煤气化制甲醇技术作业3 一、多项选择题 1.CD 2.BCD 3.D 4.ABCD 5.ABCD 6.BCD 7.D 8.A 9.BCD 10.BC 二、判断题 1.× 2 .X 3. 4. 5.× 6.× 7.√ 8.× 9.√ 10. 三、填空题 1.气液热量 2.将甲醇组分和水及重组分分离，得到产品精甲醇：将水分离出来，并尽量降低有机杂质的 含量：分离出重组分一一杂醇油：采出乙醇，制取低乙醇含量的精甲醇。 3.硼稀土元素 4.合成气自气相扩散到气体-催化剂界面 合成气在催化剂活性表面上被化学吸附 被吸附的合成气在催化剂活性表面进行化学反应形成产物 反应产物在催化剂表面脱附 反应产物自催化剂界面扩散到气相中 5.制备阶段、还原阶段 6.320-400℃200-290℃
煤气化制甲醇技术作业 3 一、多项选择题 1.CD 2.BCD 3.D 4.ABCD 5.ABCD 6.BCD 7.D 8.A 9.BCD 10.BC 二、判断题 1． × 2． × 3． √ 4． √ 5． × 6． × 7． √ 8． × 9． √ 10． × 三、填空题 1.气液 热量 2.将甲醇组分和水及重组分分离，得到产品精甲醇；将水分离出来，并尽量降低有机杂质的 含量；分离出重组分——杂醇油；采出乙醇，制取低乙醇含量的精甲醇。 3.硼 稀土元素 4.合成气自气相扩散到气体-催化剂界面 合成气在催化剂活性表面上被化学吸附 被吸附的合成气在催化剂活性表面进行化学反应形成产物 反应产物在催化剂表 面脱附 反应产物自催化剂界面扩散到气相中 5.制备阶段、还原阶段 6.320-4000 C 200-2900 C
7.共沉淀法 8.干法、湿法 四、简答题 1.甲醇合成过程的化学反应方程式。 甲醇合成过程包括主反应和副反应。 主要化学反应：合成气中的C0与H,在催化剂的作用下发生如下反应： C0+2H2→CH30H 当有二氧化碳存在时，二氧化碳按如下反应生成甲醇： C02+H2→C0+H20 C0+2H2→CH0H+H20 典型的副反应： C0+3L2→CH,+H20 2C0+4H2→CH0CH,+H0 4C0+8H2→CHg0H+3H20 2.甲醇合成为什么要严格控制反应温度。 在甲醇合成反应过程中，温度对于反应混合物的平衡和速率都有很大影响。甲醇合成存 在一个最适宜温度。催化剂床层的温度分布要尽可能接近最适宜温度曲线。另一方面，反应 温度与所选用的催化剂有关，不同的催化剂有不同的活性温度。对每种催化剂在活性温度范 围内部有较适宜的操作温度区间。甲醇合成反应温度越高，则副反应增多，生成的粗甲醇中 有机杂质等组分的含量也增多，给后期粗甲醇的精馏加工带来困难。因此，严格控制反应温 度并及时有效地移走反应热是甲醇合成反应器设计和操作的关键。 3.画出Lurgi低压法甲醇合成工艺流程图，并简述之
7. 共沉淀法 8.干法、湿法 四、简答题 1.甲醇合成过程的化学反应方程式。 甲醇合成过程包括主反应和副反应。 主要化学反应：合成气中的 CO 与 H２在催化剂的作用下发生如下反应： CO+２H2→CH3OH 当有二氧化碳存在时，二氧化碳按如下反应生成甲醇： CO2+H2→CO+H2O CO+２H2→CH3OH+H2O 典型的副反应: CO+3H2→CH4+H2O 2CO+4H2→CH3OCH 3+H2O 4CO+8H2→C4H9OH+3H2O 2.甲醇合成为什么要严格控制反应温度。 在甲醇合成反应过程中，温度对于反应混合物的平衡和速率都有很大影响。甲醇合成存 在一个最适宜温度。催化剂床层的温度分布要尽可能接近最适宜温度曲线。另一方面，反应 温度与所选用的催化剂有关，不同的催化剂有不同的活性温度。对每种催化剂在活性温度范 围内部有较适宜的操作温度区间。甲醇合成反应温度越高，则副反应增多，生成的粗甲醇中 有机杂质等组分的含量也增多，给后期粗甲醇的精馏加工带来困难。因此，严格控制反应温 度并及时有效地移走反应热是甲醇合成反应器设计和操作的关键。 3. 画出 Lurgi 低压法甲醇合成工艺流程图，并简述之
