煤气生产化工原料，特别是表示平衡常数（仅考虑CO与H2的反应）最近几年焦炉煤气制甲醇技术的应用。lgKa=10.02+3921/T-7.9711lgT+2.499*10-3T-2.593*10-7T2其中T：反应温度（单位K）一、合成气合成甲醇的反应在高压下，必须考虑反应混合物的可压缩性，此时应当用逸度表示分压。故有1、甲醇合成的主反应：Ka=Kf=Kv*Kp=KvKnP△nCO+2H2==CH3OH+105.5kj/molKv=VCH3OH/V

3、COV2H2CO2+3H2==CH3OH+H2O+64.5kj/molKf：以逸度表示的平衡常数2、甲醇合成的副反应：Kv：以逸度系数表示的平衡常数CO+4H2==(CH3)2O+H2OKp：常压下的平衡常数CO+3H2==CH4+H2OKa：以温度表示的平衡常数4CO+8H2==C4H9OH+3H2OKn：以反应物浓度表示的平衡常数CO2+H2==CO+H2V：反应混合物中各组分的逸度系数二、合成反应的主反应的热力学分析：由于甲醇可压缩性比一氧化碳和氢气大的多，压力越高，其差越大。所以对甲醇而言，Kv值是随压力的增加而下降，Kp和1、合成过程的温度控制：Kf值随着

4、压力的增加而显著增加。因此，甲醇合成的反应在压力由于合成甲醇是放热反应，反应热必须及时移出否则易使增大的条件下可得到较高的转化率。催化剂温度升高，不仅会使副反应增加而且会使催化剂因发生综上所述：由于两个主要反应均属于放热反应，因此平衡常熔结现象而活性下降，尤其是使用铜系催化剂时，铜系催化剂的数随着温度上升而下降，反应为体积缩小反应，压力越高甲醇的热稳定性较差，因此严格控制反应温度并及时有效的移出反应平衡浓度越高。热是低压合成的关键。合成甲醇是放热反应，同时又是使用活性附表：不同温度压力下甲醇合成的平衡常速，计算原料气组催化剂的反应，降低反应温度有利于平衡，使之向生产

5、甲醇的方成为：向移动，但反应速度则随温度降低而减慢。如果将反应温度和平原料气组成YOH2YOCOYOMYON2YOCH4YOCO2YOH2O衡浓度绘成一组曲线，再把反应温度与反应速度绘成曲线，这两摩尔分率0.62850.130500.00470.14060.09240.0033条曲线的交点是理论的最佳温度点，依据实验工艺操作最佳反温度（℃）225225275300325应温度在245~255℃左右。压5MPa6.4870×1032.0182×1030.7026×1030.2699×1030.1127×103力15MPa12.0492×1033.1634×1030.9

6、783×1030.3427×1030.1337×1032、压力甲醇合成反应是体积减小的反应。从化学平衡角度考虑，提不同温度和不同压力的平衡常数高压力有利于提高平衡甲醇含量，并能加快反应速度，增加装置501001502002503003506.759×10-58.342×10-51.013×10-41.202×10-41.387×10-41.586×10-4生产能力。实验表明：操作压力与活性的反应关系，在3.0~7.04001.482×10-51.758×10-52.109×10-52.324×10-52.539×10-52.905×10-6MPa(G)之间呈正比关系

7、，8.0MPa(G)以后开始偏离直线。另外压4504.003×10-64.675×10-65.205×10-65.655×10-66.630×10-57.026×10-65001.282×10-61.470×10-61.593×101.742×10-61.952×10-52.072×10-6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，以及有副反应的增加引起的质量变差。所以工厂对压力的选择要综合考虑技术经济效果。本工段在6.0MPa(G)下(下转第202页)2022013年第6期参考性指标。从现有的工艺水平和生产经验来看，杂质含量几乎和完