我国首创合成气制乙醇技术,三套技术方案
合成气制乙醇工艺流程设计与催化剂筛选
合成气制乙醇工艺流程设计与催化剂筛选随着能源需求的不断增长和环境问题的引起关注，可再生能源逐渐受到广泛关注。
其中，合成气制乙醇作为一种潜在的可替代能源，具备广阔的发展前景。
然而，为了实现合成气制乙醇的商业化生产，必须进行工艺流程设计和催化剂筛选，以提高合成气制乙醇的产率和选择性。
本文将针对这一问题展开讨论。
一、工艺流程设计1. 前处理合成气制乙醇的前处理是将原料气（一般为合成气）中的杂质去除，以提高催化剂的稳定性和活性。
常见的前处理方法包括深冷分离、硫化物和氯化物的吸附等。
2. 变换反应变换反应是将合成气（一般为CO和H2的混合物）转化为乙醇的关键步骤。
常用的变换反应催化剂有Cu-Zn-Al催化剂、贵金属催化剂等。
在反应条件的选择上，需要考虑反应温度、压力和空速等工艺参数对反应活性和选择性的影响。
3. 分离和纯化合成气制乙醇过程中，乙醇的分离和纯化是必不可少的步骤。
常用的方法包括蒸馏、吸附、萃取等。
在分离和纯化过程中，需要考虑乙醇和其他组分的相对挥发性、溶解度等物理化学性质，以实现有效的分离和纯化。
二、催化剂筛选1. 催化剂的选择在合成气制乙醇过程中，催化剂的选择是至关重要的。
催化剂应具备高的活性和选择性，同时具备良好的稳定性和耐腐蚀性。
在选择催化剂时，需要综合考虑其物理化学性质、制备方法、代价等因素。
2. 催化剂的改性为了提高催化剂的性能，常采用改性方法来改善其活性和选择性。
常见的改性方法包括改变催化剂的配方、加入助剂、改变催化剂的物理形态等。
3. 催化剂的评价催化剂的评价对于工艺流程设计和催化剂筛选具有重要意义。
常用的评价指标包括催化剂的活性、选择性、稳定性等。
通过实验研究和数据分析，可以评估催化剂的性能，优化工艺流程。
结论通过工艺流程设计和催化剂筛选，可以实现合成气制乙醇的高效转化和纯化。
在工艺流程设计中，前处理、变换反应和分离纯化是关键步骤。
在催化剂筛选中，催化剂的选择、改性和评价是关键环节。
2.3合成气直接合成乙醇技术
乙醇的生产方法
• 天然原料发酵法 • 化学合成法
1）乙烯为原料的水合法 2）甲醇同系化反应合成法 3）合成气直接合成法等
合成气自接合成法
• 合成原理及催化剂 反应式：
2CO+4H2 =C2H5OH+H2O 催化剂：
铑系催化剂占主导地位且均为双金属催 化剂
反应机理
• 反应机理
铑基催化剂合成气制乙醇的简化机理
合成工艺
合成工艺工序 1）原料气的制备和净化；2）压缩；3）合成； 4）蒸馏
乙醇合成工艺流程示意图
全球首套煤基乙醇工业化项目——陕西延长石油集团10万吨/ 年合成气制乙醇工业示范项目。（2017年）
项目意义在于： 让乙醇和粮食脱钩
牛在哪里： 1）路线采用非贵金属催化剂，可以直接生产无水乙 醇，是一条独特的环境友好型新技术路线； 2）催化剂：具有高活性和高稳定性分子筛羰基化催 化剂和铜基催化剂，无贵金属； 3）乙醇的纯度达到99.71%；
反应特点：
催化剂种类多：Cu/SiO2 、Cu-Cr、其他多金属催化剂。 反应复杂，副产物多： 乙醇、乙二醇甲醚、碳酸二甲酯、1,2丁
二醇、1,4丁二醇、丁内酯、丙二醇等。
氨氧化和酯化装置 合成反应区
加氢反应区 乙二醇精馏区
甲醇精馏循环区
脱氢反应区 恩德炉 变压吸附装置 煤堆场
制氧工作区 气体储罐区 乙二醇成品区
存在问题
1. 催化剂成本过高,占整个产品成本的10 %～15 %;还需要进一步开发价格低廉、运行周期长的新型催 化剂。
2. 在制备草酸酯的过程中, CO 纯度要求太高,原料气中的H2 要低到PPM 级别,在工艺上有一定难度。 3. 合成气反应生产草酸酯技术基本上能够成熟, 但是该过程中的NO 在空气和有水的条件下生产腐蚀性
煤制乙醇三条技术路线大PK
煤制乙醇三条技术路线大PK文章来源乙醇是优异的油品增氧剂和改良剂之一，可有效提高汽油辛烷值，降低汽车有害尾气及固体颗粒物的排放。
当前，世界燃料乙醇的使用量已超过9000万吨，美国、巴西等国家多年来一直使用乙醇作为汽油的添加剂。
众所周知，我国要在2020年全国范围内推广使用车用乙醇汽油，基本实现全覆盖。
据此估算，到2020年，我国燃料乙醇的需求量将达1200万吨，而目前我国的燃料乙醇产量仅为约250万吨，市场缺口预计达950万吨。
我国人多地少，大规模使用粮食来生产燃料乙醇的思路既不现实也不经济。
在此种形势下，研究煤制乙醇技术替代传统的粮食发酵法，对减少我国粮食工业消耗、提高能源安全以及助力环境保护具有重要的战略意义。
当前，国内外正在研发的煤制乙醇技术路线主要有以下三条：煤经合成气一步法制乙醇；煤经甲醇羰基化制乙酸，乙酸加氢转制乙醇；煤经二甲醚羰基化制乙酸甲酯，乙酸甲酯加氢制乙醇。
