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甲醇合成装置的设计、优化与运行对策

摘要

甲醇是重要化工原料，可以多来制造多种有机化工产品。近年来，我国对于甲醇的

求量一年比一年高，甲醇的合成所用原料非常广泛，相应的工艺也多种多样，我国的

能源结构特点是，石油储量贫乏，煤炭储量丰富，天然气储量缺少，因此煤化工在我国

能源方面扮演不可缺少的角色，其中煤炭作为合成甲醇的原材料这种工艺流程受到了国

内的广泛关注，其中以煤为原料合成甲醇受到广泛关注。本次设计采用以煤制甲醇技术

进行甲醇的生产，并主要研究的是紫悦化工厂生产甲醇的变换工段，在催化剂为SB-5型

宽温耐硫催化剂催化作用下达使反应效率达到最佳。

以阜阳紫悦化工厂年产10万吨甲醇变换为课题，通过介绍了甲醇对工业发展重要

性、催化剂的选择、国内外各种煤气化技术以及合成气变换工艺的反应机理，对一氧化

碳的变换工艺技术及流程进行细致研究，对工艺进行物料衡算和热量衡算，并得出相关

结论。

关键词：煤；甲醇变换；SB・5催化剂

论文类型：工程设计

目录

摘要1

1.文献综述2

1.2研究背景2

1.3我国甲醇行业概况3

1.3.1发展概况3

1.3.2发展趋势⑼3

1.4煤气化技术3

1.4.1国内外煤气化技术3

1.5合成气的变换工艺4

1.5.1反应机理4

1.5.2合成气的变换反应5

1.5.3变换反应的影响因素5

1.6变换催化剂的选择6

1

此外，随着我们党和国家对环境的重视，而甲醇作为一种清洁能源，燃烧排放的废

气非常低，可以完美代替一些高污染燃料并且其工艺发展流程成熟规范，符合我国的国

情要，相信在未来随着时代的发展，我国对于甲醇的求量将会进一增长。

1.3我国甲醇行业概况

13.1发展概况

在1950年时，我国的甲醇行业便开始进行初步的发展，在随后的二十年时间里我

国开始对与通过合成氨生产甲醇进行深入的开发。并且在1990年时由于脱硫工艺的广

泛使用，我国甲醇行业进入了第一个发展时期（赵晨光，李雅宁,2022）。而“十一五〃期

间，随着我国对于甲醇产业的不断完善，以及设备的成熟，在这类情况下出现了甲醇行

业发展的第二个时期。据统计我国2010年底，在此类环境内从这些背景中看出有高达

291家企业涉及甲醇的合成，其产能更是高达3840万吨，相较于2019年，其平均年增

长率约为23%（王子墨，陈云霞,2023）。

132发趋势错误!未找到引源。

对于高浓度一氧化碳的变换反应，中国研究人员开发了“水传热等温热变换技术气

该工艺技术是通过设置在催化剂床层内的传热管束及时除去变换反应热，达到控制变换

炉床温度的目的。它完全不同于现有的通过调整催化剂装载量来控制变换炉床层温度的

被动式设计思想（陈志勇，周宇飞,2021）。在此过程中，由于变换器床层温度易于控制，

而且床层温度相对较低，催化剂床层温度波动较小，因此在设计变换器的催化剂装载能

力时不必考虑当床层温度过高时，破环催化剂的活性。

1.4煤气化技术

以煤炭作为原材料合成甲醇符合我国的能源结构现状，煤制甲醇的工艺流程大概分

为可以分为空气分离可以除去空气中杂质影响，煤气化，甲醇合成，甲醇变换，脱硫，制

冷等，在此类环境内在这之中煤气化是最为重要的流程，在此类情况下可以通过不同的

煤气化工艺方法得到H2/CO比不同的粗合成气。我们通过不同的工艺要求决定采用那种

的煤气化技术（张智伟，周文博,2021）。

1.4.1国内外煤气化术

我国的煤气化技术可以根据气化炉内的物料的状态不同可以区分为固定床工艺、流

化床工艺、气流床工艺

（1）固定床煤气化工艺

固定床煤气化工艺的原材料一般是具有一定大小的煤炭，煤炭在气化炉的顶部加入,

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自上而下的时候，与气化炉中