脱碳工段 脱硫工段 分 热交 离 循环机 器 换器 合 粗 成 塔 醇 锅炉给水 水冷器 换热器 典型的Lurgi法低压甲醇合成工艺流程见图11一6.由脱碳工段来的高氢气体与循环气 混合，进入循环机加压，再与脱硫后的气体混合，经换热器预热到225℃，进入管壳型甲醇 合成塔的列管内，在铜基催化剂的作用下，于5MP、240一260℃温度下进行甲醇合成反应。 甲醇合成反应放出的热量很快被沸腾水移走。合成塔壳程的锅炉给水是自然循环的，这样通 过控制沸腾水上的蒸汽压力可以保持恒定的反应温度。反应后出塔气体与进塔气体换热后温 度降至91.5℃，经锅炉给水换热器冷却到60℃，再经水冷器冷却到40℃，进入甲醇分离器， 分离出来的气体大部分回到循环机入口，少部分排放，液体粗甲醇则送精馏工段。 4.精馏塔塔顶温度控制的意义是什么？ 精馏塔塔顶温度是决定甲醇产品质量的重要条件，常压精馏塔一般控制塔顶温度66一 67℃。如在塔内压力稳定的前提下，塔项温度升高，则说明塔顶重组分增加，使甲醇的沸程 和高锰酸钾值超标，这时必须判定是工艺原因还是设备冷凝器泄漏原因。前者往往是因为塔 内重组分上升，后者则由于塔外水分被回流液带至塔顶。是工艺原因则应调节蒸汽量和回流 量，必要时可减少或暂停采出精甲醇，待塔顶温度正常后再采出产品，以保证塔内物料平衡。 如果设备冷凝器泄漏，则应停车消除泄漏点，然后恢复正常生产。 5.简述粗甲醇双塔精馏工艺流程。 1)在粗甲醇贮槽的出口管（泵前）上，加入含量为8%一10%Na0H溶液，使粗甲醇呈弱 碱性(pH=8-9)。 2)加碱后的粗甲醇，经过热交换器用热水（为各处汇集之冷凝水，约100℃）加热至 60一70℃后进入预精馏塔。 3)在预精馏上部（或进塔回流管上）加入萃取剂。 4)预精馏塔塔项出来的蒸气(66一72℃)经过冷凝器被冷却水冷却，绝大部分甲醇
典型的 Lurgi 法低压甲醇合成工艺流程见图 11－6.由脱碳工段来的高氢气体与循环气 混合，进入循环机加压，再与脱硫后的气体混合，经换热器预热到 225℃，进入管壳型甲醇 合成塔的列管内，在铜基催化剂的作用下，于 5MPa、240－260℃温度下进行甲醇合成反应。 甲醇合成反应放出的热量很快被沸腾水移走。合成塔壳程的锅炉给水是自然循环的，这样通 过控制沸腾水上的蒸汽压力可以保持恒定的反应温度。反应后出塔气体与进塔气体换热后温 度降至 91.5℃，经锅炉给水换热器冷却到 60℃，再经水冷器冷却到 40℃，进入甲醇分离器， 分离出来的气体大部分回到循环机入口，少部分排放，液体粗甲醇则送精馏工段。 4.精馏塔塔顶温度控制的意义是什么? 精馏塔塔顶温度是决定甲醇产品质量的重要条件，常压精馏塔一般控制塔顶温度 66－ 67℃。如在塔内压力稳定的前提下，塔顶温度升高，则说明塔顶重组分增加，使甲醇的沸程 和高锰酸钾值超标，这时必须判定是工艺原因还是设备冷凝器泄漏原因。前者往往是因为塔 内重组分上升，后者则由于塔外水分被回流液带至塔顶。是工艺原因则应调节蒸汽量和回流 量，必要时可减少或暂停采出精甲醇，待塔顶温度正常后再采出产品，以保证塔内物料平衡。 如果设备冷凝器泄漏，则应停车消除泄漏点，然后恢复正常生产。 5.简述粗甲醇双塔精馏工艺流程。 1）在粗甲醇贮槽的出口管（泵前）上，加入含量为 8%－10%NaOH 溶液，使粗甲醇呈弱 碱性（pH＝8－9）。 2）加碱后的粗甲醇，经过热交换器用热水（为各处汇集之冷凝水，约 100℃）加热至 60－70℃后进入预精馏塔。 3）在预精馏上部（或进塔回流管上）加入萃取剂。 4）预精馏塔塔顶出来的蒸气（66－72℃）经过冷凝器被冷却水冷却，绝大部分甲醇、 循环机 分 离 器 热 交 换器 合 成 塔 锅炉给水 换热器 水冷器 粗 甲 醇 放 空 脱碳工段 脱硫工段
水和少量有机杂质冷凝下来。塔底为预处理后的粗甲醇，温度约为75一85℃。 5)预处理后的粗甲醇在预精馏塔底部引出，由主精馏塔入料泵从主精馏塔中下部送入 主精馏塔 6)塔顶部蒸汽出来经过冷凝器冷却，冷凝液流入回流罐，再经回流泵加压送至塔顶进 行全回流。 7)精甲醇从塔顶往下数第5一8块板上采出
水和少量有机杂质冷凝下来。塔底为预处理后的粗甲醇，温度约为 75－85℃。 5）预处理后的粗甲醇在预精馏塔底部引出，由主精馏塔入料泵从主精馏塔中下部送入 主精馏塔 6）塔顶部蒸汽出来经过冷凝器冷却，冷凝液流入回流罐，再经回流泵加压送至塔顶进 行全回流。 7）精甲醇从塔顶往下数第 5－8 块板上采出
