合成甲醇原料气成分对产量的影响

文与科学合成甲醇原料气成分对产量的影响定州天鹭新能源有限公司尹卫国摘要:氫碳比是甲醇合成反应中一个重要的操作参欻,氬碳比的高低,直接关系到合成反应的妤坏及能耗的髙低,所以生产中需严格控制氬碳比在2.05-2.1之间,以获得最佳的新鲜气组分,提高合成反应的碳效率,提高产量.降低消关健词:原料气成分氢碳比产量我公司甲醇装置由化二院院设计,合成反应器为管壳式其不利方面为:与0合成甲醇相比。每生成1kg甲醇多消耗0.73m3反应器的H使粗甲醇中的水含量增加甲醇浓度降低而且二氧化碳可以发生很多合成塔内装填的是南化院C0铜基催化剂,,在生产运行过程中C0副反应。转化率偏低,一定程度上跟气体成分有关,C0转化率高低直接影响了甲总之,入口CO2含量增加,产品水分增加,酸度也会增加,过高是醇产量,所以要提高甲醇产量就应考虑采取必要的措施控制入塔气体成不利的:但CO2含量过低,合成反应过于激烈,CO岐化反应增多,生成分碳等,对触媒不利在选择操作条件是,应杈衡CO的利弊。通常,在使合成主要反应式为:(1)C0+2H2=CHOH+Q用初期,催化剂活性较好时,应适量提高原料气中CO2的浓度,是合成(2)C0,+3H, =CH, OH +H, 0+Q甲醇的反应不至于过分剧烈,以利于床层温度的控制;使用后期,可适原料气成分:主要成分:H2CO0CO2CH4N2当降低原料气中CO2的浓度,促进甲醇反应放入进行,控制与稳定床层成分组分(0C0HCHN温度。在采用铜基催化剂时,原料气中CO2的含量通常在6%(体积)左右含量m%18.617.4370970.7311.921一般初期控制在46%,中后期在23%在气量不变的情况下CO2含量增加直接影响了C0的转化而合成甲醇主要以从转化为主,从转化率的下降导成分组成 CO CO,IH, CKNo.OH H.致甲醇产量减少含量m0I%8:35M45376.702657:1810.4810112.2氢碳比的影响2:原因分析般而言,氢碳比控制太低,副反应增加,催化剂活性衰退加快2.1二氧化碳的影响还引起积碳反应;氢碳比控制太高影响产量并引起能耗等消耗定额增加。氧化碳的存在可保持催化剂的高活性,对甲醇合成是有利的。众所周知,合成甲醇要求原料气的最佳氢碳比即(H2一CO)/(CO0ECO2)对Cu-Zm催化剂CO2在2~5%时比无CO2时的甲醇转化率高许多,当=2.052.1。但这是对特意为生产甲醇而制备原料气提出的要求,这种原CO2含量在20%时,甲醇转化率又降低,并有甲烷生成,这是由于CO2强料气一般惰性组分很低,所以驰放气量很小。但是在实际生产过程中原吸附在催化剂表面所致。铜基催化剂上的竞争吸附强度从大到小依次为料气中惰性气体成分不是很低,但由于在合成塔中氢和一氧化碳的反应CO2、CO、H2,过量的CO2将过多占据活性中心,反而对甲醇合成不利,是按比例2进行的,又因为有大量循环气存在,所以造成合成系统中的而且会造成粗甲醇含水量过高。适当増加CO含量,可使塔内放热减少,氢大量积累,合成塔进口的氢碳比一般在5左右。之所以要控制这么高保持铜基催化剂不致过热,起温度调节作用,延长催化剂的使用寿命。的氢碳比,是因为虽然H2的扩散速率大于C0,但在催化剂活性中心的吸CO2、HO的存在可以防止催化剂的过渡还原。如果原料气中不存在CO2、附速率远小于C0的吸附速率,为使吸附相界面上的H2C0=2,所以要求H0或O2时,催化剂可能被过渡还原,部分催化剂载体被还原为单质态,合成系统中的HZ过量。实验证明只有在H2CO大于3时,才能得到较强度下降,甚至粉化,催化剂就会失同时,也有研究显高的甲醇产量,而且过量的H2还能抑制副反应的发生铜基甲醇合成催化剂中起作用的是Cu+,(一般认为起催化作用是Cu+与2.3惰性气体的影响Cu界面)过渡还原可能使Cu+还原为铜单质而失去活性。CO2、HO或Q2惰性气体组分在合成反应中不参与反应,但影响着反应速率。惰性可以抑制合成塔中催化剂的过渡还原,维持催化剂正常的活性及强度。气体含量太高,降低反应速率,生产单位产量的动力消耗增加:维持低所以在实际生产中,要注意调节CO/CO以及0/H2的比例,以防止惰性气体含量,则放空量增大,有效气体损失多。一合成系统中隋性气催化剂过渡还原。体含量的高不仅会增加压缩机能耗。还影响到合成气中有效气体成份浓二氧化碳也能参加合成甲醇的反应,对于铜基催化剂,二氧化碳的度的高低。惰性气体的存在,引起一氧化碳、二氧化碳、氢气分压的下降,作用比较复杂,既有动力学方面的作用,还具有化学助剂的作用,归纳随惰性气体含量增加,甲醇的时空收率下降。合成系统中惰性气体含量起来其有利方面为:取决于补入工艺新鲜气中惰性气体的多少和从合成系统排放的惰性气体(1)含有应一定量的CO2可以促进甲醇产率的提高量。排放量过多,将导致有效气体的损失增加。(2)提高催化剂的选择性,可降低醚类等副反应的发生。3结论(3)可更有利于调节温度,,防止超温,延长催化剂的寿命控制原料气中二氧化碳体积分数在1.5%一3%之间;降低原料气(4)防止催化剂积碳中甲烷含量;调整好原料气的氢碳比,使合成塔人口气的氢碳比在3-5之间,是在现有条件下增加甲醇产量的有效的中国煤化工CNMHG962013年6月