甲醇合成工艺.
甲醇工业生产工艺
甲醇工业生产工艺
甲醇是一种无色、易溶于水的液体,具有较高的挥发性。
它是一种重要的工业化学品,广泛应用于合成化学品、溶剂和燃料等领域。
以下是甲醇的工业生产工艺的基本步骤:
1. 原料准备:甲醇的主要原料是天然气或煤。
对于天然气,首先将其经过除硫、除硅和除氨等处理步骤,以去除杂质。
对于煤,需要进行煤气化反应,将煤转化为合成气。
2. 合成气制备:合成气是甲醇生产的关键中间产物,由一氧化碳(CO)和氢气(H2)组成。
合成气的制备一般采用催化剂(如铁、镍等)催化煤气化或重整反应,将天然气或煤转化为合成气。
3. 甲醇合成:合成气进一步经过甲醇合成装置,进行甲醇的合成反应。
这个反应过程一般采用催化剂(如氧化锌和铜等)催化,将一氧化碳和氢气进行重整、变换和水合反应,生成甲醇。
4. 分离纯化:合成甲醇含有水、残留气体和其他杂质。
因此需要进行一系列的分离纯化步骤,以去除这些杂质。
首先通过闪蒸分离装置,将甲醇和轻质杂质(如水、甲醛等)分离。
然后通过蒸馏或吸附等方法,进一步纯化甲醇。
5. 储存和包装:纯化后的甲醇经过冷却和储存处理,以保持其稳定性。
然后将甲醇装入适当的容器中,通常是丙烯酸或聚乙烯醇等材料的密封容器中。
以上是甲醇工业生产的基本步骤。
甲醇的工业生产工艺在不同的厂家和地区可能会有所差异,但总体流程是大致相同的。
随着技术的发展,一些新型生产工艺,如生物质转化法和光电催化法等,也在逐渐应用于甲醇的生产过程中,以提高生产效率和降低环境影响。
甲醇合成工艺
甲醇合成工艺甲醇合成第一节甲醇产品介绍一、物理性质甲醇是最简单的饱和一元醇,俗称“木精”、“木醇”,其分子式为CH3OH,分子量为32.04。
常温常压下,纯甲醇是无色透明、易燃、极易挥发且略带醇香味、刺激性气味的有毒液体。
甲醇能和水以任意比互溶,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。
甲醇能溶解多种树脂,但不能与脂肪烃类化合物互溶。
甲醇水溶液的密度随甲醇浓度和温度的增加而减小;甲醇水溶液的沸点随液相中甲醇浓度的增加而降低。
甲醇蒸汽和空气混合能形成爆炸性混合物,遇明火、高热能引起爆炸。
甲醇燃烧时无烟,其燃烧时显蓝色火焰。
与氧化剂接触发生化学反应或引起燃烧。
在火场中,受热的容器有爆炸危险,其蒸汽比空气重,能在较低处扩散到相当远的地方,遇明火会引起回燃,属危险性类别;试剂甲醇常密封保存在棕色瓶中置于较冷处。
甲醇有很强的毒性,口服5~10ml可以引起严重中毒,10ml以上造成失明,30ml以上可致人死亡。
甲醇属神经和血液毒物,它可以通过消化道、呼吸道和皮肤等途径进入人体,对中枢神经系统有麻醉作用;对视神经和视网膜有特殊选择作用,引起病变;可导致代谢性酸中毒,故空气中甲醇蒸汽的最高允许浓度为操作区5mg/m3,居民区0.5 mg/m3。
甲醇在常温下无腐蚀性,但对于铅、铝例外。
表一:甲醇物性参数表序号项目单位数值1 沸点(1.013×105Pa)℃ 64.5~64.72 凝固点℃ -97~-97.83 闪点℃ 12(闭口)~16(开口)4 自燃点℃ 473(空气中)~461(氧气中) 5相对密度(d20)(g/ml) 0.7915 6蒸汽压力(20℃)Pa 11825 蒸汽压力(21.2℃) Pa 133337 临界压力 MPa 7.95, 8 临界温度℃ 240 13 爆炸上限 % 36.5 8 爆炸下限 % 6 9 最小点火能量 MJ 0.216 10 相对分子量 32.04 表二:甲醇饱和蒸汽温度与压力平衡表(1mmHg = 133.322Pa)温度℃蒸汽压mmHg 温度℃蒸汽压mmHg 温度℃ 蒸汽压mmHg-67.4 0.102 20 96.0 130 6242-60.4 0.212 30 160 140 8071-54.5 0.378 40 260.5 150 10336-48.1 0.702 50 406 160 13027-44.4 0.982 60 625 170 16292-44.0 1 64.7 760 180 20089-40 2 70 927 190 24615-30 4 80 1341 200 29787-20 8 