文與科學(xué)合成甲醇原料氣成分對產(chǎn)量的影響定州天鷺新能源有限公司尹衛(wèi)國摘要:氫碳比是甲醇合成反應(yīng)中一個(gè)重要的操作參欻,氬碳比的高低,直接關(guān)系到合成反應(yīng)的妤壞及能耗的髙低,所以生產(chǎn)中需嚴(yán)格控制氬碳比在2.05-2.1之間,以獲得最佳的新鮮氣組分,提高合成反應(yīng)的碳效率,提高產(chǎn)量.降低消關(guān)健詞:原料氣成分氫碳比產(chǎn)量我公司甲醇裝置由化二院院設(shè)計(jì),合成反應(yīng)器為管殼式其不利方面為:與0合成甲醇相比。每生成1kg甲醇多消耗0.73m3反應(yīng)器的H使粗甲醇中的水含量增加甲醇濃度降低而且二氧化碳可以發(fā)生很多合成塔內(nèi)裝填的是南化院C0銅基催化劑,,在生產(chǎn)運(yùn)行過程中C0副反應(yīng)。轉(zhuǎn)化率偏低,一定程度上跟氣體成分有關(guān),C0轉(zhuǎn)化率高低直接影響了甲總之,入口CO2含量增加,產(chǎn)品水分增加,酸度也會增加,過高是醇產(chǎn)量,所以要提高甲醇產(chǎn)量就應(yīng)考慮采取必要的措施控制入塔氣體成不利的:但CO2含量過低,合成反應(yīng)過于激烈,CO岐化反應(yīng)增多,生成分碳等,對觸媒不利在選擇操作條件是,應(yīng)杈衡CO的利弊。通常,在使合成主要反應(yīng)式為:(1)C0+2H2=CHOH+Q用初期,催化劑活性較好時(shí),應(yīng)適量提高原料氣中CO2的濃度,是合成(2)C0,+3H, =CH, OH +H, 0+Q甲醇的反應(yīng)不至于過分劇烈,以利于床層溫度的控制;使用后期,可適原料氣成分:主要成分:H2CO0CO2CH4N2當(dāng)降低原料氣中CO2的濃度,促進(jìn)甲醇反應(yīng)放入進(jìn)行,控制與穩(wěn)定床層成分組分(0C0HCHN溫度。在采用銅基催化劑時(shí),原料氣中CO2的含量通常在6%(體積)左右含量m%18.617.4370970.7311.921一般初期控制在46%,中后期在23%在氣量不變的情況下CO2含量增加直接影響了C0的轉(zhuǎn)化而合成甲醇主要以從轉(zhuǎn)化為主,從轉(zhuǎn)化率的下降導(dǎo)成分組成 CO CO,IH, CKNo.OH H.致甲醇產(chǎn)量減少含量m0I%8:35M45376.702657:1810.4810112.2氫碳比的影響2:原因分析般而言,氫碳比控制太低,副反應(yīng)增加,催化劑活性衰退加快2.1二氧化碳的影響還引起積碳反應(yīng);氫碳比控制太高影響產(chǎn)量并引起能耗等消耗定額增加。氧化碳的存在可保持催化劑的高活性,對甲醇合成是有利的。眾所周知,合成甲醇要求原料氣的最佳氫碳比即(H2一CO)/(CO0ECO2)對Cu-Zm催化劑CO2在2~5%時(shí)比無CO2時(shí)的甲醇轉(zhuǎn)化率高許多,當(dāng)=2.052.1。但這是對特意為生產(chǎn)甲醇而制備原料氣提出的要求,這種原CO2含量在20%時(shí),甲醇轉(zhuǎn)化率又降低,并有甲烷生成,這是由于CO2強(qiáng)料氣一般惰性組分很低,所以馳放氣量很小。但是在實(shí)際生產(chǎn)過程中原吸附在催化劑表面所致。銅基催化劑上的競爭吸附強(qiáng)度從大到小依次為料氣中惰性氣體成分不是很低,但由于在合成塔中氫和一氧化碳的反應(yīng)CO2、CO、H2,過量的CO2將過多占據(jù)活性中心,反而對甲醇合成不利,是按比例2進(jìn)行的,又因?yàn)橛写罅垦h(huán)氣存在,所以造成合成系統(tǒng)中的而且會造成粗甲醇含水量過高。適當(dāng)増加CO含量,可使塔內(nèi)放熱減少,氫大量積累,合成塔進(jìn)口的氫碳比一般在5左右。之所以要控制這么高保持銅基催化劑不致過熱,起溫度調(diào)節(jié)作用,延長催化劑的使用壽命。的氫碳比,是因?yàn)殡m然H2的擴(kuò)散速率大于C0,但在催化劑活性中心的吸CO2、HO的存在可以防止催化劑的過渡還原。如果原料氣中不存在CO2、附速率遠(yuǎn)小于C0的吸附速率,為使吸附相界面上的H2C0=2,所以要求H0或O2時(shí),催化劑可能被過渡還原,部分催化劑載體被還原為單質(zhì)態(tài),合成系統(tǒng)中的HZ過量。實(shí)驗(yàn)證明只有在H2CO大于3時(shí),才能得到較強(qiáng)度下降,甚至粉化,催化劑就會失同時(shí),也有研究顯高的甲醇產(chǎn)量,而且過量的H2還能抑制副反應(yīng)的發(fā)生銅基甲醇合成催化劑中起作用的是Cu+,(一般認(rèn)為起催化作用是Cu+與2.3惰性氣體的影響Cu界面)過渡還原可能使Cu+還原為銅單質(zhì)而失去活性。CO2、HO或Q2惰性氣體組分在合成反應(yīng)中不參與反應(yīng),但影響著反應(yīng)速率。惰性可以抑制合成塔中催化劑的過渡還原,維持催化劑正常的活性及強(qiáng)度。氣體含量太高,降低反應(yīng)速率,生產(chǎn)單位產(chǎn)量的動力消耗增加:維持低所以在實(shí)際生產(chǎn)中,要注意調(diào)節(jié)CO/CO以及0/H2的比例,以防止惰性氣體含量,則放空量增大,有效氣體損失多。一合成系統(tǒng)中隋性氣催化劑過渡還原。體含量的高不僅會增加壓縮機(jī)能耗。還影響到合成氣中有效氣體成份濃二氧化碳也能參加合成甲醇的反應(yīng),對于銅基催化劑,二氧化碳的度的高低。惰性氣體的存在,引起一氧化碳、二氧化碳、氫氣分壓的下降,作用比較復(fù)雜,既有動力學(xué)方面的作用,還具有化學(xué)助劑的作用,歸納隨惰性氣體含量增加,甲醇的時(shí)空收率下降。合成系統(tǒng)中惰性氣體含量起來其有利方面為:取決于補(bǔ)入工藝新鮮氣中惰性氣體的多少和從合成系統(tǒng)排放的惰性氣體(1)含有應(yīng)一定量的CO2可以促進(jìn)甲醇產(chǎn)率的提高量。排放量過多,將導(dǎo)致有效氣體的損失增加。(2)提高催化劑的選擇性,可降低醚類等副反應(yīng)的發(fā)生。3結(jié)論(3)可更有利于調(diào)節(jié)溫度,,防止超溫,延長催化劑的壽命控制原料氣中二氧化碳體積分?jǐn)?shù)在1.5%一3%之間;降低原料氣(4)防止催化劑積碳中甲烷含量;調(diào)整好原料氣的氫碳比,使合成塔人口氣的氫碳比在3-5之間,是在現(xiàn)有條件下增加甲醇產(chǎn)量的有效的中國煤化工CNMHG962013年6月