甲醇合成操作问答.pdf

第一章低压甲醇合成原理

1、合成工段的主要任务是：

合成工段是将含H、CO、CO的原料气（5.45Mpa、40℃）,在一定压力（4.9Mpa）、温度（220～

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260℃）、触媒（RK-05）作用下，合成粗甲醇，并利用其反应热副产2.1～3.9Mpa的中压蒸

汽，减压至0.7Mpa并入蒸汽管网。

2、合成甲醇的主要反应式及影响因素：

（1）CO+2H=CHOH+Q

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（2）CO+3H=CHOH+HO+Q

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操作温度，操作压力，催化剂性能，空速，原料气的氢碳比。;

3、甲醇合成反应的特点：

（1）体积缩小的反应；（2）放热反应；（3）可逆反应；（4）气、固相催化反应；（5）

伴有多种副反应发生。

4、合成工段的主要控制点：

（1）合成塔进出口温度；（2）汽包液位；（3）汽包压力；（4）分离器入口温度；（5）

分离器液位；（6）系统压力；（7）原料气氢碳比；（8）弛放气压力。

5、压缩机循环段的作用：

合成塔内是个体积缩小的反应，加上甲醇的冷凝分离和系统阻力，反应后

的压力要下降，为了保证系统压力稳定不变，除了补充新鲜气外，还要利用循环段将反应后

剩余的气体加压，然后送往合成塔循环利用，以提高气体总转化率。

6、空速的定义及空速对甲醇合成的影响：

空速：单位时间内，单位体积催化剂所通过的气体流量。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，循环段能耗增加，如果空速过高，

反应温度下降明显，有时温度难以维持，产量下降。

7、压力对甲醇生产的影响、压力的选择原则：

甲醇反应是分子数减少的反应，增加压力对正反应有利。如果压力升高，组分的分压提

高，因此触媒的生产强度也随之提高。

对于合成塔的操作，压力的控制是根据触媒不同时期，不同的催化活性，做适当的调整，

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、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。

8、温度对甲醇生产的影响、温度的选择原则：

用来调节甲醇合成反应过程的工艺参数中，温度对反应混合物的平衡和速率都有很大的

影响，由H2与CO反应生成甲醇和H2与CO生成甲醇的反应，均为可逆放热反应。对于可逆

放热反应而言，升高温度，虽然可使反应速率常数增大，但平衡常数的数值降低。当反应混

合物的组成一定而改变温度时，反应速率受着这两种相互矛盾的因素影响。因此这就需要一

个最佳的操作温度。

所谓最佳温度就是：对于一定的反应混合物组成，具有最大反应速率时的温度。研究表明：

最佳温度值与组成有关，在同一初始组成情况下则与反应速率有关，当甲醇含量较低时，由

于平衡的影响相对很小，最佳温度就高，随着反应的进行，甲醇含量升高，平衡影响增大，

最佳温度就低。即先高后低。

实现最佳温度，还要考虑到触媒的特性和寿命，触媒使用初期，活性较好，反应温度可

低些，触媒使用后期，温度要适当提高，对铜基触媒而言，其初期，使用温度在220～240℃，

中期在250℃左右，后期使用温度可提高到260～270℃。

9、循环气中的惰性气体而已及对合成甲醇的影响

惰性气体有：CH、N、Ar。惰性气体组分在合成反应中不参与反应，但影响着反应速

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率。惰性气体含量太高，降低反应速率，生产单位产量的动力消耗增加；维持低惰性气体含

量，则放空量增大，有效气体损失多。一般来说，适宜的惰性气含量，要根据具体情况而定，

而且也是调节工况的手段之一，触媒使用初期，活性高则可允许较高的惰性气含量；触媒使

用后期，一般维持在较低的惰性气含量。目标若是高产则惰性气含量可较低，目标若是低耗，

则可维持较高的惰性气含量。

10、合成甲醇的原料气中CO的量对合成甲醇的影响

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(1)从反应式看，CO能参加生成甲醇的反应，CO合成甲醇要比CO多耗1分子H，同时生

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成1分子HO，因此当原料气中H含量较低的情