90 1897 210 35770-10 15.5 100 2621 220 425730 29.6 110 3561 230 5041410 54.7 120 4751 240 59660表三:精甲醇的质量国家标准甲醇质量标准GB338—2004检测项目指标优等品一等品合格品色度(铂—钴号)5 10 密度(20℃)g/cm3 0.791~0.792 0.791~0.793温度范围(101325Pa)℃ 64—65.5 沸程℃≤ 0.8 1 1.5高锰酸钾试验min≥ 50 30 20水混溶性试验 1:03 1:09 水份含量%≤ 0.1 0.15 酸度(以HCOOH)%计≤ 0.0015 0.003 0.005碱度(以NH3)%计≤ 0.0002 0.0008 0.0015 羰基化合物(HCHO)%≤ 0.002 0.005 0.01蒸发残渣含量%≤ 0.001 0.003 0.005 硫酸洗涤试验/铂—钴色号50 —乙醇的质量百分数% 供需双方协商表四:精甲醇的质量美国联邦规格AA标准:美国联邦规格AA级O-M-232E相对密度0.7928 馏程(101.325KPa)℃不大于1℃,并包括64.6±0.1℃纯度% 99.85酸度% 以醋酸计,最大为0.003醛酮% <0.003 KMnO4试验min >30 水份% <0.1不挥发物<0.001乙醇% <0.001 二、甲醇的化学性质甲醇不具酸性,也不具碱性,对酚酞和石蕊均呈中性。
甲醇制造工艺
甲醇制造工艺
甲醇是一种重要的有机化工原料,其制造工艺主要有以下几种:
1. 低温合成工艺:在高温高压条件下,通过合成气(一氧化碳和氢气)经过甲醇合成反应生成甲醇。
该工艺使用催化剂催化反应,反应温度一般在200-300摄氏度,反应压力在10-100
兆帕之间。
这种工艺具有反应速度快、产量高的特点,广泛应用于大规模工业生产。
2. 二氧化碳催化还原工艺:利用二氧化碳与氢气催化还原反应生成甲醇。
该工艺有利于减少温室气体排放,可以利用二氧化碳资源,具有环保和可持续发展的特点。
3. 生物质气化工艺:利用生物质原料,通过气化反应产生合成气,再通过合成气转化反应生成甲醇。
该工艺可以利用农林废弃物等生物质资源,具有可再生性和环保性。
4. 其他工艺:包括通过煤炭气化、太阳能光电化学反应等制造甲醇的工艺。
这些工艺相对较新,仍处于研发和实验阶段。
甲醇合成的工艺流程和设备
甲醇合成的工艺流程和设备甲醇合成是一种重要的工业化学反应,它是通过一系列的工艺流程和设备来完成的。
下面将详细介绍甲醇合成的工艺流程和设备。
第一步是气体净化。
原料气体主要是天然气或煤气,其中含有一些杂质,如硫化氢、二氧化碳、氨等。
这些杂质会对后续的合成反应产生不利影响,因此需要通过气体净化来去除。
气体净化主要包括硫化氢去除、二氧化碳去除和氨去除等步骤。
硫化氢可以通过催化氧化反应转化为硫,二氧化碳可以通过碱性溶液吸收,氨可以通过酸性溶液吸收。
第二步是合成气的制备。
合成气是甲醇合成的重要原料,它是一种混合气体,主要由一氧化碳和氢气组成。
合成气的制备一般采用催化剂转化法或气化法。
催化剂转化法是将天然气或煤气与蒸汽在催化剂的作用下反应生成合成气。
气化法是将煤、石油等碳质原料在高温、高压条件下气化生成合成气。
第三步是甲醇的合成。
合成气进入甲醇合成反应器后,经过一系列的反应生成甲醇。
甲醇合成一般采用低温高压条件下的催化反应。
常用的催化剂有铜-锌氧化物、铜-铝氧化物等。
甲醇合成反应的主要反应是一氧化碳和氢气生成甲醇。
反应温度一般在200-300摄氏度,压力一般在10-30兆帕。
甲醇的合成反应是一个平衡反应,需要通过适当的操作控制反应条件和催化剂的选择来提高甲醇的产率和选择性。
气体净化装置主要包括硫化氢去除器、二氧化碳去除器和氨去除器等。
硫化氢去除器通常采用催化氧化法,其中含有催化剂床层。
二氧化碳去除器采用碱性溶液吸收法,溶液中加入碱性物质,如钠碱。
氨去除器采用酸性溶液吸收法,溶液中加入酸性物质,如硫酸。
合成气制备装置主要包括催化转化装置和气化装置。
催化转化装置中含有催化剂床层,通过催化反应将天然气或煤气转化为合成气。
气化装置一般采用煤气化炉或石油气化炉,通过高温、高压条件下将煤或石油气化生成合成气。