本文对此进行了一下梳理。
1煤经合成气直接制乙醇煤经合成气直接制乙醇过程可极大简化现有的生产工艺，具有重要的研究价值。
从学术意义上来讲，该过程可加深和丰富人们对合成气反应体系内在规律的认识，推动碳一化学催化理论的发展，有着潜在的应用价值，因此受到国内外学术界及工业界的广泛关注。
1980—1986年，日本相模中央化学研究所、协和发酵工业株式会社和东曹株式会社等机构联合开展了合成气直接制乙醇的工业试验，其研究重点是由合成气直接制乙醇铑基催化剂技术和工艺过程研究。
从1992年开始，我国中科院大连化物所设计并建造了200mL级催化剂装填量单管试验装置，对实验条件和相关参数进行了详细的考察，并取得了一定进展。
煤经合成气制乙醇项目在国内发展较快，目前已经建成产能94.5万吨，在建和拟建产能达110万吨，总产能达204.5万吨。
上述工业性试验仍存在需要解决的关键性问题：一是合成气单程转化率低，大量原料气需要循环操作，过程能耗极高；二是反应中副产的大部分甲烷会在系统中循环，为维持原料气的有效分压，需要提高系统总压；三是产品分离净化过程中存在共沸。
合成气制乙醇工艺流程设计与催化剂评价
合成气制乙醇工艺流程设计与催化剂评价合成气制乙醇是一种能够利用低碳一氧化碳和氢气生产高附加值化学品的重要方法。
本文旨在探讨合成气制乙醇的工艺流程设计以及催化剂的评价，为实践中的生产提供指导。
一、工艺流程设计1. 原料准备阶段合成气制乙醇的原料包括一氧化碳和氢气，因此在工艺开始之前需要对原料进行准备。
一氧化碳可以通过煤炭气化、天然气重整等方法获取，而氢气可以通过水蒸气重整、水电解等方式获得。
2. 催化剂选择在合成气制乙醇的工艺中，催化剂的选择对产品的产率和质量有着重要影响。
常用的催化剂包括铜基、钴基和镍基催化剂。
不同的催化剂具有不同的催化活性和选择性，因此需要根据实际需求选择合适的催化剂。
3. 反应装置设计合成气制乙醇的反应一般采用固定床反应器或流化床反应器。
在反应装置设计中，需要考虑反应温度、压力和催化剂的装填方式等因素。
此外，合成气制乙醇反应是一个放热反应，所以还需要考虑反应热的控制和排热方式。
4. 反应条件控制反应温度和压力是合成气制乙醇的关键控制参数。
适当的反应温度和压力可以提高乙醇的产率和选择性。
此外，气体流速和催化剂的空速对反应也有一定影响，需要进行合理的控制。
5. 产品分离和净化在合成气制乙醇反应后，需要对产物进行分离和净化。
常用的分离方法包括压力摩擦萃取、吸附和蒸馏等。
分离和净化的目的是提高乙醇的纯度，减少杂质对催化剂的毒化。
二、催化剂评价1. 催化活性评价催化活性是评价催化剂性能的重要指标，可以通过反应转化率和乙醇选择性来评价。
合成气制乙醇的反应一般采用液相连续流动反应器进行评价，通过调节反应条件来研究催化剂的活性。
2. 催化剂稳定性评价催化剂的稳定性是指在长时间运行中催化剂的活性和选择性的变化情况。
稳定性评价可以通过催化剂寿命实验来进行，通过连续使用催化剂一段时间并监测乙醇产率的变化来评价催化剂的稳定性。
3. 催化剂中毒评价在合成气制乙醇的反应过程中，催化剂容易被一氧化碳、二氧化碳和杂质等物质毒化，降低催化剂的活性。
75%乙醇工业制法
75%乙醇工业制法
75%乙醇工业制法主要有以下三种：
1.发酵法：糖质原料（如糖蜜、亚硫酸废液等）和
淀粉原料（如甘薯、玉米、高梁等）发酵。
发酵法制乙醇是在酿酒的基础上发展起来的，在相当长的历史时期内，曾是生产乙醇的唯一工业方
法。
2.乙烯水化法：乙烯直接水化法，就是在加热、加
压和有催化剂存在的条件下，是乙烯与水直接反应。
此法中的原料乙烯可大量取自石油裂解气，成本低，产量大，这样能节约大量粮食，因此发展很快。
3.煤化工：以煤基合成气为原料，经甲醇、二甲醚
羰基化、加氢合成乙醇的工艺路线。
此外，还有一种联合生物加工制乙醇的方法，该方法主要利用生物能源转化技术生产乙醇能缓解非再生化石能源日渐枯竭带来的能源压力。
合成乙醇的工业制备方法
合成乙醇的工业制备方法乙醇是一种常见的有机溶剂和燃料，其在医药、化工和能源等领域得到广泛应用。
本文将介绍几种工业制备乙醇的方法。
一、糖化发酵法糖化发酵法是目前最常用的合成乙醇的工业方法之一。
该方法通过将淀粉类或纤维素类的生物质经过酶解作用转化为糖，再通过微生物的发酵作用将糖转化成乙醇。
这种方法具有原料广泛、不受季节影响、生产成本低等优点。
二、石化法石化法是一种基于石油和天然气等化石燃料为原料的乙醇合成方法。
该方法通过催化剂将乙烯气体与水直接进行加氢反应，生成乙醇。
石化法生产乙醇的规模较大，能够满足大规模工业需求，但是对原料资源的依赖性较高。
