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煤基合成气制甲醇 煤基合成气制甲醇 摘要：以水煤浆制取合成气，在变换催化剂作用下经水气变换，进入甲醇合成塔，在甲醇合成催化剂作用下合成甲醇，同时探讨制备过程的影响因素。 关键词：水煤浆；变换催化剂；甲醇合成催化剂；甲醇合成；影响因素。 1．甲醇产业现状 1.1用途： 甲醇是重要的基础化工原料之一，加入汽油掺烧或代替 汽油作为动力燃料以及用来合成甲醇蛋白。 1.2政策： 发展使用甲醇作为新的替代燃料,已经成为一种趋势。 国内,良好的国家政策成为促进甲醇发展的重要因素，提出了“发展替代能源”的重大战略举措 2．煤基合成气制甲醇 可分为三大部分：煤气化制合成气、水气变换及甲醇合成。 2．1、煤气化制合成气 煤气化技术包括粉煤气化和水煤浆气化技术 2．1．1水煤浆气化 原料 + 氧化剂 + 温度缓和剂 ? C、H、N、S、O灰分 O2 H2O ? 产品:主要成分：CO、H2、CO2、H2O 次要成分：（2%）H2S、N2、CH4 微量组分（200PPm）：NH3、COS、HCN及灰渣 2．1．1水煤浆气化 第一步：裂解及挥发份燃烧 第二步：燃烧及气化。 第三步：气化反应 各步反应为： (1)非均相水煤气反应 C+2H2O 2H2+CO2+Q (2)变换反应 CO+H2O CO2+H2-Q (3)甲烷化反应 CO+3H2 CH4+H2O-Q (4)加氢气化反应 C+2H2 CH4-Q (5)部分氧化反应 C+1/2O2 CO+Q (6)氧化反应 C+O2 CO2-Q (7)CO2还原反应 C+CO2 2CO-Q (8)热裂解反应 CmHn （n/4)CH4+[(4m-n)/4]C-Q 。 2．1．2水煤浆加压气化影响因素 影响水煤浆气化的主要因素有：煤质、水煤浆浓度、氧碳比、气化温度和气化压力等。而添加的助溶剂对气化温度的选定有一定的影响。 A．煤质 煤的变质程度 低，反应活性高 高，反应活性低 B．煤浆浓度 低，氧耗，有效气产率 高，粘度增大，流动性变差；沉降，堵塞管路 总原则是在保证流动性及不沉降前提下，尽可能地提高水煤浆浓度。实际： 60-65% C．氧碳比 根据水煤浆部分氧化反应式： CmHnsy+(m/2)O2=Mco+[(n-2y)/2]H2+yH2S 2．1．2水煤浆加压气化影响因素 理论上氧/碳=1。 氧碳比增大，放热增加，炉温升高，利于气化；过大，有效气中二氧化碳增加，气化效率降低。 D．反应温度 反应温度高，利于气化，提高气化炉操作温度是由提高气化的氧煤比来实现；过高，炉砖磨耗升高。 选择原则是保证气化炉正常排渣的前提下，尽可能降低气化炉操作温度。 E．气化压力 气化反应是体积增大的反应，提高反应压力不利于达到化学平衡，但实际生产中普遍采用加压操作。 原因：增加反应物浓度，加快反应速度，提高气化效率；雾化质量，设备占地面积；动力消耗 2．2变换和热回收 1.气化炉送来得甲醇原料气中含有：CO、CO2、H2、CH4、H2S、COS等气体成分。铁系触媒：其中过量的H2S、COS能使变换触媒中毒，且能使甲醇合成触媒中毒失活。 2.CO2与H2反应也能合成甲醇，但会生成一个H2O，使粗甲醇浓度下降。CO2与H2反应要多消耗一个H2分子，反应热CO2与H2比CO与H2合成甲醇少，所以CO2/CO比值太高对合成甲醇不利。 3. 工业生产中甲醇合成原料气的氢碳比即（H2- CO2） /(CO+ CO2)=2.05是最佳的，通过CO的变换反应来实现。 2．2变换和热回收 2．2．1变换反应的反应式： CO +H2O CO2 +H2+Q 特点：在催化剂作用下的