甲醇合成反应器是甲醇合成的核心设备。
反应器一般采用垂直的压力容器,内部装有催化剂床层。
合成气经过加热后进入反应器,与催化剂发生反应生成甲醇。
甲醇合成工艺
甲醇合成的催化剂与反应条件
甲醇合成的催化剂主要有铜基催化剂、锌基催化剂和铬基催化剂等。
在甲醇合成过程中,反应温度、压力、空速等是影响甲醇合成的重要因素。
铜基催化剂具有活性高、选择性好、稳定可靠等优点,因此应用最广泛。
在适当的温度和压力条件下,催化剂的活性可以得到充分发挥,有利于提高甲醇的产率和纯度。
河南煤业化工集团
该企业采用新型甲醇合成工艺,生产出高质量甲醇产品,并实现年产值数十亿元。
中国石化集团
该企业在燕山石化、上海石化等大型企业应用甲醇合成工艺,提高产品质量和降低能源消耗。
甲醇合成工艺在大型化工企业中的应用案例
风能甲醇合成气项目
*某公司利用风能发电,将风能转化为电能,再利用该电能生产甲醇合成气,实现新能源的综合利用。
2023
甲醇合成工艺
甲醇合成工艺简介甲醇合成工艺原理甲醇合成工艺流程甲醇合成工艺的环境影响与安全措施甲醇合成工艺的发展趋势与前景甲醇合成工艺的实际应用案例
contents
目录
01
甲醇合成工艺简介
1
甲醇的定义与性质
2
3
甲醇是一种有机化合物,其分子式为CH4O,结构简式为CH3OH。
甲醇是一种无色、透明、易燃的液体,具有刺激性气味,熔点为-97.8℃,沸点为64.5℃。
甲醇合成工艺的环保与可持续发展
资源高效利用
利用副产物和废弃物,实现循环经济。
循环经济发展
减少对环境的污染,实现绿色生产。
环境保护
05
甲醇合成工艺的发展趋势与前景
国内发展现状
我国甲醇合成工艺研究起步较晚,但发展迅速,目前已经成为全球最大的甲醇生产国和消费国,年产量超过全球总量的三分之一。
甲醇合成工艺流程
甲醇合成工艺流程甲醇合成是一种重要的化学工艺,用于生产甲醇这种重要的有机化合物。
下面将介绍甲醇合成的工艺流程。
首先,甲醇合成的原料主要包括一氧化碳和氢气。
一氧化碳可以通过化石燃料的气化或者过程废气的处理得到。
而氢气可以通过天然气重整反应或者通过电解水得到。
在甲醇合成过程中,首先需要对原料进行净化和预热。
一氧化碳和氢气通过净化装置,去除其中的杂质和有毒物质。
然后,原料进入加热器,通过加热提高其温度,为后续的反应做准备。
接下来,原料进入甲醇合成反应器。
在反应器中,一氧化碳和氢气发生甲醇合成反应,生成甲醇和水。
这个反应是一个高压、高温的反应,需要使用催化剂来提高反应速率和选择性。
常用的催化剂包括铜、锌、铝和锆等金属催化剂。
反应器内部可以采用固定床、流化床或者微管等不同形式。
在反应过程中,甲醇和水汽经过冷却装置,进行冷却,使其冷凝成液体。
然后,通过分离装置,将液体甲醇和水汽进行分离。
水汽可以再循环利用,或者通过进一步处理后排放。
甲醇分离纯化是甲醇合成工艺中的重要环节。
甲醇需经过除杂工艺,去除其中的杂质,如碱金属、杂质醇、酮和酚等。
常用的方法有萃取、析出、蒸馏等。
经过精馏、提纯等处理,最终得到纯度高的甲醇产品。
在甲醇合成工艺中,还需要对废气进行处理。
废气中一般含有甲烷、氢气、一氧化碳等有价值的成分,可以通过分离和净化技术进行回收利用。
同时,废气中也含有一些有害物质,如二氧化碳、氮氧化物等,需要经过净化和处理后排放。
总结起来,甲醇合成的工艺流程主要包括原料净化预热、甲醇合成反应、冷却分离、甲醇纯化和废气处理等步骤。
这些步骤的操作和控制都需要高度的工艺和技术要求,以确保甲醇的合成和生产过程稳定、高效并符合环保要求。
甲醇合成的工艺流程和设备
甲醇合成的工艺流程和设备甲醇是一种重要的化工原料,广泛应用于化工、医药、食品等领域。
甲醇的合成工艺流程主要包括天然气制甲醇和煤制甲醇两种。
以下将以天然气制甲醇为例,介绍甲醇的合成工艺流程和设备。
1. 甲醇合成工艺流程甲醇的合成主要通过气相合成法进行,该方法通过一系列复杂的催化反应将一氧化碳和氢气合成甲醇。
具体的工艺流程如下:- 天然气→天然气净化→变化转换反应→合成气→合成气净化→合成气改质→甲醇合成→甲醇回收2. 甲醇合成设备甲醇合成设备主要包括催化反应器、冷凝器、分离塔等:- 催化反应器:将一氧化碳和氢气催化反应生成甲醇,需要具有较高的反应活性和选择性。
