甲醇合成操作知识问答

甲醇合成操作问答

1、甲醇的主要理化性质？

甲醇的分子式CH

3

OH，相对分子量32.04。常温常压下，纯甲醇是无色透明、易挥发、可燃、略带醇香气味的有毒液体。可以和水以任意比例互溶，不能和脂肪烃类化合物互溶。

甲醇的密度d20=0.7913g/ml，沸点为64.7℃,熔点-97.8℃,闪点12℃（闭杯）、16℃（闭杯），临界温度临界压力79.54×105Pa.自燃点473℃（空气中）、461℃（氧气中）。

甲醇合成的反应方程式是什么？

CO + 2H

2→ CH

3

OH + Q

CO

2 + 3H

2

→ CH

3

OH + H

2

O + Q

2、压力对甲醇合成有何影响？

压力是甲醇合成反应过程的重要工艺条件之一，由于甲醇合成是分子数减少的反应，所以增加压力对平衡有利。

如果压力高，组分的分压提高，因此对触媒强度的要求也随之提高。对于合成塔的操作，压力的控制是根据触媒的不同使用时期、不同的催化活性作适当的调整。当催化剂使用初期，活性好，操作压力可较低；催化剂使用后期，活性降低，往往采用较高的操作压力，以保持一定的生产强度。总之，操作压力的选用须视催化剂活性、催化剂强度、气体组成、反应器热平衡、系统能量消耗等方面的具体情况而定。

3、温度对甲醇合成有何影响？

在甲醇合成反应过程中，温度对于反应的平衡和速率都有很大的影响。

对于化学反应来说，温度升高会使分子的运动加快，分子间的有效碰撞增多，并使分子克服化合时阻力的能力增大，从而增加了分子有效结合的机会，使甲醇合成反应的速度加快；但是，由一氧化碳加氢生成甲醇的反应和由二氧化碳加氢生成甲醇的反应均为可逆放热反应，对于可逆的放热反应来说，温度升高固然使反应速率常数增大，但平衡常数的数值将会降低。

为了防止催化剂迅速老化，在催化剂使用初期，反应宜维持较低的温度，随着使用时间的增长，逐步提高反应温度。另外，甲醇合成反应温度越高，副反应越多，生成的粗甲醇中有机杂质的含量也会增多，给后期粗甲醇的精馏带来困难。因此，选择合适的操作温度对甲醇合成至关重要。

4、合成工段的主要任务是什么？

合成工段的主要任务是将自净化（26工段）来的含CO、CO

2、H

2

合格的原

料气，在一定的温度、压力、催化剂的作用下合成粗甲醇，并利用其反应热副

产1.1MPa 的低压蒸汽。另外由于甲醇合成单程转化率低，所以还要将未反应完全的气体循环利用。

5、甲醇合成反应的特点？

⑴体积缩小的反应⑵放热反应⑶可逆反应⑷气-固催化反

应⑸伴有多种副反应发生的反应

6、甲醇合成工段主要的控制点有哪些？

⑴合成塔进出口温度⑵废锅液位⑶废锅压力⑷分离器液位

⑸分离器入口温度⑹系统压力⑺原料气氢碳比⑻膨胀槽

压力⑼触媒床层温度

7、空速的概念是？空速对甲醇合成有何影响？

空速——气体与催化剂接触时间的长短，即单位时间内，每体积催化剂所通过的气体量。单位是h-1。

提高空速，单程转化率下降，减缓催化反应，有利于保护触媒和提高产量。

但提高空速，循环机能耗增加，如果空速过高，反应温度明显下降，有时触媒床层温度难以维持。

8、惰性气体含量对甲醇合成有何影响？

甲醇原料气的主要组分是CO、CO

2和H

2

。其中还含有少量的CH

4

或N

2

等其他

气体组分。CH

4或N

2

在合成反应器内不参与甲醇的合成反应。会在合成系统中逐

渐累积而增多。这些不参与甲醇合成反应的气体称之为惰性气体。

循环气中的惰性气增加会降低有效组分（CO、CO

2、H

2

）的分压，对甲醇的

合成反应不利，而且增加了压缩机动力消耗。但在系统中又不能排放过多，否则会引起过多有效气体的损失。

一般控制的原则：在催化剂使用初期活性较好，或者是合成塔的负荷较轻、操作压力较低时，可将循环气中的惰性气体含量控制在20%——25%左右；反之，则控制在15%——20%左右。

9、合成甲醇的原料气中含有少量的CO

2

对合成甲醇的有利影响表现在哪些方面？

A、CO

2

的存在，一定程度上抑制了二甲醚的生成。

B、它可以阻止CO转化成CO

2

。

C、更有利于调节触媒床层温度，防止超温，保护催化剂活性，延长使用

寿命。

D、能防止催化剂结碳。

10、CO

2

的存在对甲醇合成的不利影响是什么？

A、与CO合成甲醇相比，每生成1mol甲醇多耗1mol的H

2

。

B、粗甲醇中的含水量增加，甲醇浓度降低，导致精馏时蒸汽消耗升高。

11、新鲜气氢碳比组成是依据什么来确定？

A、整个合成系统的物料平衡来决定。

B、H

2-CO

2

/CO+CO

2

=2.05-2.15

12、甲醇合成气为什么要循环利用？

由于受反应平衡和反应速率的限制，甲醇合成的单程转化率不高，特别是在低压下的操作，因此有效气体需在分离出产物后再循环利用，以提高气体的转换率。

13、吹除气为什么设置在分离器后？其目的是什么？

因为分离器出口的气体是参加反应后所剩的余气，且甲醇大部分被分离出来，惰性气体在此时是浓度最高的。所以在此设置吹除气比较经济，而且有利于系统的稳定操作。

14、甲醇分离器液位为什么是一个重要的控制指标？

如果分离器液位过高，会使液体随气体带入循环机，严重时产生液击，损坏循环机，而且入塔气中甲醇含量增高，恶化了合成塔内的反应，加剧了副反应的进行；液位过低，容易发生串气事故，高压气串入低压系统，造成事故。

15、为什么水冷器后甲醇合成气的温度是个重要的控制指标？

甲醇合成气在经过水冷后，气体中绝大部分的甲醇和水蒸汽被冷凝成液体并在分离器中被分离下来。水冷器效果不好，气体中甲醇的含量将明显上升，对合成反应十分不利。首先会使压缩机负荷加重，电机电流上升，严重时叶轮叶片被击碎。其次会使甲醇合成工况恶化，表现最明显的是催化剂最上层温度迅速下跌，塔内压力上涨，甚至系统超压被迫放空。

16、影响水冷器水冷效果的因素有哪些？

⑴冷却水量小，会影响水冷效果。

⑵水冷器管壁积垢和淤泥，影响热的传递和热量的带走，从而影响水冷

效果。

⑶冷却水处理不净，杂质堵塞换热管，影响水冷效果。

⑷甲醇合成产生的石蜡粘在水冷器上，影响水冷效果。

17、合成塔出口的温度控制有何意义？

合成系统中所有压力容器及管道，都限制其操作温度范围，一定要严格控制。因为压力容器及管道系按照其操作温度，选取适合于该温度的材料来制造。所以为了保护设备及管道的安全，在合成塔操作时，一定要严格控制好合成塔出口气体温度在指标范围内。

18、合成塔床层温度突然下降，可能有哪些原因？