三、甲醇水合法甲醇水合法是一种利用甲醇和水反应生成乙醇的方法。
甲醇水合反应常常在高温和高压条件下进行，使用催化剂催化反应。
甲醇作为原料常常来源于天然气，而水则是容易获取的原料，因此甲醇水合法具有一定的优势。
四、气相合成法气相合成法通常采用合成气（一氧化碳和氢气的混合物）为原料，利用合成气经过合成反应生成乙醇。
这种方法不仅可以利用煤、天然气等资源制备乙醇，还可以将废弃物和生物质转化为乙醇，具有很高的应用潜力。
五、生物化学法生物化学法是一种利用微生物酶催化剂合成乙醇的方法。
这种方法通常使用利用工厂废水和农田腐烂物质产生的甲烷等废弃物作为原料。
生物化学法不仅能够有效地利用废弃物资源，还可以降低环境污染。
总结：合成乙醇的工业制备方法有糖化发酵法、石化法、甲醇水合法、气相合成法和生物化学法等多种。
这些方法各有优劣，可以根据不同的实际情况选择合适的制备方法。
随着科技的不断进步和环境保护意识的增强，合成乙醇的新制备方法也在不断涌现，为乙醇工业的可持续发展提供了新的可能。
乙醇的制备工艺及提纯工艺
乙醇的制备工艺及提纯工艺乙醇是一种常见的有机化合物，常用于医药、化工、酿酒等领域。
下面将分别介绍乙醇的制备工艺和提纯工艺。
一、乙醇的制备工艺：乙醇的制备主要有两种方法：糖化发酵法和合成法。
1. 糖化发酵法：糖化发酵法是通过微生物（酵母菌）对含有淀粉或糖类的植物原料进行发酵制备乙醇。
该工艺可以简单分为以下几个步骤：（1）原料准备：选择合适的植物原料，如谷物、玉米、木薯等。
将原料洗净、破碎、糟化，使其更易于被酵母菌发酵。
（2）糖化：将糟化后的原料与水混合，加热至适宜的温度（一般在60-65C），并加入适量的糖化酶，使淀粉或糖类转化为可被酵母菌吸收和利用的糖类。
（3）发酵：将糖化后的混合物与适量的酵母菌接种，置于适宜的温度（一般在30-35C），并保持适当的pH值。
酵母菌会通过发酵将糖类转化为乙醇和二氧化碳。
（4）分离和蒸馏：发酵液中的乙醇含量通常在5-15%之间，需要通过分离和蒸馏等操作将乙醇从发酵液中分离出来。
分离后的乙醇还可以通过蒸馏进一步提纯。
2. 合成法：合成法是通过化学反应将合成气（主要是一氧化碳和氢气的混合物）转化为乙醇。
该工艺可以简单分为以下几个步骤：（1）合成气制备：将天然气或煤进行气化，得到含有一氧化碳和氢气的合成气。
（2）催化反应：将合成气通过适当的催化剂（如铜锌催化剂），在适宜的温度和压力下进行反应，使一氧化碳和氢气发生反应生成甲醇。
（3）甲醇转化：将甲醇与水反应生成二氧化碳和氢气，再将生成的氢气与合成气进行反应，得到乙醇。
二、乙醇的提纯工艺：乙醇的提纯主要是通过蒸馏和萃取等分离技术进行。
1. 蒸馏法：乙醇的蒸馏法主要是利用乙醇和水的沸点差异进行分离。
一般采用精馏或回流蒸馏的方法，将含有乙醇的原液在适当的温度和压力下进行蒸馏，得到纯度较高的乙醇馏出液。
为了进一步提高乙醇的纯度，还可以进行多级蒸馏。
2. 萃取法：乙醇的萃取法主要是利用乙醇和水的溶解度差异进行分离。
例如，可以使用乙醇和水的共沸体四丁基脲（TBP）进行萃取分离。
乙醇技术方案
方框流程：4.2 乙醇装置4.2.1 工艺技术方案的比较和选择4.2.1.1 工艺技术方案的比较和选择世界范围内;乙醇的生产路线有粮食发酵路线、石油化工路线和煤、天然气等碳一化工路线..粮食发酵路线在国际上应用广泛;大型的乙醇生产企业多采用粮食发酵工艺..受到“粮食危机”影响;国内现今已停止批准新建玉米燃料乙醇项目..以木薯和玉米秸秆发酵的纤维素燃料乙醇项目由于其生产成本高、过度依赖国家补贴、生产技术不完善等因素经济效益不佳..石油化工路线以乙烯为原料;通过乙烯水合法制燃料乙醇..我国石油大量依靠进口;乙烯价格往往高于乙醇价格;制约了此法在我国的应用和推广..煤、天然气等碳一化工路线是以煤或天然气为原料先制得合成气和甲醇后;再通过二甲醚法或醋酸法制得乙醇的方法..山西潞安煤基合成油有限公司50 万吨/年合成气制乙醇项目地处山西;煤炭、合成气及甲醇资源丰富;适合采用煤炭资源作为原料生产乙醇..以煤炭资源为原料的方法有三个;分别为二甲醚法、醋酸直接法和醋酸乙酯间接法..方法1：二甲醚法煤——合成气——甲醇——二甲醚——醋酸甲酯——乙醇该法的核心是二甲醚羰基化制得醋酸甲酯;醋酸甲酯加氢生产乙醇;陕西某企业是世界上第一个采用此路线生产乙醇的企业;中科院大连化学物理研究所提供羰基化和加氢催化剂;北京石油化工工程有限公司提供工程设计服务..二甲醚法制乙醇反应方程式如下：羰基化：CH3OCH3 + CO = CH3COOCH3加氢反应：CH3COOCH3 +2H2 = C2H5OH + CH3OH全流程主要设备为2 反应器和4 塔;与醋酸法相比;腐蚀小;设备投资少;生产环境友好;安全性高..