天然气转化合成甲醇的工艺课件
甲醇合成工艺PPT课件
淡水资源：相当世界人均的1/4，居世界第 110位
28
原油
冷凝水
LNG 海水 煤
铁矿石
25万吨
干气
催化裂化
催化裂解
燃料油1000万吨/ 聚年乙烯
乙烯 100万吨/年 其他化工产品
蒸汽
燃气发电
超临界发电
焦炉煤气
山西孝义
10
苏里格天然气公司
17
山东鲁西化工
25
山西原平
20
河北建滔
10
山东鲁南化肥厂
60
贵州贵化
20
旭阳焦化集团甲醇二期
10
河南延化化工有限责任公司 18
唐山中润公司二期
15
宁夏宝丰投资集团
20
山西兰花清洁能源公司
20
中煤能源
25
陕西榆林煤化科技新建
10
33
8.2甲醇的生产工艺原理
碳的氧化物与氢合成甲醇的反应式如下：
9
甲醇的化学性质
E 甲醇的羰基化制醋酸
甲醇与一氧化碳在250℃、50－70MPa下通过碘化钴均相 催化剂，或在180℃、3－4MPa下通过铑的碳基化合物为催 化剂(以碘为助催化剂)，能合成醋酸。
CH3OH+ CO
CH3COOH
F 甲醇的脱水制二甲醚
活性氧化铝
2CH3OH
CH3OCH3+H2O
250 ℃
蒸气压 平均热 燃料种类 分子量 /MPa（60 值
℃） /kJ/kg
二甲醚 46.0 1.35 31450
液化气 56.6 1.92 45760
天然气化工甲醇.ppt
拜城县天然气产业优势
拜城县的天然气有3847 亿立方米，尤其是克拉2气田 含气面积47平方公里，地质 储量2840亿立方米，是目前 我国国内最大、特高丰度、 超高压、特高产的特大型整 装优质气田，大北气田含气 面积达100平方公里，探明 天然气储量1400亿立方米， 从而使拜城县成为国家“西
气东输”工程的主力气源地。
界上生产甲酸的最佳方法。甲酸甲酯与胺类酯交换可制取各种酰胺，
例如二甲基甲酰胺，它主要应用于聚氨酯PU合成革的生产和聚丙烯腈
抽丝，以及医药、农药、丁二烯抽提等方面，近年来供不应求，依赖
于进口。甲酸甲酯与醛类结合，氯化等生成的下游产品应用面广，前
• 1、气象流化床甲醇合成法；2、低温液相甲醇合成法
（三）甲醇系列产品
（四）中国发展甲醇工业的战略重点
• 1、开发以天然气为原料的甲醇新工艺； • 开发甲烷进一步法制甲醇及液相甲醇合成技术； • 开发醋酸、醋酐、醋酸乙烯联产工艺； • 开发甲醇羰基合成甲酸甲酯及甲酸工艺； • 开发甲醇催化剂转化至二甲醚工艺；
天然气化工
天然气化工
• 天然气通过净化 分离和裂解、蒸 汽转化、氧化、 氯化、硫化、硝 化、脱氢等反应 可制成合成氨、 甲醇及其加工产 品(甲醛、醋酸 等)、乙烯、乙 炔、二氯甲烷、 四氯化碳、二硫 化碳、硝基甲烷 等。
天然气化工的优势领域
• 天然气作为相对稳定而廉价的化工原料，在生产 合成氨及化肥、甲醇及其加工产品、乙烯(丙烯) 及其衍生产品、乙炔及炔属精细化学品、合成气 (甲C烷O+氯H化2)及物羰、基二合硫成化产碳品、等氢大氰宗酸化、工硝产基品烷和烃生、产氦 气等产品方面，一直保持原料和技术经济领先的 发展优势。目前，天然气化工仍是世界化学工业 的重要支柱，世界上约有85%的合成氨及化肥、 90%的甲醇及甲醇化学品、80%的氢气、60%的 乙炔及炔属化学品、40%的乙烯(丙烯)及衍生产 品等是用天然气原料和天然气凝析液(NGL)原料 生产的。
天然气制甲醇
第一部分产品概述一、产品介绍：1.1 物化性质：纯甲醇为无色透明略带酒精气味的易挥发液体，甲醇分子式：CH4O，分子量 32.04，沸点64.5℃，熔点-97.8℃，和水相对密度0.7915(20/4℃)，闪点 12.22℃，自燃点463.89℃。
甲醇能和水以任意比相溶，但不形成共沸物，能和多数常用的有机溶剂(乙醇、乙醚、丙酮、苯等)混溶，并形成恒沸点混合物。
甲醇能和一些盐如CaCl2、MgCl2等形成结晶化合物，称为结晶醇如CaCl2·CH3OH、MgCl2·6CH3OH，和盐的结晶水合物类似，甲醇遇热、明火或氧化剂易着火。
遇明火会爆炸，蒸汽与空气混合物爆炸下限6%~36.5%（体积）。
燃烧时无烟，火焰呈蓝色。
甲醇具有脂肪族伯醇的一般性质,连有羟基的碳原子上的三个氢原子均可被一一氧化,或脱氢生成甲醛,再氧化成甲酸,甲酸氧化的最终产物是二氧化碳和水。
试剂甲醇常密封保存在棕色瓶中置于较冷处。
1.2 用途：甲醇是一种重要的有机化工原料，主要用于生产甲醛，消耗量要占到甲酵总产量的一半。
目前用甲醇合成二甲醚、乙二醇、乙醛、乙醇也日益受到重视。
甲醇是一种重要的有机溶剂，其溶解性能优于乙醇，可用于调制油漆。