- 冷凝器:用于冷却和凝结合成气中的甲醇,使其形成液体甲醇。
- 分离塔:用于将液体甲醇从残余的气相中分离出来,保证甲醇的纯度和回收率。
3. 甲醇生产过程甲醇生产过程主要包括天然气的催化转变、合成气的制备、甲醇的合成和甲醇的回收等环节。
整个过程需要耗费大量的热能和电能,因此需要具备较为完备的能源设施和配套设备。
总的来说,甲醇的合成工艺流程较为复杂,需要涉及多个催化反应和分离过程,所需要的设备也比较繁杂。
企业在进行甲醇合成生产时,需要充分考虑到工艺流程和设备配置,确保生产过程的高效稳定。
甲醇是一种重要的化学品,其合成工艺的复杂性和对能源的依赖性使得甲醇工业在全球范围内备受关注。
天然气制甲醇是目前全球最为主流的甲醇生产工艺。
下面将详细介绍甲醇的合成工艺流程和设备,以及在甲醇生产过程中可能出现的关键技术和挑战。
4. 甲醇合成过程甲醇的合成工艺主要涉及以下几个过程:4.1 天然气制备合成气首先,天然气需要在天然气净化设备中进行净化处理,去除其中的硫化氢、二氧化碳和水等杂质。
通过石灰石和干燥剂的吸附、脱硫等处理,可使天然气达到合成气制备的要求。
然后,经催化转化反应,天然气中的甲烷和水蒸气进行高温反应,生成一氧化碳和氢气,形成合成气。
4.2 合成气的制备合成气是由一氧化碳和氢气所组成的气体混合物,它是甲醇合成的重要中间产物。
甲醇生产工艺技术
甲醇生产工艺技术甲醇生产工艺是提取甲醇的工序和流程,主要有合成法和干储法,合成法是甲醇生产的主要方法,合成的化学反应式为2H2+C0fCH3OH,干偶法最早是用木材干镭法生产甲醇,故甲醇也叫木醇。
一、国内外生产情况分析国外甲醇工艺技术,国外以天然气为原料生产的甲醇占92%,以煤为原料生产的甲醇2.3%,因此国外公司的甲醇技术均集中于天然气制甲醇。
国际上广泛采用的先进的甲醇生产工艺技术主要有:DAVY(原LC.I)、OPSOE、Uhde、LUrgi公司甲醇技术等,不同甲醇技术的消耗及能耗差异不大,其主要的差异在于所采用的主要设备甲醇合成塔的类型不同。
1.1DAVY甲醇技术特点DAVY低压甲醇合成技术的优势在于其性能优良的低压甲醇合成催化齐!L合成压力:5.0~IOMPa,大规模甲醇生产装置的合成压力为8~10MPa o合成塔型式有:第一种,激冷式合成塔,单塔生产能力大,出口甲醇浓度约为4~6%voI0第二种,内换热冷管式甲醇合成塔。
又开发了水管式合成塔。
精储多数采用二塔,有时也用三塔精僧,与蒸汽系统设置统一考虑。
蒸汽系统:分为高压10.5MPa、中压2.8MPa、低压0.45MPa 三级。
转化产生的废热与转化炉烟气废热,用于产生10.5MPa、510C高压过热蒸汽。
高压过热蒸汽用于驱动合成压缩机蒸汽透平,抽出中压蒸汽用作装置内使用。
1.2Lurgi甲醇技术Lurgi公司的合成有自己的特色,即有自己的合成塔专利。
其特点是合成塔为列管式,副产蒸汽,管内是Lurgi合成催化剂,管间是锅炉水,副产3.5〜4.OMPa的饱和中压蒸汽。
由于大规模装置如2000MTPD的合成塔直径太大,常采用两个合成塔并联。
若规模更大,则采用列管式合成塔后再串一个冷管式或热管式合成塔,同时还可采用两个系列的合成塔并联。
Lurgi工艺的精储采用三塔精储或三塔精储后再串一个回收塔。
有时也采用两塔精储。
三塔精储流程的预精镭塔和加压精谯塔的再沸器热源来自转化气的余热。
甲醇生产工艺 生产甲醇的工艺
甲醇生产工艺生产甲醇的工艺甲醇,又称甲基醇,是一种无色、有毒、易燃的液体,具有广泛的用途,如用作溶剂、燃料、化学原料等。
甲醇的生产工艺经过多年的发展,已经成为一种成熟的工业化生产过程。
本文将从甲醇生产的原料、反应原理、工艺流程、设备及优化等方面进行介绍。
一、甲醇生产的原料甲醇的生产原料主要是天然气、煤和生物质。
其中,以天然气为原料的甲醇生产占据了世界甲醇总产量的80%以上。
天然气中含有丰富的甲烷,通过化学反应可以制备甲醇。
煤作为甲醇生产原料的优点在于其资源丰富,但煤的制备过程比较复杂,需要经过多步反应才能得到甲醇。
生物质作为甲醇生产原料的优点在于其可再生性和环保性,但其生产成本较高。