方法2：醋酸间接法煤——合成气——甲醇——醋酸——醋酸乙酯——乙醇该法核心是醋酸乙酯加氢制乙醇..醋酸酯化生成醋酸乙酯的装置从19 世纪70 年代起在国内外有很多应用;使用浓硫酸做催化剂;生产中会产生大量废硫酸和废醋酸的混合物;难以处理;在美国和欧洲等环境要求高的地区已经逐渐被淘汰..由于国外醋酸乙酯价格高于乙醇价格;因此尚无醋酸乙酯经过加氢生成乙醇的装置;国内醋酸乙酯价格低于燃料乙醇价格;多家研究机构正在研究醋酸乙酯加氢制乙醇的技术..醋酸间接法先是煤通过气化制得合成气;然后制成甲醇;再由甲醇合成醋酸;醋酸先酯化反应生成粗酯;经过 3 塔分离得到醋酸乙酯;最后通过加氢反应器后得到粗醇;经过5 塔萃取分离后得到乙醇..醋酸间接法制乙醇反应式如下：酯化反应：CH3COOH+C2H5OH=CH3COOC2H5+H2O加氢反应：CH3COOC2H5+2H2=2C2H5OH目前;河北某化工有限公司在建30 万吨/年的工业化装置;已投产10 万吨规模..此法主要设备有2 个反应器和8 个塔;流程长、腐蚀强..尤其在酯化反应阶段;所有设备都涉及浓硫酸和醋酸的双腐蚀;设备材料规格高;投资和运行成本高..方法3：醋酸直接法煤——合成气——甲醇——醋酸——乙醇该法核心是醋酸直接制乙醇;流程短、设备少、投资省、运行费用低..醋酸直接制乙醇反应式如下：CH3COOH+2H2=2C2H5OH+H2O南京某化工有限公司采用此法建设了国内第一套27.5 万吨/年的工业化装置;但拒绝在中国地区转让技术..国内中科院大连化物所、神华北京低碳技术研究所、上海浦景等公司和机构也在积极研究此项技术;目前还停留在实验室研究和中试阶段;尚无工业化装置投产..从技术可得性考虑;无法采用醋酸直接法；二甲醚法和醋酸间接法均建设了工业化装置;二甲醚法在陕西某化工厂于2017 年1 月投产;醋酸间接法在河北某化工厂与2017 年6 月投产..与醋酸间接法相比;二甲醚法原料成本低、腐蚀性低;对设备材料规格要求低;大部分可采用碳钢材料;投资低;收益率高;推荐采用此法..4.2.1.2 工艺技术描述合成气通过二甲醚法生产乙醇;合成气首先经过气体分离;将合成气中的CO 和氢气分离;得到纯度95%以上的CO 和纯度99.9%以上的氢气；甲醇经过脱水和分离得到二甲醚;二甲醚经过气化后与CO 混合进入羰基化反应器;经过羰基化反应生成乙酸甲酯MAC;分离后乙酸甲酯与氢气在加氢反应器中反应得到乙醇和甲醇介质;经分离后乙醇作为产品销售;甲醇返回二甲醚合成单元作为原料利用..4.2.2 工艺流程工艺流程图见附图..4.2.3 工艺流程说明本项目工艺生产由二甲醚合成单元、羰基化单元、加氢单元及分离单元组成..另有压缩、冷冻站等工艺生产的辅助配套系统..1二甲醚合成单元气相甲醇在分子筛催化剂作用下脱水生产二甲醚DME..反应温度250～270℃;压力为1.2MPa..反应式如下：2CH3OH=CH3OCH3+H2O甲醇脱水制二甲醚的反应是放热过程;在近似绝热状态下;反应体系的入口与出口的温差为150℃以上或更高..该反应催化剂采用改性分子筛催化剂;可在较低的温度下进行反应;具有低温活性好、甲醇转化率高的优点..普通分子筛系催化剂如果酸性过强;易发生深度反应;导致低副产物过多..采用改性分子筛既保持了分子筛催化剂低温活性高又有较宽的使用温度范围和不宜飞温的特点..a合成反应原料甲醇经预热后在汽化塔内被汽化成甲醇蒸汽;甲醇蒸汽与反应产品进行热交换后升温到～240℃进入反应器..甲醇蒸汽在催化剂和一定温度条件下进行分子间的脱水反应..由于反应为放热反应;其放热使反应器自身温度和催化剂床层温度升高;故自第二段催化剂床层起采用喷入温度较低的甲醇的方法来调节;使反应在一定温度范围内进行..在操作条件下;特别是反应后期;伴有极少量副反应产生;因此反应器出来的产品除二甲醚、甲醇、水外;还有少量的不凝性气体即CH4、CO、CO2、H2、C2H4 等..反应后的混合组分进入产品分离..b产品分离二甲醚、甲醇、水的沸点分别为-24℃、64.7℃、100℃;且无共沸物存在..反应出来的混合物含甲醇、二甲醚、水用泵送入DME 塔;塔顶气相经过DME 塔顶冷凝器冷凝后进入DME 塔回流罐;二甲醚冷凝液部分回流;部分经分析合格后作为产品采出;用泵送至二甲醚罐区储存..在DME 塔回流罐顶部设置DME尾气冷凝器;冷凝DME 塔回流罐气相物料的同时排出体系内不凝气体..DME塔底物料进入甲醇回收塔;甲醇回收塔塔顶气相为甲醇经过冷凝器和回流罐后用泵送至装置中间罐区的循环甲醇罐..