一些无机盐如碘化钠、氯化钙、硝酸铵、硫酸铜、硝酸银、氯化铵、氯化钠都或多或少地能溶于甲醇。
作为一种良好的萃取剂，甲醇在分析化学中可用于一些物质的分离，还用于检验和测定硼。
甲醇还可以做防冻剂。
甲醇经微生物发酵可生产甲醇蛋白，富含维生素和蛋白质，具有营养价值高而成本低的优点，是颇有发展前景的饲料添加剂，能广泛用于牲畜、家禽、鱼类的饲养。
甲醇是一种优良燃料可作能源，甲醇和汽油（柴油）或其它物质可混合成各种不同用途的工业用或民用的新型燃料，甲醇和汽油混合可作为燃料用于运输业。
二、甲醇行业介绍：2.1 世界甲醇行业新特点：1）装置大型化全球已有12套百万吨级的甲醇装置，更有3套产能超过170万吨的装置。
天然气转化合成甲醇的工艺
天然气转化合成甲醇的工艺综述专业：化工12-3班学号：**********学生姓名：**指导教师：**2015-6-24一．前言 (1)二．主体部分 (2)1. 天然气合成甲醇的原理 (2)2. 高压法合成甲醇的原理及工艺流程 (2)3. 低压法合成甲醇的原理及工艺流程 (3)4. 中压法合成甲醇的原理及流程 (4)5. 三者的比较 (4)6. 以天然气合成甲醇的优势和现状 (6)7. 其他原料合成甲醇与天然气合成甲醇的比较 (6)三．结论部分 (8)1. 对天然气合成甲醇的认识和了解 (8)2. 对天然气转化合成甲醇提出我的观点和见解 (8)四．参考文献 (8)天然气转化合成甲醇的工艺一．前言20世纪60年代，石油和天然气作为一次能源与煤炭一起成为主要能源。
与此同时，以石油和天然气为原料的化学工业也迅猛发展起来。
与石油不同的是，天然气的成分主要是低分子量的烷烃。
因此，天然气化工在发展中逐步成为一个体系。
天然气是储量十分丰富的资源和能源，同时也是主要的温室气体之一，合理地利用天然气不仅关系到未来的资源配置和能源利用，而且也是可持续发展的重要战略发展方向之一。
天然气可以合成多种化工原料产品，比如生产合成氨还有甲醇，其中甲醇是最重要的。
甲醇是一种重要的基础化工产品和化工原料，主要用于生产甲醛。
醋酸、甲苯胺、氯甲烷、乙二醇及各种酸的酯类和维尼纶等，并在很多工业部门中广泛用作溶剂。
甲醇在气田开发中用作防冻剂，添在汽油中可提高汽油的辛烷值，甲醇还可直接用作燃料用于发动机。
目前工业上几乎都是采用一氧化碳、二氧化碳加压催化氢化法合成甲醇。
典型的流程包括原料气制造、原料气净化、甲醇合成、粗甲醇精馏等工序。
天然气、石脑油、重油、煤及其加工产品（焦炭、焦炉煤气）、乙炔尾气等均可作为生产甲醇合成气的原料。
天然气与石脑油的蒸气转化需在结构复杂造价很高的转化炉中进行。
由天然气制合成气进而合成甲醇是制甲醇产品一条重要的工艺路线。
甲醇的化工生产技术概述(ppt 60张)
数据
5.945 0.209 常温无腐蚀性, 铅、铝例外 6.0～36.5 5420 0.599 263
甲醇化学性质 甲醇与有机酸（或无机酸）发生酯化反应，生 成相应的酯和水 甲醇可以发生脱氢和氧化反应得到甲醛 甲醇也可以与氨作用，可分别得到甲胺、二甲 胺和三甲胺
国内外甲醇工业现状 2005年世界甲醇生产能力为4117.5万吨，到 2006年底世界甲醇的总生产能力已经接近4800万 吨，主要集中在天然气资源比较丰富的地区，如特 立尼达、智利、新西兰、沙特和俄罗斯和中国。产 能增长速度较快的地区是中东和南美地区，上述地 区已经成为世界甲醇的重要生产基地。由于美国国 内天然气价格较高，加之对MTBE产品使用的限制， 美国甲醇生产大幅下降，目前仅剩60万吨/年。未 来几年还将有大量产能陆续投产，2010年全球甲 醇的产量达到5618.4万吨。
近10年来我国甲醇工业发展迅速，目前我国有 近200家甲醇生产企业，总产能为867万吨/年。其
中10万吨/年以下的小型装置占绝大多数，以天然
气为原料的甲醇装置约占国内总产能的22%，以煤
为原料的占78%，其中联醇装置占50%以上。
2006年以来不断有新装置建成投产，2007年我国 甲醇新、扩建产能约600万吨，全国产能接近1800
万吨，较2006年增长40%多。
我国主要甲醇生产厂家
序号 1 2 3 4 5 6 7 厂家 伊化集团 榆林天然气化工 上海焦化总厂 四川维尼纶厂 齐鲁石化公司 大庆油田甲醇厂 哈尔滨气化厂 产能（wt/a） 18 12（2套） 20 24 10 16 6 原料 天然气 天然气 煤 乙炔尾气 减压渣油 天然气 煤 技术路线 天然气低压法 天然气低压法 煤炼焦尾气低压合成法 乙炔尾气低压合成法 低压等温甲醇合成技术 蒸汽转化低压合成甲醇 焦油煤化法
天然气合成甲醇工艺流程
天然气合成甲醇工艺流程