二、甲醇生产的反应原理甲醇的生产主要是通过甲烷的催化氧化反应得到,其化学反应式为:CH4 + H2O → CO + 3H2CO + 2H2 → CH3OH该反应过程需要催化剂的存在,一般采用氧化钴、氧化锌等催化剂。
甲醇的生产过程中,还会产生一些副产物,如二甲醚、甲醛等。
三、甲醇生产的工艺流程甲醇生产的工艺流程主要包括甲烷气化、合成气制备、甲醇合成、甲醇精馏等步骤。
1.甲烷气化:将甲烷与氧气进行反应,生成一氧化碳和氢气。
2.合成气制备:将一氧化碳和氢气按一定比例混合,生成合成气。
3.甲醇合成:将合成气和催化剂一起进入甲醇合成反应器进行反应,生成甲醇和一些副产物。
4.甲醇精馏:将反应产生的混合物进行精馏,分离出甲醇和其他有害物质。
四、甲醇生产的设备甲醇生产的设备主要包括气化炉、合成气制备设备、甲醇合成反应器、甲醇精馏塔等。
气化炉是甲烷气化的关键设备,其主要作用是将甲烷和氧气进行反应,生成一氧化碳和氢气。
合成气制备设备是将一氧化碳和氢气按一定比例混合的设备。
甲醇合成反应器是将合成气和催化剂一起进入进行反应的设备。
甲醇精馏塔是将反应产生的混合物进行精馏的设备。
五、甲醇生产的优化甲醇生产的优化主要包括催化剂的改进、反应条件的优化、设备的改进等方面。
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
甲醇生产工艺流程
甲醇生产工艺流程
甲醇是一种重要的有机化工产品,在化工、医药、塑料、溶剂等领域有广泛应用。
本文将介绍甲醇的生产工艺流程。
甲醇的生产主要通过合成气(含一氧化碳和氢气)进行催化反应得到。
甲醇生产工艺可以分为四个主要步骤:原料准备、合成气制备、甲醇合成和甲醇提纯。
首先,原料准备阶段需要将天然气、煤或其他含有碳氢化合物的燃料转化为合成气的原料。
一般采用蒸汽重整或部分氧化等方法进行煤气化,得到一氧化碳和氢气的混合气体。
接下来,合成气制备阶段是将原料经过一系列净化、变压、变温等处理,以及催化剂的加入和调整,得到适合甲醇合成反应的合成气。
这个过程主要包括气体净化、合成气变压变温和催化剂的选择。
然后,甲醇合成阶段是将合成气通过催化剂床层进行催化反应,生成甲醇。
通常采用低温、高压下,气体通过催化剂床层,反应生成液相的甲醇。
这个过程是一个复杂的反应过程,需要考虑反应温度、压力、催化剂选择和反应时间等因素。
最后,甲醇提纯阶段是将反应产物中的甲醇从杂质中分离出来,提纯得到高纯度的甲醇产品。
这个过程主要包括脱水、脱碳等步骤,通过蒸馏、吸附等方法进行分离纯化。
提纯后的甲醇可以得到各种不同纯度的甲醇产品,用于不同领域的应用。
总的来说,甲醇的生产工艺流程包括原料准备、合成气制备、甲醇合成和甲醇提纯四个主要步骤。
其中的每个步骤都有具体的条件和操作要求,工艺设计需要充分考虑各种因素,以保证甲醇的高产、高纯度和高品质。
随着科技的不断进步,新的工艺流程和技术不断涌现,将进一步提高甲醇的生产效率和产品质量。
合成甲醇工艺技术
合成甲醇工艺技术合成甲醇工艺技术是一种重要的化工流程,广泛应用于石油化工、化学工程等领域。
甲醇是一种重要的有机化工原料,其应用广泛,可以作为燃料、溶剂、合成反应的原料等。
下面我们来详细介绍一下合成甲醇的工艺技术。
合成甲醇的最常用方法是通过甲烷化工艺,即将天然气(主要成分是甲烷)与水蒸气反应,产生合成气(由氢气和一氧化碳组成),然后通过变换反应将合成气转化为甲醇。
这个工艺流程是一个由多个反应步骤组成的复杂过程。
首先,将天然气和水蒸气混合进入炉管,在高温条件下进行反应,生成合成气。
这个反应一般需要在高温(500-1000摄氏度)和高压(10-40兆帕)条件下进行,使用镍催化剂可以提高反应速率。
然后,将合成气进行净化,通过去除不纯物质,如硫化氢、二氧化碳等。
净化后的合成气进入下一个反应步骤。
接下来,将净化后的合成气进入变换反应器,使用锌铬催化剂,进行合成气的变换反应。
变换反应是将一氧化碳和二氧化碳转化为甲醇的关键步骤。
这个反应需要在相对较低的温度(200-350摄氏度)和相对较高的压力(0.1-10兆帕)下进行。
经过变换反应后,得到的产物中主要是甲醇,同时还会伴随一些副产物如甲酮、甲基甲醚等。
最后,将变换反应产物进行分离和纯化。
一般采用蒸馏技术将甲醇与副产物分离出来。