塔釜是甲醇脱水反应生成的废水;其中含有少量甲醇;冷却后送至污水处理厂..2羰基化单元反应方程式：CH3OCH3 + CO = CH3COOCH3一氧化碳与二甲醚在催化剂作用下发生羰基化反应;生成乙酸甲酯..反应温度控制在200~280℃时;提高温度能明显提高催化剂的反应活性和产物的选择性;但反应温度过高会加快催化剂失活；较高的反应压力有利于羰基化反应的进行;促进二甲醚转化;但反应压力过高会导致原料或产物的液化;加速催化剂失活..故二甲醚羰基化反应的温度选择在240~260℃初期～末期;压力选择为5.0MPaG..本单元包括羰基化反应、MAC 冷凝、MAC 精制及催化剂活化..a羰基化反应来自二甲醚罐区的二甲醚用DME 干燥罐吸附水分后依次经DME 预热器、蒸发器和过热器后进入进料混合器；来自原料气分离单元的CO 与羰基化反应单元产生的循环CO 在压缩机出口缓冲罐中混合后经过CO 预热器和CO 过热器将温度加热至240℃进入进料混合器与二甲醚混合..混合物料进入羰基化反应器;反应温度240~260℃初期～末期;压力选择为5.0MPaG..反应器出料与二甲醚和CO 通过换热器交叉回收热量后进入MAC 冷凝阶段..bMAC 冷凝羰基化反应生成的粗MAC 与原料进行热交换回收余热后;经一级MAC 冷凝器、二级MAC 冷凝器、三级MAC 冷凝器冷却至30℃左右..三级冷凝的液相全部进入MAC 缓冲罐;三级冷凝后气相一部分压缩至5.4MPaG 后送至压缩机出口缓冲罐;与新鲜的CO 混合后进入羰基化反应器；另一部分为弛放气进入回收气总管;与其他回收气混合后送回原料气供应商..cMAC 精制MAC 缓冲罐的粗MAC 减压后进入MAC 精馏塔;塔操作压力约为0.9MPaG..塔顶蒸汽主要为未反应的二甲醚;经冷凝后送回羰基化反应进料；塔底MAC 含量约为99.24Wt%;温度约146℃;经MAC 冷却器冷却至常温后分析;不合格的MAC 进入不合格品储罐;返回系统重新精制；合格的MAC 送入MAC 缓冲罐;与产品分离单元甲醇精馏塔循环来的MAC 混合;经MAC 进料泵送至加氢单元..同时在罐区设置MAC 储罐作为生产异常时缓冲空间..d催化剂活化：N2 在体积空速为200 h-1STP条件下;压力小于0.5MPa;催化剂床层温度从常温升至280℃;并停留4 小时;然后通过降低循环氮气的温度来将床层温度降至250℃开始进吡啶..吡啶通过泵加入在反应器入口管线上;吡啶进入管道后迅速被氮气稀释并气化;由氮气携带进入催化剂床层;混合气中吡啶浓度约9 %..开始吸附时催化剂床层温度先控制在250℃左右;吸附吡啶后床层温度上升;但不能超过280℃..待催化剂床层上部温度有降低的趋势时;逐步调温;使床层温度始终保持在280℃..同时对反应器出口的尾气进行检测分析..当吡啶吸附饱和;停止吡啶进料;继续用N2 吹扫催化剂床层1h..而后继续吹扫并降温至200℃;直至尾气中检测不到吡啶..活化的尾气排至火炬..3MAC 加氢单元加氢反应方程式：CH3COOCH3 +2H2 = C2H5OH + CH3OH羰基化反应生成的乙酸甲酯与氢气反应;生成乙醇和甲醇..当反应温度在230～280℃的范围内时;提高温度能明显提高乙酸甲酯的转化率及乙醇的选择性;提高温度能抑制乙醇和乙酸甲酯发生酯交换反应的进行;随着反应的进行;催化剂活性逐步下降;此时通过提高反应温度维持催化剂活性的稳定性;但提高温度致使副产物的逐步增多；提高反应压力有利于反应的进行..故加氢反应的温度选择在230~260℃初期～末期;压力选择为5.0MPaG..MAC 加氢单元包括加氢反应、粗醇冷凝..a加氢反应来自羰基化单元精制的MAC 用泵送至MAC 预热器和MAC 蒸发器蒸发后进入进料混合器..来自原料气分离单元的新鲜氢气与来自产品分离的循环氢气混合后经预热、过热后在进料混合器中与MAC 混合后进入加氢反应器..b粗醇冷凝加氢反应生成的粗醇经过氢气预热器等换热器进行余热回收后进入空冷器、二级冷凝器冷却至40℃..一、二级冷凝的液相均进入粗醇缓冲罐；气相一部分压缩至5.4MPaG 后进入压缩机出口缓冲罐与新鲜氢气混合；另一部分作为驰放气排放至驰放气总管..4产品分离单元来自粗醇缓冲罐的粗醇减压至0.13MPaG 后;进入乙醇脱轻塔进行产品分离..乙醇脱轻塔为填料塔..塔顶操作压力约为0.03MPaG..塔顶蒸汽冷凝至25℃;冷凝后液相进入乙醇脱轻塔凝液罐;凝液送至乙醇精制塔；不凝气排至驰放气总管;塔底的粗乙醇经乙醇泵送入乙醇精制塔..乙醇精制塔;塔顶操作压力约为0.03MPaG..塔顶的蒸汽冷凝至61.7℃;进入回流罐..不凝尾气经冷凝后排至火炬管网;液相一部分回流;一部分送至后面的甲醇精馏塔..