《天然气合成甲醇工艺流程》
天然气合成甲醇是一种重要的工业化学反应过程，它将天然气中的甲烷通过一系列催化反应转化为甲醇。
这种工艺流程具有广泛的应用前景，因为甲醇是一种重要的有机化工产品，可以用于制造塑料、涂料、合成树脂等多种化工产品。
天然气合成甲醇工艺流程主要包括甲烷转化、合成气制备和合成甲醇三个步骤。
首先是甲烷转化步骤，甲烷经过催化反应转化为一氧化碳和氢气。
这是通过在高温和高压下将甲烷与水蒸气进行催化反应来实现的，通常采用镍基或铜基催化剂。
这一步骤的关键是通过有效的催化剂和反应条件将甲烷分解为一氧化碳和氢气，为后续的合成气制备提供原料。
接下来是合成气制备步骤，将一氧化碳和氢气通过一系列反应转化为合成气，通常是一定比例的一氧化碳和氢气。
这一步骤是通过催化剂的作用，将一氧化碳和氢气进行水煤气变换反应，得到合成气的混合气体。
最后是合成甲醇步骤，将合成气经过变压、变温和催化剂的作用生成甲醇。
合成气在高压、低温和铜基催化剂的作用下进行甲醇合成反应，生成纯度高的甲醇产品。
整个天然气合成甲醇工艺流程包括了多个关键的反应步骤和催
化剂的使用，需要严格控制工艺参数和操作条件，以保证产品质量和产量。
随着工艺技术的不断改进和提高，天然气合成甲醇工艺流程将更加高效、环保，并具有更广泛的应用领域。
甲醇合成工艺介绍
降低能耗的措施
能耗分析
对甲醇合成过程中的能耗进行详细分析，找出能耗高的环节。
节能设备与技术
采用高效换热器、回收余热等节能设备和技术，降低能耗。
能耗管理
建立能耗管理制度，加强能源利用监测与优化，提高能源利用效率。
环保与安全问题
废气、废水处理
对甲醇合成过程中产生的废气、废水进行妥善处理，防止 环境污染。
产物检测与纯化
合成得到的甲醇需要进行纯度检测和 提纯，以满足实验需求。
实验条件控制
实验室条件下，需严格控制反应温度、 压力、原料配比等参数，确保实验结 果的准确性。
生物质来源的甲醇合成工艺流程
生物质预处理
气化与合成
将生物质原料进行破碎、干燥、脱灰等预 处理，以去除杂质和提高原料的利用率。
生物质在高温条件下进行气化反应，生成合 成气（CO、H2），随后在催化剂的作用下 合成甲醇。
反应器优化设计
改进反应器设计，实现高效传热、传质和混合，降低能耗和物耗。
反应过程强化
采用微波、超声波等物理场强化技术，促进反应速率和产物分离效率。
绿色合成工艺的开发
低碳排放技术
开发低碳排放的合成工 艺，降低温室气体排放， 实现绿色可持续发展。
副产物回收利用
对合成过程中产生的副 产物进行回收利用，提 高资源利用率和经济效 益。
意识和环保措施的落实。
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精制后的甲醇可以作为产品进行储存和运输，以满足 市场需求。
03 甲醇合成工艺的优化与改 进
提高反应效率的方法
催化剂选择与优化
选用高效、稳定的催化剂，提高甲醇合成反应速率和选择性。
反应温度和压力控制
合成甲醇工艺流程图
合成甲醇工艺流程图甲醇的生产主要有两种方法，一种是从天然气，煤炭等无机物中生产甲醇；另一种是从生物质中生产甲醇。
下面将介绍第一种方法。
1.气体净化天然气或煤炭中所含的硫化氢、二氧化碳、水等杂质通过吸收剂与甲醇中的盐类反应，通过加热、冷却、过滤等操作对原料进行净化。
2.催化转化净化后的气体进入催化剂床，通过一系列催化反应生成合成气（CO 和H2）。
催化反应通常有两个步骤：气化和转化。
气化是将天然气或煤炭中的碳水化合物转化为CO和H2，转化是将CO和H2转化为甲醇。
3.合成醇合成气与催化剂在反应器中反应生成醇，一般反应器的温度在200-300°C之间，压力在5-10MPa之间。
该反应属于中低温合成，产物除含有甲醇外还有一定量的水。
4.甲醇回收反应产生的气体和液体通过分离装置进行分离，回收甲醇和水，同时对未反应的氢和一氧化碳进行循环利用。
5.分离纯化从回收装置得到的甲醇含有水、醇、气相和非挥发物，需要通过分离器对其进行分离和纯化。
其中较重的醇和水通过加热可以蒸发，而较轻的醇则通过凝结等方式分离。
同时，还有气相中所含的气体需要进行处理。
6.微水处理得到的甲醇还会含有少量的水，需要进行进一步处理，减少水含量。
常用的方法有分子筛吸附和蒸馏等。
7.加氢裂化甲醇还会进行加氢裂化，将碳链较长的酮和醇分子进行裂化，生成低碳数的烷烃和醇。
8.去色除臭甲醇中的有机杂质，如酮类、1,2、二甲基丙二醇等可由对甲醇溶剂的共溶性实现去色、也可通过吸附杂质分子来实现去臭。
