求助一篇甲醇合成的論文，謝謝!!

【專家解說】：甲醇合成工藝的選用 通過對甲醇合成原料、催化劑及合成方法等 多方面進行優(yōu)缺點對比,為我公司列入安徽省 “861”行動計劃和安徽省“十一五”重大項目 計劃---1 700 kt/a甲醇及轉(zhuǎn)化烯烴項目一期暨 600 kt/a甲醇、200 kt/a二甲醚工程甲醇合成工 藝技術(shù)的選擇提供決策。 1 原料選擇 生產(chǎn)甲醇的原料大致有煤、石油、天然氣和 含H2、CO (或CO2)的工業(yè)廢氣等。早期以煤 為主要原料生產(chǎn)水煤氣合成甲醇。從20世紀50 年代開始,天然氣逐步成為制造甲醇的主要原 料,具有工藝流程簡單、輸送方便、成本低等優(yōu) 點,據(jù)估算,其投資約是以煤為原料投資的 50%,成本也只有其50%。目前全球甲醇總產(chǎn) 量中約有70%左右是以天然氣為原料合成的。 其實,利用工業(yè)廢氣(如乙炔尾氣或乙烯裂解 廢氣)生產(chǎn)甲醇更為經(jīng)濟,但量能受到限制。 以不同的原料制取甲醇的經(jīng)濟效果如表1 (以褐 煤為100)所示。 可見,以煤為原料生產(chǎn)甲醇的裝置投資要高 于天然氣、乙炔尾氣和焦爐氣。但隨著石油和天 然氣供給緊張、價格上漲,如果選用廉價的粉煤 為原料生產(chǎn)甲醇,會使生產(chǎn)成本大大降低。 合成甲醇原料氣的生產(chǎn)工藝技術(shù)選擇應(yīng)根據(jù) 當?shù)氐脑腺Y源狀況來確定,淮化地處淮南,本 地煤資源相對比較豐富,所以加大對淮南煤的技 術(shù)研究,盡可能利用本地煤炭資源,就可以最大 限度地減少投資,較好地利用資源。 2 合成催化劑選擇 甲醇合成工藝目前總的趨勢是由高壓向低、 中壓發(fā)展,而低、中壓流程所用的催化劑都是銅 基催化劑。銅基催化劑與鋅鉻催化劑的優(yōu)缺點比 較如表2,兩者合成甲醇平衡時合成塔出口甲醇 摩爾分數(shù)比較如表3,不同氧化物組成的銅基催 化劑的合成反應(yīng)參數(shù)如表4 (反應(yīng)氣組成為H2 +CO+CO2+CH4)。 3 合成工藝比較 (1)高壓法(19·6~29·4 MPa)是最初生產(chǎn) 甲醇的方法,采用鋅鉻催化劑,反應(yīng)溫度360~ 400℃。隨著脫硫技術(shù)的發(fā)展,高壓法也在逐步 采用活性高的銅系催化劑來改善合成條件以增產(chǎn) 提效。高壓法雖有70多年的歷史,但由于原料 及動力消耗大,反應(yīng)溫度高,生成粗甲醇中有機 雜質(zhì)含量高,且投資大,成本高,長期以來發(fā)展 處于停滯狀態(tài)。 (2)低壓法(5·0~8·0 MPa)是20世紀60 年代后期發(fā)展起來的甲醇合成技術(shù),選用高活性 的銅系催化劑。銅系催化劑的活性明顯高于鋅鉻 催化劑,反應(yīng)溫度低(240~270℃),在較低的 壓力下可獲得較高的甲醇收率,選擇性好,副反 應(yīng)少,從而改善了合成的甲醇產(chǎn)品的質(zhì)量,降低 了原料的消耗。此外,由于壓力低,不僅動力消 耗比高壓法降低很多,而且工藝設(shè)備的制造也比 高壓法容易,投資得以降低。因此低壓法比高壓 法優(yōu)越性顯著。 (3)中壓法(9·8~13·0MPa)是隨著甲醇工 業(yè)規(guī)模的大型化(目前已有日產(chǎn)3 000 t的裝置 甚至更大單系列裝置),為了減小工藝管道和設(shè) 備,在低壓法的基礎(chǔ)上適當提高合成壓力發(fā)展起 來的甲醇合成技術(shù)。中壓法仍采用高活性的銅系 催化劑,反應(yīng)溫度與低壓法相同,它具有與低壓 法相似的優(yōu)點,但由于提高了壓力,相應(yīng)動力消 耗略有增加。 目前世界上新建或擴建的甲醇裝置幾乎都采 用低壓法或中壓法,其中尤以中壓法為最多。 4 合成塔性能比較 甲醇合成是甲醇生產(chǎn)的關(guān)鍵工序,甲醇合成 塔又是合成工序的關(guān)鍵設(shè)備。表5為幾種典型甲 醇合成塔的性能對比。 在這些合成塔中, Lurgi管殼式等溫合成塔、 ICI多段冷激塔以及Linde螺旋蛇管等溫合成塔 是工業(yè)化應(yīng)用最廣泛的。因為每種塔型都有自己 合適的溫度、壓力等方面的要求,設(shè)計時需要根 據(jù)特定要求來選擇特定的塔型,保證設(shè)計的合理 性和可行性,以獲得較好的經(jīng)濟效益。 近年來,甲醇合成裝置趨向大型化,設(shè)備利 用率和能源利用率較好,可以節(jié)省單位產(chǎn)品的投 資和降低產(chǎn)品的成本。不同規(guī)模甲醇裝置投資與 產(chǎn)品成本估算見表6,不同規(guī)模的煤制甲醇裝置 的投資與產(chǎn)品成本估算見表7。 數(shù)據(jù)顯示,隨生產(chǎn)能力的增加,裝置的單位 產(chǎn)品投資和成本遞減緩慢,因此對生產(chǎn)規(guī)模的選 擇亦非越大越好。 5 結(jié) 語 (1)我國煤炭資源豐富,以煤為原料制取 甲醇合成原料氣是甲醇生產(chǎn)的最好選擇。我公司 地處淮南,本地煤資源相對來說比較豐富,所以 加大對淮南煤的技術(shù)研究,盡可能利用本地煤炭 資源,可以最大限度地減少投資。 (2)低壓法合成設(shè)備比較龐大,不適合大 型工業(yè)化,因此我公司大型化甲醇生產(chǎn)采用中壓 法為宜。 (3)銅基催化劑活性溫度低,選擇性高, 是最佳的中、低壓法催化劑。 (4)從能量最佳利用和溫度控制考慮, Linde螺旋蛇管等溫合成塔是最佳選擇;從設(shè)計 制造和放大方面看, ICI多段冷激塔較合適,其 結(jié)構(gòu)簡單,催化劑裝卸容易,但設(shè)備龐大不適合 我公司大型化甲醇生產(chǎn)。 [參考文獻] [1] 2007-2008年中國甲醇行業(yè)分析及投資咨詢報告(上下卷) [R /OL]·[2007-07]·http: //www·ocn·com·cn [2]錢伯章·甲醇市場和當代生產(chǎn)技術(shù)進展[J].國際化工信 息, 2002(7) [3]李瓊玖,唐嗣榮,顧子樵,等·近代甲醇合成工藝與合成 塔技術(shù)(上下卷) [M]·成都益盛環(huán)境科技工程公司 [4]周 媛,任 軍,李 忠·焦爐煤氣合成燃料甲醇發(fā)展前景 分析[J]·山西化工, 2007, 27(2) [5]曾蒲君,王承憲·煤基合成燃料工藝學[M]·徐州:中國 礦業(yè)大學出版社 [6]王 莉·合成甲醇催化劑的研究進展[J]·化肥設(shè)計, 2005 (6) [7]王平堯·甲醇合成反應(yīng)器的分析與選擇[ J]·化肥設(shè)計, 2007(3)