在乙醇精制塔下部侧线采出精制乙醇;温度约101℃;在乙醇冷却器中冷却至40℃后经乙醇缓冲罐后用泵输送至乙醇产品罐区;在中间罐区设置乙醇不合格品罐;用于开车或生产异常时使用..乙醇精制塔底会产生少量精馏废液;主要成分为乙酸;冷却至常温后送入重组分罐中储存..甲醇精馏塔塔顶操作压力约为0.03MPAG..塔顶气相为未反应的MAC;经甲醇精馏塔冷凝器冷凝至40℃;不凝气进入尾气冷凝器中进一步冷凝后排至装置回收气总管;液相进入甲醇精馏塔回流罐;一部分回流;一部分返回加氢反应单元回收未反应的MAC..塔底的甲醇经甲醇泵送至甲醇冷却器冷却至40℃后送入装置中间罐区的循环甲醇罐;最后由循环甲醇进料泵送至二甲醚制备单元作为原料..5压缩单元压缩单元主要包含新鲜CO 压缩机、新鲜氢气压缩机、循环氢气压缩机、循环CO 压缩机、回收尾气压缩机及尾气压缩机..来自VPSA 的新鲜CO 经过新鲜CO 压缩机压缩后送入羰基化单元作为原料..来自VPSA 的新鲜氢气经过新鲜氢气压缩机压缩后送入加氢单元作为原料..来自加氢单元的循环氢气经过循环氢气压缩机压缩后回到加氢单元与新鲜氢气混合后作为加氢原料..来自羰基化单元的循环CO经过循环CO压缩机压缩后送入羰基化单元与新鲜CO 混合后作为羰基化原料..各单元的前端提取出的循环尾气一并压缩后回到气体分离处理后回用..各单元尾气经过收集压缩后回到气化装置..6冷冻站冷冻站采用R717氨制冷机组;环保节能;进水温度约为15℃;冷冻后回水温度10℃;冷冻水量约为2000m³/h;拟采用2 台氨制冷冰机组;1 开1 备;同时配置1 台冷冻水罐和3台冷冻水泵..15℃水经过冷冻水泵输送至制冷冰机内;在冰机内制冷后;出水温度为10℃;输送至装置用水点;从装置内换热器出水温度约为15℃;流回冷冻站的冷冻水储罐;在储罐内缓冲后通过泵输送至冰机内;构成冷冻水的循环系统..4.2.4 公用工程消耗注释：冷冻水系统电耗在工艺装置电耗统计范围内已考虑..4.2.5工艺设备简述a二甲醚合成单元本单元拟采用蓝天化工厂现有二甲醚装置设备利旧..但设备能否利旧;须根据每台设备的实际情况;进行多点测厚;取最小壁厚根据工艺条件核算设备的强度和刚度;才能最终决定能否利旧..如个别设备不能满足要求;则需要重新制造..b羰基化反应单元本单元的核心设备是羰基化反应器;也是本装置的核心设备;该反应器型式为立式列管式结构;类似一般的固定管板换热器..换热管内和上管板上面装填催化剂;管程的设计压力为5.5 MPaG;设计温度为280℃；壳程的设计压力为4.5 MPaG;设计温度为280℃..管、壳程主体材料采用15CrMoR;该反应器为Ⅲ类压力容器..cMAC 加氢本单元的核心设备是加氢反应器;也是本装置的核心设备;该反应器型式为立式列管式结构;类似一般的固定管板换热器..换热管内和上管板上面装填催化剂;管程的设计压力为5.5 MPaG;设计温度为280℃；壳程的设计压力为4.5MPaG;设计温度为280℃..管、壳程主体材料采用15CrMoR;该反应器为Ⅲ类压力容器..d产品分离本单元的核心设备为脱氢塔、乙醇精制塔和甲醇塔;设备主体材质为碳钢;内件根据介质不同采用不同材质..4、超限设备本项目中的羰基化反应器、加氢反应器、部分塔器、球罐及常压储罐等设备的直径、高度或宽度超出运输界限;属于超限设备;在制造和运输时应考虑分段或分片以便于运输及现场组焊和制造..成本：。
二氧化碳制乙醇工艺
二氧化碳制乙醇工艺一、工艺概述二氧化碳制乙醇工艺是一种新型的乙醇生产技术，其原理是利用高温高压下的二氧化碳与乙烯反应，生成乙醇。
该工艺具有环保、节能、高效等优点，逐渐成为新型乙醇生产技术的研究热点。
二、原料准备1. 二氧化碳：采用液态或气态二氧化碳。
2. 乙烯：采用纯度达到99%以上的乙烯。
3. 催化剂：采用铜基催化剂。
三、反应装置1. 反应器：采用不锈钢制造，内部设置搅拌器和加热器。
2. 分离塔：采用塔板式分离塔。
四、工艺流程1. 加入催化剂：将铜基催化剂加入反应器中，并进行预处理。
2. 加入乙烯和二氧化碳：将纯度达到99%以上的乙烯和液态或气态的二氧化碳按一定比例加入反应器中，并进行搅拌混合。
3. 反应过程：在高温高压下，二氧化碳与乙烯发生反应，生成乙醇。
4. 分离过程：将反应产物经过分离塔进行分离，得到纯度达到99%以上的乙醇。
五、工艺参数1. 反应温度：200℃-250℃。
2. 反应压力：10MPa-30MPa。
3. 乙烯流量：5m3/h-20m3/h。
4. 二氧化碳流量：10m3/h-60m3/h。
六、工艺优点1. 环保：该工艺不需要使用有机溶剂，减少了有机废物的排放。
2. 节能：该工艺利用了废弃的二氧化碳资源进行生产，节约了能源成本。