天然气或煤炭--气体净化--催化转化--合成醇--甲醇回收--分离纯化--微水处理--加氢裂化--去色除臭这个流程图只是对甲醇生产过程进行了一般的描述，具体的流程可能会有一些变化，根据公司的不同，也可能会有一些附加操作。
天然气制甲醇可编辑全文
学习情境二 甲醇原料气的制备
一反应原理 二二段转化法工艺条件 三工艺流程及主要设备
一、反应原理
1.反应条件 2.催化剂
1.反应条件
(1)直接加热的间歇式转化 间歇式转化是以天然气与空气中的氧发生燃烧反应， 提供大量的热：
以天然气为原料间歇转化制得的合成气组成含量大致如表 6-1 所示。 间歇式转化法的生产工艺简单，对设备及其材质要求不高，所以操作稳定可靠， 容易掌握，投资费用较低。但由于吹风升温与制气同时在转化炉内进行，吹风气 与合成气不能严格分开，使少部分气体放空损失。一次转化后仍有少部分甲烷未 转化成氢气和一氧化碳，因此，不仅降低了天然气的利用率，而且甲烷将在合成 中作为惰性气体排放，又增加了甲醇合成的排放损失。间歇式转化炉内有同时存 在空气与可燃气的可能，操作上也不十分安全。在有条件的大型化工企业，一般 不选用这种生产工艺。 (2)连续制气的二段转化法 为克服间歇转化法的不足，在现代大型化工企业里， 常采用连续生产的管式炉二段转化工艺，使气体原料转化成甲醇生产所需的合成 气。从化学平衡分析，转化反应是摩尔数增多的反应，应维持在低压或常压下进 行，但为了节省动力，管式转化炉往往在加压下进行，且为了降低转化气中甲烷 的含量，转化分为两段进行。
(6)甲醇与碱的反应 甲醇与氢氧化钠在 85～100℃下反应生成甲醇钠： (7)甲醇与苯的反应 甲醇与苯在 340～380℃、3.5MPa 下通过催化剂可生成甲苯：
2.化学性质
(8)甲醇的脱水 甲醇在高温下通过 ZSM 5 型分子筛可脱水生成二甲醚，进一步脱 水可得烯烃：
(9)甲醇的裂解 甲醇在加温加压下，在催化剂上可分解为 CO、H2：
2.催化剂
天然气蒸汽转化是可逆吸热反应，在高温下进行反应对化学平衡是有利的，但若 不采用催化剂，反应速率极慢，工业生产中需采用催化剂加速反应，迄今为止， 镍是最有效的催化剂。由于转化反应在很高温下进行，条件苛刻，催化剂晶粒长 大，而催化剂的活性又取决于表面的大小，所以必须把镍制备成细小分散的晶粒， 为防止微晶增长，要把活性组分分散在耐热载体上，而且催化剂在高氢分压与高 水蒸气分压下操作，管内气体空速很高，这就要求催化剂有高机械强度；此外， 催化剂还要抗析炭。总之，高活性、高强度与抗析炭是天然气蒸汽转化的催化剂 必须具备的基本条件。
合成气制甲醇ppt课件
空速:影响选择性和转化率,直接关系到催化剂的生产 能力和单位时间的放热量。
适宜的空速与催化剂的活性、反应温度及进塔气体 的组成有关
ZnO-Cr2O3: 20000-40000h-1 CuO-ZnO-Al2O3： 10000h-1
●增加空速在一定程度上能够增加甲醇产量
●增加空速有利于反应热的移出，防止催化剂过热
ZnO-Cr2O3：
380 ～ 400℃
CuO-ZnO-Al2O3： 230 ～ 270℃
与副反应相比，主反应是摩尔数减少最多而平衡常数最小的 反应，因此增加压力合成甲醇有利
反应压力 反应压力因催化剂种类而异
b.空速
ZnO-Cr2O3： 30 MPa CuO-ZnO-Al2O3： 5 ～10MPa
眼睛防护：戴化学安全防护眼镜。 身体防护：穿防静电工作服。 手防护： 戴橡胶手套。
急救措施
皮肤接触：脱去被污染的衣着，用肥皂水和清水彻底冲洗皮肤。 眼睛接触：提起眼睑，用流动清水或生理盐水冲洗。就医。 吸入： 迅速脱离现场至空气新鲜处。保持呼吸道通畅。如呼吸困难，
要输氧。如呼吸停止，立即进行人工呼吸。就医。 食入：饮足量温水，催吐，用清水或1%硫代硫酸钠溶液洗胃。就医
上世纪40年代以后随着天然气的大量发现, 以煤为原料的甲醇 生产受到冷落。天然气是生产甲醇、合成氨的清洁原料，具有投 资少、能耗低、污染小等优势，世界甲醇生产有90％以上是以天 然气为原料，煤仅占 2%。但是在南非以煤为原料的甲醇工业化生 产从未中断过。 考虑到未来能源的发展及环境保护等方面的因素, 以煤为原料 的甲醇生产工艺又重新受到人们的重视.我国由于受天然气资源和 价格的制约，国家已经限制用天然气生产化工产品，而是把天然 气优先用于城市作燃料，在我国,已建和在建的甲醇装置中以天然 气为原料的约占三分之一左右。
天然气合成甲醇工艺流程
天然气合成甲醇工艺流程
天然气合成甲醇工艺流程
天然气是一种丰富的地下资源，可以利用其进行合成甲醇的工艺。
甲醇是一种重要的工业原料，在化工、医药和能源等领域有广泛的应用。
下面将介绍天然气合成甲醇的工艺流程。
