煤基合成气制甲醇.doc

煤基合成气制甲醇

煤基合成气制甲醇
摘要：以水煤浆制取合成气，在变换催化剂作用下经摘要水气变换，进入甲醇合成塔，在甲醇合成催化剂作用下合成甲醇，同时探讨制备过程的影响因素。关键词：水煤浆；变换催化剂；甲醇合成催化剂；甲关键词醇合成；影响因素。

1．甲醇产业现状
1.1用途：甲醇是重要的基础化工原料之一，加入汽油掺烧或代替汽油作为动力燃料以及用来合成甲醇蛋白。1.2政策：发展使用甲醇作为新的替代燃料,已经成为一种趋势。,国内,良好的国家政策成为促进甲醇发展的重要因素，提出了“发展替代能源”的重大战略举措

2．煤基合成气制甲醇
可分为三大部分：煤气化制合成气、可分为三大部分：煤气化制合成气、水气变换及甲醇合成。2．1、煤气化制合成气．煤气化技术包括粉煤气化和水煤浆气化技术2．1．1水煤浆气化．．原料+氧化剂+温度缓和剂C、H、N、S、O&灰分O2H2O

产品:主要成分：CO、H2、CO2、H2O次要成分：（<2%）H2S、N2、CH4微量组分（<200PPm）：NH3、COS、HCN及灰渣

2．1．1水煤浆气化．．
第一步：裂解及挥发份燃烧第二步：燃烧及气化。第三步：气化反应各步反应为：(1)非均相水煤气反应C+2H2O2H2+CO2+Q(2)变换反应CO+H2OCO2+H2-Q(3)甲烷化反应CO+3H2CH4+H2O-Q(4)加氢气化反应C+2H2CH4-Q(5)部分氧化反应C+1/2O2CO+Q(6)氧化反应C+O2CO2-Q(7)CO2还原反应C+CO22CO-Q(8)热裂解反应CmHn（n/4)CH4+[(4m-n)/4]C-Q。

2．1．2水煤浆加压气化影响因素．．
影响水煤浆气化的主要因素有：煤质、水煤浆浓度、氧碳比、气化温度和气化压力等。而添加的助溶剂对气化温度的选定有一定的影响。A．煤质煤的变质程度低，反应活性高高，反应活性低B．煤浆浓度低，氧耗，有效气产率高，粘度增大，流动性变差；沉降，堵塞管路总原则是在保证流动性及不沉降前提下，尽可能地提高水煤浆浓度。实际：60-65%C．氧碳比根据水煤浆部分氧化反应式：CmHnsy+(m/2)O2=Mco+[(n-2y)/2]H2+yH2S

2．1．2水煤浆加压气化影响因素．．
理论上氧/碳=1。氧碳比增大，放热增加，炉温升高，利于气化；过大，有效气中二氧化碳增加，气化效率降低。D．反应温度反应温度高，利于气化，提高气化炉操作温度是由提高气化的氧煤比来实现；过高，炉砖磨耗升高。选择原则是保证气化炉正常排渣的前提下，尽可能降低气化炉操作温度。E．气化压力气化反应是体积增大的反应，提高反应压力不利于达到化学平衡，但实际生产中普遍采用加压操作。原因：增加反应物浓度，加快反应速度，提高气化效率；雾化质量，设备占地面积；动力消耗

2．2变换和热回收．
1.气化炉送来得甲醇原料气中含有：CO、CO2、H2、CH4、H2S、COS等气体成分。铁系触媒：其中过量的H2S、COS能使变换触媒中毒，且能使甲醇合成触媒中毒失活。2.CO2与H2反应也能合成甲醇，但会生成一个H2O，使粗甲醇浓度下降。CO2与H2反应要多消耗一个H2分子，反应热CO2与H2比CO与H2合成甲醇少，所以CO2/CO比值太高对合成甲醇不利。3.工业生产中甲醇合成原料气的氢碳比即（H2-CO2）/(CO+CO2)=2.05是最佳的，通过CO的变换反应来实现。

2．2变换和热回收．
2．2．1变换反应的反应式：CO+H2OCO2+H2+Q特点：在催化剂作用下的可逆等体积放热反应。2．2．2影响因素．．A．温度由于变换反应是放热反应，所以降低温度有利于化学平衡向生成H2的方向移动;但温度较低时，化学反应速度较低，达到化学平衡所需得时间加长。通常采用两段变换。B．压力一氧化碳变换反应是等体积反应，反应前后气体体积不变。提高系统压力，有利于提高反应物浓度，加快反应速率。

2．2变换和热回收．
C．工艺气中水气比的影响水气比增加，化学反应向生成二氧化碳的方向移动，从化学平衡的角度考虑，增加水气比对提高一氧化碳得变换率是有利的。降低蒸汽使用量，降低综合能耗。D．副反应副反应不仅消耗原料气中的有效成分氢气和一氧化碳，游离碳吸附催化剂。

2．2．3一氧化碳变换反应催化剂．．
按其组成分为铁铬系和钴钼系两类，铁铬系催化剂活性高，机械强度高，能耐少量硫化物，耐热性能好，寿命长，成本低；钴钼系催化剂具有好的抗耐硫性能，适合于含硫量较高的工艺过程，但价格较高。2．2．3．1铁铬系催化剂．．．主要组分为三氧化二铁70-90%和助催化剂三氧化二铬7-14%，少量的氧化镁、氧化钾和氧化钙等物质，三氧化二铁还原成四氧化三铁后，能加速变换反应的进行；三氧化二铬能抑制四氧化三铁再结晶，使催化剂形成大量的微孔结构，提