由于甲醇与副产物的沸点相差较大,通过适当的温度和压力控制,可以使甲醇沸腾并进行分离。
此外,还可以采用吸附、结晶等方法对甲醇进行纯化,提高甲醇的纯度。
合成甲醇工艺技术还有其他一些补充方法,如氧化法、电解法等。
这些方法在特定的条件下也可以产生甲醇,但是相较于甲烷化工艺,工艺复杂性和成本较高,因此主要用于特殊领域的甲醇生产。
总的来说,合成甲醇工艺技术是一项复杂而重要的化工流程,通过甲烷化工艺将天然气转化为甲醇。
这个工艺涉及了多个反应步骤,包括甲烷化反应、变换反应和分离纯化等。
合成甲醇的工艺技术在石油化工和化学工程等领域有着广泛的应用,对于化工产业的发展起到了重要的推动作用。
甲醇合成工艺介绍
2024/7/18
第二章 液体燃料及其添加剂
11
➢中压法:
中压法是在低压法研究基础上进一步发展起来 的,由于低压法操作压力低,导致设备体积相当庞 大,不利于甲醇生产的大型化。因此发展了压力为 10MPa左右的甲醇中压合成法。它能更有效的降低 建厂费用和甲醇生产成本。中压法的操作压力范围 为一般为10~27MPa,温度为235~315℃。该法的关 键在于使用了一种新型铜基催化剂(Cu-Zn-Al), 综合利用指标要比低压法更好。
(2)气相合成甲醇法
气相合成甲醇的主要反应式为:
✓ CO+2H2=CH3OH(g)
△H= -90.8kJ/mol ①
✓ 当有CO2存在时,CO2按下列反应生成甲醇:
✓ CO2+H2=CO+H2O(g) △H= +41.3kJ/mol ②
✓ CO+2H2=CH3OH(g) △H= -90.8kJ/mol ③
➢ Lurgi管壳型甲醇合成反应器
– 结构特点:
• 形似列管式换热器,在塔内,列管中装填催 化剂,管间为沸腾水 ;
• 原料气与出塔气换热至230℃左右进入合成塔, 反应放出的热经管壁传给管间的沸腾水,产 生4MPa左右的饱和蒸汽,用来驱动透平压缩 机。合成塔全系统的温度条件用蒸汽压来控 制,从而保证催化剂床层大致为等温。
➢中压法合成甲醇工艺流程ห้องสมุดไป่ตู้
以上三种方法的流程基本相同。但 所使用的催化剂不同,因而操作压力和 操作温度等级不同,反应器的结构也就 有所不同。从合成反应理论上讲,提高 压力对合成反应有利,但在高活性铜基 催化剂研制成功后,降低合成压力就有 了可能。在较低压力和较低温度下合成 甲醇,可以降低对设备的要求,简化压 缩系统,节省动力消耗,可以节省投资 和降低生产成本。
甲醇合成的原理及工艺
一、甲醇合成原理1、化学反应合成甲醇的主要化学反应为CO和H2在多相铜基催化剂上的反应:CO+2H2⇋CH3OH(g)-90.8kJ/mol反应气体中含有CO2时,发生以下反应:CO2+3H2⇋CH3OH(g)+H2O-49.5kJ/mol同时CO2和H2发生CO的逆变换反应:CO2+H2⇋CO+H2O(g)+41.3kJ/mol反应过程中除生成甲醇外,还伴随一些副反应的发生,生成少量的烃、醇、醛、醚、酸和酯等化合物。
这些副反应的产物还可以进一步发生脱水、缩合、酰化或酮化等反应,生成烯烃、酯类、酮类等副产物。
当催化剂中含有碱类化合物时,这些化合物的生成更快。
副产物不仅消耗原料,而且影响甲醇的质量和催化剂的寿命。
尤其是生成甲烷的反应为一个强放热反应,不利于反应温度的操作控制,且甲烷不能随着产品冷凝,在循环系统中循环,更不利于主反应的化学平衡和反应速率。
2、甲醇合成反应的特点(1)放热反应甲醇合成是一个可逆放热反应,为了使反应过程能够向着有利于生成甲醇的方向进行,适应最佳温度曲线的要求,达到较好的产量,需及时移走热量。
(2)体积缩小反应从化学反应可以看出,无论是CO还是CO2分别与H2合成CH3OH,都是体积缩小的反应,因此压力增高,有利于反应向着生成CH3OH的方向进行。
(3)可逆反应即在CO、CO2和H2合成生成CH3OH的同时,甲醇也分解为CO2、CO和H2,合成反应的转化率与压力、温度和氢碳比ƒ=(H2-CO2)/(CO+CO2)有关。
(4)催化反应在有催化剂时,合成反应才能较快进行。
二、甲醇合成催化剂随着英国ICI公司铜‐锌‐铝催化剂的研制成功,甲醇生产进入了低温(220~280℃)、中低压(5~10MPa)时代。