工艺流程的第一步是天然气处理，主要目的是去除天然气中的杂质，提高甲烷的纯度。
天然气经过压缩后，通过一系列的操作，如除尘、脱硫、脱碳等，去除其中的硫化氢、二氧化碳等杂质，得到高纯度的甲烷。
接下来的步骤是催化转化，将甲烷转化为合成气。
合成气主要由一氧化碳和氢气组成，比例约为1：2。
催化转化的过程中，将甲烷与蒸汽在高温条件下进行反应，得到合成气。
这一步骤需要催化剂的存在，常用的催化剂有铁、镍等金属。
在合成气的基础上，进行甲醇的合成反应。
甲醇的合成主要由低温低压的催化反应完成。
合成气通过一系列的反应器，与催化剂接触，经过甲醇醇解反应、甲醛水合反应等，最终生成甲醇。
在反应器中，需要将合成气加入到催化剂床层中，同时控制一定的温度和压力，以保证合成反应的进行。
甲醇合成的最后一步是净化和分离。
在合成甲醇的过程中，会形成一些副产物，如二甲醇、醋酸等。
这些副产物需要从合成甲醇中分离出来。
常用的净化方法包括蒸馏、萃取、吸附等，通过这些方法可以得到高纯度的甲醇产品。
以上就是天然气合成甲醇的工艺流程。
从天然气处理到最终的甲醇产品，需要经过多个步骤和反应器，同时控制温度、压力和催化剂的选择，以保证反应的进行和产品的质量。
天然气合成甲醇工艺流程的发展和改进，可以提高甲醇的产率和纯度，降低生产成本，对于甲醇产业的发展具有重要的意义。
甲醇生产—合成气制备甲醇
生产甲醇的工艺流程图 压缩
生产甲醇的工艺流程图
压缩
通过往复式或透平式压缩机，将净化后的气 体压缩至合成甲醇所需要的压力，压力的高 低主要视催化剂的性能而定。
气体原料生产合成气 液体原料制取合成气 固体原料制取合成气
气体原料生产合成气
• 可用于制造合成气的气体原料主要有天然气、焦炉气、 炼厂气和乙炔尾气等，其中天然气是制造合成气的主要原 料。 • 天然气的主要组分是甲烷，还含有少量的其他烷烃。以 天然气为原料生产合成气的方法主要有水蒸气转化法和部分 氧化法等。 • 1．天然气水蒸气转化法 • 在高温和催化剂存在下，天然气与水蒸气反应生产合成 气的方法称为水蒸气转化法。
生产甲醇的工艺流程图
原料气的制备
• 合成甲醇，首先是制备原料气－合成气。 • 一般以含碳、氢或含碳的资源如天然气、石油气、石脑油、重质油、煤和乙炔
尾气等，用蒸汽转化或部分氧化加以转化，使其生成主要由氢、一氧化碳、二 氧化碳组成的混合气体。 • 甲醇合成气要求（H2－CO2）/（CO+CO2）=2.1左右。 • 合成气中还含有未经转化的甲烷和少量氮，显然，甲烷和氮不参加甲醇合成反 应，其含量越低越好，但这与制备原料气的方法有关； • 另外，根据原料不同，原料气中还可能含有少量有机和无机硫的化合物。 • 为了满足氢碳比例，如果原料气中氢碳不平衡，当氢多碳少时（如以甲烷为原 料），则在制造原料气时，还要补碳，一般采用二氧化碳，与原料同时进入设 备； • 反之，如果碳多，则在以后工序要脱去多余的碳（以CO2形式）。
目前工业生产应用最广泛的方法。 • 甲烷与水蒸气在催化剂上发生的反应为：
• 天然气中所含的多碳烃类与水蒸气发生类似反 应：
2．部分氧化法 部分氧化法是指用氧气（或空气）将烷烃部分
天然气转化合成甲醇.ppt
1．主、副反应
主反应：
当有二氧化碳存在时，二氧化碳按下列反应生成甲醇：
两步反应的总反应式为：
副反应 ：
（1）平行副反应
当有金属铁、钴、镍等存在时，还可以发生生碳反应。
（2）连串副反应
这些副反应的产物还可以进一步发生脱水、缩水、酰化 或酮化等反应，生成烯烃、酯类、酮类等副产物。
△ H0298 = - 90.8KJ/mol
T<300℃ ，T↓ ，
↑
P低，T高时，△H变化小，故选择20MPa，
300～400℃ ，反应易控制。
（3）副反应
△ G0副<△ G0主 选择催化剂，抑制副反应
3.3.3 平衡常数
a. 温度对平衡常数的影响 Kf只与温度有关
低温对反应有利
b. 压力对平衡常数的影响
ZnO-Cr2O3：30 MPa CuO-ZnO-Al2O3：5 ～10MPa 中压法：230 ～350 ℃，10 ～15MPa
③ 空速：
低空速：促进副反应，降低甲醇选择性和生产能力
高空速：抑制副反应，提高反应器生产能力和甲醇 纯度；太高空速，甲醇浓度太低，难分离。
ZnO-Cr2O3:
20000-40000h-1
，但P值影响不大 △ n＝－2<0， ∴ P↑ ，KN↑ ，xE↑ ，故应在高压下操作。
3
3.3.4 催化剂
催化剂的活性低
操作温度高
加大压力
ZnO-Cr2O3，380 ～ 400℃,30MPa，活性低,有毒,机械强度和 耐热性能好,寿命长.