3. 高效：该工艺反应速率快，产率高。
七、工艺缺点1. 成本较高：由于需要采用铜基催化剂等高成本原材料，使得该工艺的成本较高。
2. 生产规模受限：目前该技术尚处于实验室阶段，生产规模受限。
八、安全措施1. 反应器和分离塔必须严格按照设计要求制造。
2. 严格控制反应温度和压力，防止发生爆炸等事故。
3. 工作人员必须接受专业培训，了解反应过程和安全措施，并正确佩戴个人防护用品。
九、总结二氧化碳制乙醇工艺是一种新型的乙醇生产技术，具有环保、节能、高效等优点。
虽然该技术尚处于实验室阶段，但具有广阔的应用前景。
在实际生产中，需要严格遵守相关安全规定和操作规程，确保生产过程的安全和稳定。
合成气制备高纯乙醇的提纯工艺
乙醇在国防化工、医疗卫生、食品工业、工农业生产中都有广泛的用途。
乙醇生产方法有生物发酵法和化学合成法。
其中化学合成法中合成气制备乙醇生产技术已成熟，生产成本显著低于粮食路线，具有较强的竞争力和广阔发展前景。
传统工艺：合成气生产乙醇有三种，一是合成气直接制乙醇；二是合成气生物法制乙醇；三是合成气经醋酸加氢制乙醇。
无论哪种乙醇生产方法，均得到含水的乙醇。
由于乙醇和水存在共沸点，传统方法无法直接得到无水乙醇。
目前工业无水乙醇的生产主要采取恒沸精馏、萃取精馏和吸附分离等方法，这些传统的乙醇脱水方式都存在过程复杂、能耗高和污染严重等问题。
新工艺流程图：1、第一换热器；2、第一换热器；3、精馏塔；4、再沸器；5、塔顶冷凝器；6、过热器；7、蒸汽渗透透水膜设备；8、热泵。
新工艺对比：使用精馏-蒸汽渗透透水设备耦合技术，可以合成无水乙醇。
合成气经过多步反应获得含乙醇和水的反应产物，在进入蒸汽渗透透水膜前，反应产物在精馏塔进行分离，最后一个精馏塔塔顶或侧线采出含水0.1～30%的乙醇蒸汽;含水的乙醇蒸汽过热或经过热泵后进入膜装备，经过膜组件分离，膜出口(正压侧)为含水0.01～1的乙醇成品。
新工艺优势：采用精馏-蒸汽渗透透水膜设备耦合技术，将传统工艺与新型分离技术耦合，不受共沸限制，不需添加第三组分，是一种高效节能环保的分离技术。
江苏九天高科技股份有限公司是集研发、生产、销售、服务于一体的国家高新技术企业，致力于提供溶剂分离整体解决方案和优质服务，可用于生物医药、石油化工、精细化工、新能源等领域的有机溶剂分离和提纯。
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乙醇的生产工艺总结
第二章乙醇生产工艺总结按原料分类，乙醇的生产工艺可分为生物法和化学合成法两类，各生产工艺分析如下。
2.1 生物法制乙醇技术生物法制乙醇，俗称酿酒，以淀粉质或糖质为原料，经发酵、蒸馏及脱水等工序后制得乙醇。
此技术由最初提倡消化陈化粮（以玉米、小麦等陈粮为原料生产乙醇）的第1代技术，由于国家政策的影响，新增粮食制乙醇项目被叫停，逐步发展至以木薯为原料的第1.5代技术，目前已发展至以纤维素（秸秆、玉米芯等）为原料的第2代技术。
国家乙醇汽油全部采用生物法乙醇，并且由10家企业定点生产燃料乙醇。
2.2化学合成制乙醇技术化学合成乙醇技术主要分为六种技术路线，分别是①合成气直接催化法、②甲醇羰基化法、③醋酸加氢、④醋酸酯加氢、⑤二甲醚羰基化、⑥微生物发酵，如下图所示。
煤（合成气）制乙醇不同艺路线图2.2.1 直接催化法以煤气化制取合成气（CO+H2），再由合成气通过催化作用一步直接合成乙醇。
此工艺工艺流程短，原子利用率高，是一种最为简单的乙醇合成工艺，采用铑基、Cu-Co基、Zn-Cr基或者MoS2基催化剂都不能得到单独的甚至以乙醇为主的产物，产物中存在大量的烷烃、醛、酮、酯等副产物，乙醇收率低，设备容易腐蚀，一直难以实现大型工业化。
国内在这方面主要的研究机构有中科院大连化物所和中科院山西煤化所。
大连物化所研发的贵金属铑基催化剂对C2+醇的选择性只有50%，工业化运行不理想。
目前大化所与江苏索普集团正在进行1万吨/年中试项目。
2.2.2甲醇羰基化法合成气通过净化和变换合成甲醇，然后与CO羰基化制得醋酸甲酯，醋酸甲酯加氢制乙醇。
此工艺流程短、反应温和、对设备腐蚀小、投资低、部分采用贵金属催化剂，成本有所降低。
2.2.3醋酸加氢路线合成气通过净化和变换合成甲醇，然后与CO羰基化制得醋酸，醋酸通过催化剂直接加氢制乙醇。
此工艺流程短、能耗低，但需要采用钌基贵金属催化剂，碘甲烷与醋酸对设备的腐蚀等问题，投资较大。
目前塞拉尼斯27.5万吨/年乙醇项目投产，大化所与江苏索普集团进行3万吨/年中试。
二氧化碳制乙醇工艺
二氧化碳制乙醇工艺一、介绍二氧化碳制乙醇工艺是一种将二氧化碳直接转化为乙醇的生产方法。
乙醇是一种重要的有机化合物，可广泛应用于化工、酿酒、食品和医药等领域。