近年来,低压铜基催化剂的使用逐渐普遍,各种新型甲醇催化剂层出不穷,无论活性、选择性、寿命等各方面均大大超过前代产品,从而推动甲醇生产实现了长周期、低能耗、低成本运行。
1、铜基催化剂(1)CuO‐ZnO‐Al2O3催化剂英国ICI公司开发的CuO‐ZnO‐Al2O3催化剂是比较有代表性的铜基催化剂。
甲醇有机合成工艺流程
甲醇有机合成工艺流程甲醇是一种重要的有机化工原料,广泛应用于化工、医药、冶金等领域。
甲醇的有机合成工艺流程主要包括合成气制备、甲醇合成反应和甲醇纯化三个步骤。
以下是甲醇有机合成工艺流程的详细介绍。
首先,合成气制备。
合成气是甲醇合成的原料,由一定比例的一氧化碳(CO)和氢气(H2)组成。
合成气制备通常通过天然气蒸汽重整、煤气化或生物质气化等方法得到。
其中,天然气蒸汽重整是最常用的方法,通过将天然气与水蒸汽在高温下反应,产生合成气。
其次,甲醇合成反应。
甲醇合成反应是将合成气经过一系列催化反应转化为甲醇。
反应通常在一定的压力和温度下进行,常用的催化剂有氧化铜(CuO-ZnO-Al2O3)、铝钠硅触媒(SAPO)和氧化锌(ZnO)等。
反应过程中,一氧化碳与氢气在催化剂的作用下发生水合反应和重整反应,生成甲醇。
最后,甲醇纯化。
甲醇合成反应产生的甲醇中包含一定的杂质,如水、酸、醛和酮等。
为了提高甲醇的纯度和质量,需要进行甲醇纯化。
甲醇纯化的主要步骤包括脱水、脱碳和脱杂等。
常用的纯化方法有蒸汽蒸馏、分子筛吸附和活性炭吸附等。
经过纯化处理后,得到的甲醇可以直接应用于各个领域。
甲醇有机合成工艺流程的优点是原料广泛、工艺简单、产量较高。
由于合成气的原料可以来自天然气、煤炭、生物质等多个来源,所以甲醇有机合成工艺具有很大的灵活性。
此外,甲醇的合成反应条件相对较温和,不需要极端的压力和温度。
然而,甲醇有机合成工艺也存在一些问题。
首先,反应过程中产生的副产物会对环境造成污染,需要采取相应的处理措施。
其次,甲醇纯化过程中的能耗较高,需要通过改进工艺来降低能耗和提高纯化效果。
总之,甲醇的有机合成工艺流程包括合成气制备、甲醇合成反应和甲醇纯化三个步骤。
通过合理选用原料和催化剂,优化工艺条件,可以生产出高质量的甲醇。
随着能源和环境问题的不断突出,甲醇作为一种清洁能源的替代品,有着广阔的应用前景。
甲醇的制备方法
甲醇的制备方法
3. 木质素气化法:将木质素等生物质材料进行气化,生成一氧化碳和氢气的混合气体(合 成气)。然后,将合成气经过催化剂的作用,发生反应生成甲醇。
4. 二氧化碳加氢法(CO2+3H2):利用二氧化碳(CO2)和氢气(H2)在高温和高压 下,经过催化剂的作用,发生反应生成甲醇。
这些是常见的甲醇制备方法,每种方法都有其适用的条件和催化剂选择。具体的制备方法 会根据实际需求和工艺条件的不同而有所变化。
甲醇的制பைடு நூலகம்方法
甲醇(CH3OH)是一种无色、易挥发的液体,常用作溶剂、燃料和化学原料。以下是几 种常见的甲醇制备方法:
1. 一氧化碳加氢法(CO+2H2):这是最常用的甲醇制备方法。通过在高温和高压下, 将一氧化碳(CO)和氢气(H2)经过催化剂(通常是金属氧化物)的作用,发生反应生成 甲醇。
2. 甲烷加氧化法(CH4+O2):利用甲烷(CH4)与氧气(O2)在高温和催化剂的作用 下发生氧化反应,生成一氧化碳和水蒸气。然后,将一氧化碳和水蒸气经过进一步的反应和 催化,生成甲醇。
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D 甲醇的氯化制氯甲烷
甲醇与氯气、氢气混合,在130-150℃通过金属氯化物 作催化剂的水溶液,或在300-350℃通过沉积在硅胶单 体上的氯化锌(铜、铝)催化剂,可生成一、二、三氯甲 烷和四氯化碳 CH3OH+ Cl2+H2 CH3Cl + Cl2 CH3Cl+HCl+H2O CH2Cl2+HCl
巴西的乙醇汽油之所以广泛推广是因为那里一年四季都盛产甘蔗。美 国的使用是因为有转基因玉米且粮食过剩
吉林燃料乙醇有限责任公司
年产60万吨乙醇 日消耗玉米5000吨
乙烯代表了一个国家石油化工的水平和能力 催化裂解 石油 (50年)
乙烯、丙烯
煤 (200年)
?