CuO-ZnO-Al2O3，230 ～ 270℃,5-10MPa，活性高，容易S、 As 、Cl、Fe中毒，热稳定性差，易熔结。
天然气转化合成甲醇的工艺完整版
天然气转化合成甲醇的工艺HEN system office room 【HEN16H-HENS2AHENS8Q8-HENH1688】天然气转化合成甲醇的工艺综述2015-6-24专业：化工12-3班学号：学生姓名：**指导教师：**天然气转化合成甲醇的工艺一．前言20世纪60年代，石油和天然气作为一次能源与煤炭一起成为主要能源。
与此同时，以石油和天然气为原料的化学工业也迅猛发展起来。
与石油不同的是，天然气的成分主要是低分子量的烷烃。
因此，天然气化工在发展中逐步成为一个体系。
天然气是储量十分丰富的资源和能源，同时也是主要的温室气体之一，合理地利用天然气不仅关系到未来的资源配置和能源利用，而且也是可持续发展的重要战略发展方向之一。
天然气可以合成多种化工原料产品，比如生产合成氨还有甲醇，其中甲醇是最重要的。
甲醇是一种重要的基础化工产品和化工原料，主要用于生产甲醛。
醋酸、甲苯胺、氯甲烷、乙二醇及各种酸的酯类和维尼纶等，并在很多工业部门中广泛用作溶剂。
甲醇在气田开发中用作防冻剂，添在汽油中可提高汽油的辛烷值，甲醇还可直接用作燃料用于发动机。
目前工业上几乎都是采用一氧化碳、二氧化碳加压催化氢化法合成甲醇。
典型的流程包括原料气制造、原料气净化、甲醇合成、粗甲醇精馏等工序。
天然气、石脑油、重油、煤及其加工产品（焦炭、焦炉煤气）、乙炔尾气等均可作为生产甲醇合成气的原料。
天然气与石脑油的蒸气转化需在结构复杂造价很高的转化炉中进行。
由天然气制合成气进而合成甲醇是制甲醇产品一条重要的工艺路线。
二．主体部分1.天然气合成甲醇的原理天然气转化合成气中的CO 或2CO 与2H 在一定温度、压力和催化剂作用下反应生成甲醇。
其主反应为：OH CH H CO 322⇔+ （1）O H OH CH H CO 23223+⇔+ （2）主要副反应有：O H OCH CH H CO 233242+⇔+ （3）O H CH H CO 2423+⇔+ （4）O H OH H C H CO 2942384+⇔+ （5）O H CO H CO 222+⇔+ （8）甲醇的合成反应是减分子放热反应，由化学热力学原理可知，增加压力、降低温度、减少反应气流中的惰性气体浓度均有利于甲醇的生成。
甲醇的生产讲解
这些副反应的产物还可以进一步发生脱水, 这些副反应的产物还可以进一步发生脱水,缩 酰化或酮化等反应,生成烯烃,酯类, 水,酰化或酮化等反应,生成烯烃,酯类,酮类等 副产物. 副产物. 当催化剂中含有碱性化合物时, 当催化剂中含有碱性化合物时,这些化合物生 成更快. 成更快. 副反应不仅消耗原料, 副反应不仅消耗原料,而且影响粗甲醇的质量 和催化剂的寿命. 和催化剂的寿命. 特别是生成甲烷的反应,是一个强放热反应, 特别是生成甲烷的反应,是一个强放热反应, 不利于操作控制, 不利于操作控制,而且生成的甲烷不能随产品冷 凝,存在于循环系统中更不利于主反应的化学平衡 和反应速率. 和反应速率.
二,生产甲醇的原理
1.主,副反应 主反应: 当有二氧化碳存在时,二氧化碳按下列反应生成甲醇: 当有二氧化碳存在时,二氧化碳按下列反应生成甲醇:
副反应 :
(1)平行副反应 )
当有金属铁, 反应. 当有金属铁,钴,镍等存在时,还可以发生生碳反应. 镍等存在时, (2)连串副反应 )
但是,即使与碱溶液共沸至 但是,即使与碱溶液共沸至140℃,其水解速度仍很慢. ℃ 其水解速度仍很慢.
在300～350℃,在碱石灰作用下氯甲烷可以定量地转变 ～ ℃ 为甲醇和二甲醚,反应式如下: 为甲醇和二甲醚,反应式如下:
在350℃,于流动系统中进行这一过程时,所得到的甲 ℃ 于流动系统中进行这一过程时, 醇产率为67%,二甲醚为 醇产率为 ,二甲醚为33%.氯甲烷的转化率达 .氯甲烷的转化率达98%. . 尽管反应指标尚好,又是在常压下进行反应, 尽管反应指标尚好,又是在常压下进行反应,工艺简 但反应过程中氯以氯化钙的形式消失, 单,但反应过程中氯以氯化钙的形式消失,因此水解法价格 昂贵,没有在工业上得到广泛应用. 昂贵,没有在工业上得到广泛应用.
