目 錄
摘 要： 4
引 言 5
第一章 兩段法串聯(lián)甲醇合成工藝原理 6
1.1甲醇合成基本原理 6
1.2 最佳反應溫度...............................................7
1.3 甲醇合成反應的平衡 ………………………………………………… 11 1.4 甲醇合成能量平衡............. .............. 13
第二章 兩段法串聯(lián)甲醇合成工藝流程 ..15
2.1 傳統(tǒng)甲醇合成工藝流程概述.................................. 15
2.2 兩段法串聯(lián)甲醇合成工藝流程敘述........................。。.16
2.3 兩段法串聯(lián)甲醇合成工藝的物料數(shù)據(jù) ......................... 20
第三章 甲醇合成設備 24
3.1 甲醇合成設備概述......................................... 24
3.2大型甲醇塔的可選形式及工藝特點............................25
第四章 甲醇合成催化劑 . .33
4.1 概述 .....................................................33
4.2 C79-7GL催化劑的說明 .................................... 33 4.3工藝與催化劑的關系.................................... 37
結 論 ............... .38
參考文獻： 39
致 謝 40






年產(chǎn)180萬噸兩段法串聯(lián)甲醇合成裝置工藝
摘 要
根據(jù)反應熱力學理論，在甲醇合成反應中低溫有利于提高轉(zhuǎn)化率，但低溫在動力學上不利于反應的原理，為了改進傳統(tǒng)甲醇生產(chǎn)工藝性能，從而可以采用水冷反應器——氣冷串聯(lián)相組合的工藝，該工藝包括一臺（或平行的兩臺）水冷甲醇反應器和一臺氣冷甲醇反應器。含循環(huán)氣和合成氣的原料汽首先進入水冷反應器，在250℃等溫條件下進行部分生成甲醇的轉(zhuǎn)化反應；水冷反應器的溫度由殼層水蒸汽壓力控制。經(jīng)過第一次生成甲醇的反應混合物進入第二臺反應器中進一步進行生成甲醇的第二次轉(zhuǎn)化。在氣冷反應器中，由于氣冷反應器物流逆向加熱水冷反應器的進料氣，因此殼層（催化劑層）反應溫度從上（進氣口）至下（出氣口）逐漸降低，這樣的溫度分布有利于化學平衡向生產(chǎn)甲醇的方向移動，提高轉(zhuǎn)化率。魯奇公司根據(jù)這個原理開發(fā)了通過水冷——氣冷兩段串聯(lián)相組合的甲醇生產(chǎn)工藝，較為充分利用了熱力學的原理，在提高甲醇單次轉(zhuǎn)化率的同時，有效降低了循環(huán)比，提高了反應后氣體中的甲醇組分含量，大大增加了生產(chǎn)能力，降低了甲醇合成中的能量消耗。該工藝中低溫（220℃）活性催化劑的開發(fā)至關重要。魯齊公司將優(yōu)化的甲醇合成工藝（聯(lián)合轉(zhuǎn)化）與新開發(fā)的兩聯(lián)甲醇合成工藝結合，可設計建造單系列產(chǎn)能接近200萬噸/a的甲醇生產(chǎn)裝置。與傳統(tǒng)工藝相比，該新工藝具有原料消耗低、投資費用低、產(chǎn)能高、能耗低以及綜合經(jīng)濟效益好等優(yōu)點。
本文從我國甲醇生產(chǎn)裝置的大型化發(fā)展目的出發(fā)，論述了甲醇合成反應的基本原理：反應平衡和最佳反應溫度，并針對國內(nèi)外大型的甲醇合成反應器設備相關性能進行了對比，論述了設備對工藝的影響，同時簡要介紹了魯奇兩段法串聯(lián)甲醇合成工藝技術，闡述了該工藝的技術特點、能耗、工藝數(shù)據(jù)及相關設備等方面的內(nèi)容，提出了兩段法串聯(lián)組合型工藝對銅基催化劑性能的要求，并基于魯奇兩段法串聯(lián)甲醇合成工藝的思路出發(fā)，結合國內(nèi)甲醇裝置的設備技術狀況對甲醇合成裝置設備的選型、工藝方案等方面進行了總結，對比分析了相關的技術優(yōu)缺點。在此基礎上，提出采用國內(nèi)開發(fā)的甲醇合成反應器設備和相關催化劑，開發(fā)兩段法串聯(lián)組合型甲醇生產(chǎn)工藝從而實現(xiàn)該技術的國產(chǎn)化是可行的，并且對我國甲醇裝置的大型化技術發(fā)展工作意義重大，希望同行借鑒并對我國甲醇裝置的大型化國產(chǎn)技術開發(fā)設計方面有所裨益。
關鍵詞：甲醇 化學平衡 催化劑 循環(huán)比 轉(zhuǎn)化率 最佳反應溫度