目前，市场上的乙醇主要是通过糖类、淀粉和纤维素等天然物质发酵得到的。
然而，利用二氧化碳直接合成乙醇可以解决可持续发展和能源安全方面的问题。
二、工艺流程二氧化碳制乙醇工艺的基本流程如下：1. 气体净化将原料气体中的杂质去除，得到纯净的二氧化碳。
2. 催化反应将纯净的二氧化碳与催化剂进行反应，生成乙醇。
催化剂的选择对反应效果有着重要的影响，常用的催化剂包括金属催化剂和金属有机框架材料等。
3. 分离提纯将反应产物中的乙醇分离提纯，去除杂质，得到高纯度的乙醇产品。
分离提纯方法包括蒸馏、吸附、结晶等。
4. 循环利用将反应废气中的溶剂、催化剂和杂质进行回收和再利用，减少资源浪费和环境污染。
三、催化剂的选择催化剂在二氧化碳制乙醇工艺中起到关键作用，影响着反应的速率和选择性。
以下是常用的几种催化剂选择：金属催化剂是二氧化碳还原反应中常用的催化剂，包括铜、银、镍等。
金属催化剂可以催化二氧化碳的加氢还原反应，将二氧化碳转化为乙醇。
2. 金属有机框架材料金属有机框架材料是一种具有高度孔隙结构的材料，其中金属离子和有机配体通过协同作用构建起晶体结构。
金属有机框架材料具有较高的比表面积和丰富的反应活性位点，可以作为有效的催化剂用于二氧化碳制乙醇反应。
3. 复合催化剂复合催化剂是指由多种催化剂组成的混合物。
通过不同的催化剂组合，可以协同作用，提高反应速率和产物选择性。
四、优势与挑战二氧化碳制乙醇工艺相比传统的生产方法有着一些明显的优势，如下所述：1. 资源利用利用二氧化碳作为原料，可以有效地减少对化石能源的依赖，实现二氧化碳的资源化利用，从而达到减排和节能的目的。
2. 环境友好与传统生产方法相比，二氧化碳制乙醇工艺减少了有机废水、废气和固体废弃物的排放，对环境污染较小。
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我国首创合成气制乙醇技术，三套技术方案
供甲醇企业选择
2017.6
“目前我们已开发出规模为年产10万吨、20万吨、30万吨、50万吨等多个工程化系列装置，同时还为中小甲醇企业提供了3套技术方案，希望合成气制乙醇这一技术能为乙醇汽油推广和中小甲醇企业发展提供新机遇。
”在上周举行的2017中国（濮阳）石化产业精细化发展大会上，北京石油化工工程公司高工苏炜介绍了非贵金属催化合成气制乙醇技术取得的最新进展。
北京石油化工工程公司此次发布的非贵金属催化合成气制乙醇技术是由中科院大连化物所和延长石油联合研发的一项全球首创技术，工艺包由北京石油化工工程公司和大化所共同编制。
该技术以煤基合成气和甲醇为原料，采用非贵金属催化剂，原料甲醇经合成得到二甲醚，再与合成气中的CO进行羰基化反应得到乙酸甲酯，乙酸甲酯与合成气中的氢气进行加氢得到粗醇，粗醇经分离得到乙醇。
1月11日，全球首套10万吨/年合成气制乙醇工业化装置在延长集团兴化公司产出合格的无水乙醇产品。
该技术不采用贵金属催化剂、“三废”排放少、联合装置占地小，是一条环境友好型新技术路线。
与传统的醋酸法相比，该技术具有流程短、设备少、避免醋酸腐蚀等优势，可以减少装置的投资和运行成本。
“合成气制乙醇技术还具有非常好的经济效益，为当前遭受国外低成本甲醇进口冲击陷入困境的中小甲醇企业脱困提供了新的技术选择。
”苏炜表示，他以4月份市场价格为依据对该技术的经济效益进行了测算。
据测算，该技术的吨乙醇消耗为：合成气（CO∶H2 =1∶2）1460立方米，甲醇（99.5%）0.7吨，蒸汽（4.0/1.0/0.5MPa)3吨，循环水300吨，电（10kV/380V）450千瓦时。
按4月市场价格测算，采用该技术生产1吨无水乙醇的综合成本3324~3744元，而无水乙醇的市场售价约为5700元/吨，具有非常好的经济效益。
此外由于设备少，且材质要求低，因此该技术的投资也较小，10万吨/年装置投资约为6.5亿元，20万吨/年约为9.5亿元，30万吨/年约为12.5亿元。
“针对不同情况的企业，我们还提供了3种技术方案。
”苏炜说。
方案一是甲醇装置降负荷，新建乙醇装置。
该方案适用于甲醇装置效益差的
企业。
可新建乙醇装置，根据甲醇装置的规模和效益，选择外售部分甲醇或将甲醇全部用于生产乙醇。
这样既提高了产品价格，又增加了产品的多样性。
方案二是新建煤气化与乙醇装置。
该方案适用于甲醇装置运行良好的企业。
可新建气化装置和乙醇装置，一部分甲醇用于生产乙醇，提高产品价值的同时增加产品种类。
方案三是甲醇外购，新建乙醇装置。
该方案适用于气源富余的企业。
新建乙醇装置，可利用合成气和外购甲醇生产乙醇，既可利用富余气源，又能增加企业效益。
（来源：中国化工报作者：李晓岩）。