以天然气为原料合成甲醇的工艺流程
以天然气为原料合成甲醇的工艺流程下载温馨提示:该文档是我店铺精心编制而成，希望大家下载以后，能够帮助大家解决实际的问题。
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天然气转化合成甲醇的工艺综述专业：化工12-3班学号：3120313310学生姓名：劳慧指导教师：刘峥2015-6-24一．前言 (1)二．主体部分 (2)1. 天然气合成甲醇的原理 (2)2. 高压法合成甲醇的原理及工艺流程 (2)3. 低压法合成甲醇的原理及工艺流程 (3)4. 中压法合成甲醇的原理及流程 (4)5. 三者的比较 (4)6. 以天然气合成甲醇的优势和现状 (6)7. 其他原料合成甲醇与天然气合成甲醇的比较 (6)三．结论部分 (8)1. 对天然气合成甲醇的认识和了解 (8)2. 对天然气转化合成甲醇提出我的观点和见解 (8)四．参考文献 (8)天然气转化合成甲醇的工艺一．前言20世纪60年代，石油和天然气作为一次能源与煤炭一起成为主要能源。
与此同时，以石油和天然气为原料的化学工业也迅猛发展起来。
与石油不同的是，天然气的成分主要是低分子量的烷烃。
因此，天然气化工在发展中逐步成为一个体系。
天然气是储量十分丰富的资源和能源，同时也是主要的温室气体之一，合理地利用天然气不仅关系到未来的资源配置和能源利用，而且也是可持续发展的重要战略发展方向之一。
天然气可以合成多种化工原料产品，比如生产合成氨还有甲醇，其中甲醇是最重要的。
甲醇是一种重要的基础化工产品和化工原料，主要用于生产甲醛。
醋酸、甲苯胺、氯甲烷、乙二醇及各种酸的酯类和维尼纶等，并在很多工业部门中广泛用作溶剂。
甲醇在气田开发中用作防冻剂，添在汽油中可提高汽油的辛烷值，甲醇还可直接用作燃料用于发动机。
目前工业上几乎都是采用一氧化碳、二氧化碳加压催化氢化法合成甲醇。
典型的流程包括原料气制造、原料气净化、甲醇合成、粗甲醇精馏等工序。
天然气、石脑油、重油、煤及其加工产品（焦炭、焦炉煤气）、乙炔尾气等均可作为生产甲醇合成气的原料。
天然气与石脑油的蒸气转化需在结构复杂造价很高的转化炉中进行。
由天然气制合成气进而合成甲醇是制甲醇产品一条重要的工艺路线。
二．主体部分1.天然气合成甲醇的原理天然气转化合成气中的CO 或2CO 与2H 在一定温度、压力和催化剂作用下反应生成甲醇。
其主反应为：OH CH H CO 322⇔+ （1）O H OH CH H CO 23223+⇔+ （2）主要副反应有：O H OCH CH H CO 233242+⇔+ （3）O H CH H CO 2423+⇔+ （4）O H OH H C H CO 2942384+⇔+ （5）O H CO H CO 222+⇔+ （8）甲醇的合成反应是减分子放热反应，由化学热力学原理可知，增加压力、降低温度、减少反应气流中的惰性气体浓度均有利于甲醇的生成。
反应物中的氢气与一氧化碳的摩尔比对甲醇平衡质量分数也有影响。
2.高压法合成甲醇的原理及工艺流程（1）原理：经压缩后的合成气的CO 或2CO 与2H 在300-400C ，30a MP 和氧化锌/氧化铬催化剂的共同作用下反应生成甲醇。
OH CH H CO 322⇔+ 5.102-=∆H mol KJ /O H OH CH H CO 23223+⇔+ 5.49-=∆H mol kJ /（2）流程方法：经压缩后的合成气在活性炭吸附器中脱除五羰基碳后，同循环气一起送入管式反应器中，在350C 和30MPa 压力下，一氧化碳和氢气通过催化剂层，发生反应生成粗甲醇。
含粗甲醇的气体从反应器出来后，经换热、冷却后迅速送入粗甲醇分离器中，使粗甲醇从气相中冷凝出来，未反应的一氧化碳和氢气循环返回反应器。
冷凝出的粗甲醇送入精馏装置，在第一分馏塔中分出二甲醚和甲酸甲酯及其他低沸点不纯物，在第二分馏塔中除去水和杂醇，得到精甲醇。
甲醇的质量分数：99.85%-99.95%。
3.低压法合成甲醇的原理及工艺流程（1）原理：经压缩后的合成气的CO 或者2CO 与2H 在温度200-300C ，压力4-5MPa 和铜基催化剂的作用下反应生成甲醇。
OH CH H CO 322⇔+ 5.102-=∆H mol kJ /O H OH CH H CO 23223+⇔+ 5.49-=∆H mol kJ /（2）流程方法：合成气经压缩机压缩至4-5MPa 后，送入合成塔，经铜基催化剂催化合成甲醇。
合成反应的反应热用热回收装置产生高压蒸汽用作透平压缩机动力。
合成塔出来的含甲醇的产物气体经换热器与混合气换热后，用空气或冷却水换热冷却，使甲醇冷凝并在分离器中分离得到粗甲醇。
粗甲醇经闪蒸罐闪蒸后送去精馏装置精制。
精制中，先用初馏塔除去二甲醚、甲酸甲酯等低沸点杂质。
塔底物进第一精馏塔。
在第一精馏塔中，50%的甲醇由塔顶出来，其热量作为第二精馏塔再沸器加热的热源，塔底物进第二精馏塔。
第二精馏塔塔顶馏出物经冷凝得精甲醇，部分回流后，其余为精甲醇产品，质量分数为99.9%。
该工艺除纯甲醇产品外，第一精馏塔顶部馏出的50%甲醇经换热和部分回流后，可冷凝得到50%-60%的甲醇溶液。
4.中压法合成甲醇的原理及流程（1）原理：经压缩后的合成气在压力为8-15MPa ，温度为230-280C 和三元铜系催化剂的作用下生成甲醇。
OH CH H CO 322⇔+O H OH CH H CO 23223+⇔+（2）流程方法：合成气压缩至8MPa ，与循环气一起送入合成塔，入塔温度220C 左右。