气化
煤
合 成 气 成熟
铜基 催化 剂
甲 醇
3CH3OH+NH3 5.0-20.0MPa (CH3)3N+3H2O
甲醇的化学性质
C 甲醇的酯化制甲酯类
(1) 甲醇与甲酸反应生成甲酸甲酯 CH3OH+HCOOH HCOOCH3+H2O
(2) 甲醇与硫酸反应生成硫酸二甲酯 2CH3OH+ H2SO4 (CH3)2SO4+2H2O
(3) 甲醇与硝酸反应生成硝酸二甲酯 CH3OH+ HNO3 CH3NO3+H2O
低压法铜
甲醇用途
甲醇作为有机化工原料,是一种大宗有机化学品, 仅次于乙烯、丙烯和苯,主要用来生产甲醛、甲 基叔丁基醚 (MTBE)、醋酸、甲酸甲酯、氯甲烷、 甲胺、硫酸二甲酯、丙烯酸甲酯和二甲醚等有机 化工产品。 甲醇还是一种重要的有机溶剂,可以掺入汽油或 者直接作为燃料,近年来随着甲醇汽车、二甲醚 汽车的推广,甲醇已从单一的化工原料拓展为液 体燃料,需求量成倍增长。
二甲醚与F-T合成产物分配
二甲醚:
2CO 4H 2 CH 3 O CH 3 H 2O 二甲醚 / 水=46 / 18=2.5 / 1
•F-T合成:
20CO 41H 2 C20 H 42 20 H 2 O 粗柴油 / 水=282 / 360=0.78 /1
二甲醚作为煤基液体燃料可显著节约资源、能源。
甲醇的物理性质
分子量为32.04,纯甲醇是无色的、易流动的、易挥发 的可燃液体并带有与乙醇相似的气味。
密度,g/cm3 ………………………0.8100 粘度,cp(厘泊)…………………….0.817 沸点, ℃……………………………64.7 ±0.5 熔点,℃…………………………….-97.68 蒸气在空气中的 爆炸范围 ,体积% 上限……..........................................6 下限………………………. ...........34.8 闪点,℃……………………… ...........8 自燃点,℃…………………… ...........464
甲醇的化学性质
A 甲醇的氧化制甲醛和甲酸
甲醇在空气中可被氧化为甲醛,进而氧化为甲酸, CH3OH+1/2O2 Ag HCHO+H2O HCHO+ 1/2O2 Ag HCOOH
B 甲醇的氨化制甲胺
CH3OH+NH3
活性氧化铝 CH NH +H O 3 2 2
2CH3OH+NH3
370-420 ℃
(CH3)2NH+2H2O
— 直排可达欧洲3号标准
— 单位里程耗用量与柴油相当
二甲醚与石油液化气性质比较
蒸气压 平均热 理论空 理论燃 爆炸下 燃料种类 分子量 /MPa 气量 烧温度/ (60 值 限 /% 3 /m /kg ℃ ℃) /kJ/kg 二甲醚 液化气 46.0 56.6 1.35 1.92 31450 45760 3.5 1.7 6.96 11.32 2250 2055
二甲醚在柴油机的消耗情况
甲醇直接作燃料 • 2003年全国有150万吨甲醇 不知去向,实际上直接加到 了汽油中。
乙醇 --- 甲醇的竞争者
我国在一些省份开始使用乙醇汽油
吉林省建设一座60万 吨/年的乙醇工厂
180万吨玉米/年
每生产1吨无水乙醇需要3.5吨玉米。 每生产1吨国家补贴500元,乙醇生产成本高于甲醇。
新型 分子 筛催 化剂
乙 烯 丙 稀
MHale Waihona Puke O关键在于催化剂---SAPO-34分子筛催化剂
MTO: Methanol to Olefin
下行DTO裂解制烯烃反应器
提升管 Riser:Φ20×3mm , 高2.9m 下行床 Downer: Φ20×3mm 高0.8m 原料油进料速率 Feed Rate of Oil:200~1800g/h,The highest carbon residue: 5% 催化剂总藏量 Catalyst Reserve:4000~10000g (screening catalyst) 反应温度 Reaction Temperature:300~600℃ 再生温度 Regeneration Temperature:600~750℃ 进料预热温度 Feed Preheating Temperature: 150~420℃ 剂油比 Cat./Oil Ratio: 2.5~12wt% 油气停留时间 Gas Resident Time :1~5s
F 甲醇的脱水制二甲醚
2CH3OH 活性氧化铝 CH3OCH3+H2O 250 ℃ 二甲醚
二甲醚——甲醇的大宗用户
燃料二甲醚用途广 — 代替液化气作民用燃料 — 代替柴油为车用燃料 — 作为生产乙烯、丙稀原料 — 作为联合循环发电的调峰燃料 • 使用性能好 — 16烷值50-55,高于柴油,噪音低10分贝
甲醇工艺学
矿业与环境工程学院:罗 乐
焦炉煤气制甲醇
甲醇性质、用途和市场 甲醇生产工艺原理
焦炉煤气的精制
甲醇合成工艺原理 甲醇合成工艺流程 甲醇合成工艺条件 关于补碳 安全相关知识
8.1 甲醇性质、用途及市场 甲醇的发现
1661英
甲醇
木醇或木精
水解 1857法 一氯甲烷 锌铬催化剂 1923德
甲醇
CO和H2
高压
CO和H2
甲醇(300吨/年)
甲醇
铜催化剂 低压
1966英
我国甲醇工业
兰州、吉林、太原
(渣油) 高压法锌铬
50年代
60至70年代
上海吴泾化工厂
(焦炭和石脑油)
中压法铜
甲醇
山东齐鲁石化公司(渣油) 70至80年代 四川维尼纶厂(乙炔尾气) 低压法铜
90年代
上海焦化厂、 中小氮肥厂联醇
CH3Cl + Cl2
CH3Cl + Cl2
CH2Cl2+HCl
CH2Cl2+HCl
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