合成塔为冷激型，回收的合成反应热产生中压蒸汽可供转化使用。
合成塔出塔气经换热器预热合成气后，冷却，在冷凝器中将粗甲醇冷凝分离出来，不凝气大部分循环使用，少部分驰放作为转化炉燃料。
粗甲醇在拔顶塔和精制塔中，经蒸馏除去二甲醚、甲酸甲酯及杂醇油等杂质后，即得精甲醇产品，纯度99.9%5.三者的比较高压法、低压法、中压法三种方法合成甲醇，三者在生产设备和生产方法上有各自的特点，各有不同，各有优势。
甲醇合成塔是甲醇生产的关键设备，目前应用的主要塔型有冷管型、多段绝热段间冷型合成塔以及副产蒸汽的等温型合成塔。
粗甲醇的精馏有两种流程，即二塔流程和三塔流程。
A.冷管型：适合于低压合成的冷管型合成塔有ICI 的冷管型塔。
我国中、高压法合成普遍采用冷管型塔，有多重冷管结构型式。
B.多段绝热段间冷型合成塔：第一种型式为多段绝热段间冷激式，第二种型式为段间换热器型。
C.副产蒸汽的等温型合成塔：最具代表性、工业化应用最早的是德国鲁奇等温管壳型甲醇合成塔。
我国在消化吸收的基础上自己设计制造了20多个大小不同的鲁奇型等温合成塔，是目前国内甲醇装置中应用最多、效果最好的塔型。
（1）生产方法和设备：高压法合成甲醇目前广泛使用UKW法；低压法合成甲醇使用德国鲁奇法，使用的合成塔为德国鲁奇等温管壳型合成塔，该合成塔具有：1.无需设置开工加热炉，开工时直接将蒸汽送入甲醇合成塔壳程使催化剂加热升温。
2.合成塔既是反应器又是废锅，合成反应热由管外的沸水移走，管外沸水与废锅汽包组成自然循环，只要控制沸水的蒸汽压力，沸水温度也就恒定，故操作时管内催化床的反应温度比较平稳。
3.管壳型合成塔反应温度易于控制，而且由于换热良好，催化床的温度分布也均匀，有利于抑制副反应和延长催化剂的寿命。
4.单程转化率较冷激型塔高，出口甲醇浓度在5-10MPa 下可达5%-10%，在同等条件下几乎为常用冷激塔的一倍，因此气体的循环量也小，随之而来可获得两点好处，一是可以选用较小尺寸的设备和管道，二是可以降低运动中的动力消耗。
5.鱿鱼催化床的反应温度易于保持恒定，故允许含CO比较高的补充气送入合成塔，获得的粗甲醇不仅浓度高，而且质量好。
6.副产蒸汽过热后课用于驱动补充气和循环气压缩机的蒸汽透平，而蒸汽透平用过的乏气又能继续用于甲醇蒸馏，所以系统的热利用度很高；中压法合成甲醇主要是在低压法的基础上改进而成的。
（2）三者的特点：高压法的特点是催化剂耐硫，抗热性较好，对含硫合成气比较适应，一般性过热对催化剂不致造成严重失活。
但该催化剂的选择性较差，导致副产物较多，因而影响收率。
高温高压操作对设备材质要求严，使设备投资费用较高，对技术经济效果有负面影响；低压合成法所用的铜基催化剂比高压合成法所用的锌铬催化剂活性高，选择性好所得粗甲醇中甲醇的质量分数高，因而使收率提高，生产成本下降。
但由于反应压力低，使生产设备体积庞大，不利于大规模生产，仅适用于中小规模的生产。
此外，催化剂耐硫性不如高压合成法，因此生产合成气的天然气中，硫的质量分数必须降至6*1.010以下；中压法合成甲醇兼有高压法和低压法的优点，是近年来采用较多的工艺。
6.以天然气合成甲醇的优势和现状目前，随着石油资源的日益衰竭和石油价格的持续上涨，以天然气合成甲醇等重要化工产品显得十分重要。
以天然气合成甲醇的优势突出在原料上的优势，与石油资源的缺乏相比，天然气储量丰富。
与石油价格相比，天然气价格低廉。
与煤、石油原料相比，天然气是一中清洁能源。
另一面的优势在合成甲醇的工艺上，合成气制甲醇有多种工艺并且也相应投产而且转化率和产率都很高，甲醇的纯度也相当的高。
后续的研究开发可以在已有工艺上进行优化操作。
所以，综上所述以天然气转化合成甲醇在化工生产中占着一定的重要地位，并且是生产甲醇的主要工艺。
7.其他原料合成甲醇与天然气合成甲醇的比较（1）光催化二氧化碳和水合成甲醇基于绿色环保和节约能源两方面看，光催化二氧化碳和水制甲醇是目前较为有前景的合成方法。
光催化二氧化碳和水合成甲醇的催化剂，即铜基催化剂和非铜基催化剂，其中铜基催化剂占主导地位。
光催化二氧化碳和水合成甲醇具有很重要的研究意义。
但目前采用的一些体系催化效率普遍不高，远未达到高效催化能力，且对光催化还原二氧化碳的催化机理的研究报道不多，没有工业化生产。
（2）生物质转化合成甲醇利用生物质合成甲醇主要是通过裂解生物质制合成气，进而利用合成气制甲醇。
生物质主要来源于农业中的废弃物如玉米秸秆、稻壳等，来源丰富、价格低廉而且有利于环境保护，属可再生能源。
但是生物质制合成气的过程十分困难，其中分解焦油过程需较高温度分解，温度可达1000C 以上，而在此温度下催化剂容易烧结和失活，而且很容易造成积碳。
（3）煤转化合成甲醇我国是个缺油少气、煤炭资源丰富的国家，因而煤制甲醇工艺仍是国内中、长期新建项目的首选。
由煤制甲醇生产技术成熟、成本低，对我国能源结构调整、缓解石油供需矛盾具有重要意义。
煤制甲醇工艺主要包括造气、压缩、合成和粗甲醇精制等4个工序。
造气采用鲁奇高压气化炉，使用纯氧气化剂，煤气经冷却脱出焦油、脱硫和二氧化碳制得组成为氢气和一氧化碳的合成气。
煤气化制合成气的好处是可以脱除气态硫等污染物，是煤洁净利用的关键所在。
然而在煤炭生产、使用和运输的过程中也给环境带来了诸多危害。
先如今是环境友好的社会，所以煤制甲醇工艺仍需处理环境的危害问题。
三．结论部分1.对天然气合成甲醇的认识和了解目前，全球天然气经由合成气间接制取甲醇的产量占甲醇产量的90%。