甲醇及其生產(chǎn)方式

科技情報開(kāi)發(fā)與經(jīng)濟I-TECH INFORMATTON DEVELOPMENT& ECONOMY2011年第21卷第21期文章編號:1005-6033(2011)21-0163-04收稿日期:2011-05-24甲醇及其生產(chǎn)方式侯瑞生(忻州市新技術(shù)研究所,山西忻州,034000擴要:介紹了利用煤炭、石油、天然氣生產(chǎn)甲醇的發(fā)展歷程,闡迷了甲醇合成工藝條件的選擇,并簡(jiǎn)要介紹了甲醇生產(chǎn)過(guò)程中的重要技術(shù)—膜分離氫回收工藝關(guān)鍵詞:甲醇生產(chǎn);工藝條件;膜分離氫回收工藝中圖分類(lèi)號:TQ223.121文獻標識碼:A1甲醇的用途及其生產(chǎn)發(fā)展歷程入甲醇蒸汽,如果甲醇濺到皮膚上和眼睛里應迅速用大量清水沖洗。在工業(yè)甲醇作業(yè)處應有防毒面具、橡皮手套防護眼鏡等甲醇是最簡(jiǎn)單的飽和醇分子式為CHO常溫下是無(wú)色、透安全用具以備需用。明、易揮發(fā)、易燃燒的有毒液體沸點(diǎn)為6451℃,相對密度(20℃甲醇最早由木材和木質(zhì)素干餾制得故俗稱(chēng)木醇。自然界中14℃)07913,是重要的化學(xué)工業(yè)基礎原料和清潔液體燃料。甲醇游離態(tài)甲醇很少見(jiàn),但在許多植物油脂天然染料、生物堿中卻的用途十分廣泛除可作許多有機物的良好溶劑外,主要用于合有它的行生物。成纖維、甲醛塑料醫藥、農藥、染料、合成蛋白質(zhì)等工業(yè)生產(chǎn)甲醇工業(yè)已有近百年的發(fā)展歷史。在1923年以前,甲醇幾是一種基本的有機化工原料。甲醇和汽油(柴油)或其他物質(zhì)可乎全部是用木材或其廢料的分解蒸餾來(lái)生產(chǎn)的。甲醇的世界產(chǎn)混合成各種不同用途的工業(yè)用或民用的新型燃料,甲醇和汽油量當時(shí)每年只有4500t用60kg-100kg木材干餾只能獲得約混合可作為燃料用于運輸業(yè)1kg的甲醇,1m3的白樺木只能制得5kg-6kg的甲醇,而1m3甲醇液體及氣體都是劇毒的,人體應避免與甲醇接觸或吸的針葉樹(shù)木只能得到2kg-3kg的甲醇。這種“森林化學(xué)”的甲醇[5]左書(shū)華De3D在鰲江口外平陽(yáng)咀海域流場(chǎng)模擬中的應用 channel cross flow using two different turbulence models[J[J]水文,2007,27(6):55-58.International Joumal of Heat and Mass Transfer, 2006, 49: 3914[6]張繼民張新周,湯紅亮等DeB3D在海灣電廠(chǎng)溫排水數3928值模擬中的應用[]人民長(cháng)江,2009,40(1):5962.[10]范麗麗,沙海飛楊海燕熱污水表面側排的近區特性[][7]陽(yáng)昌陸倪浩清完全三維湍流數值模擬及其在冷卻水工程江蘇大學(xué)學(xué)報:自然科學(xué)版,2007,28(2):151-155中的應用J]水利學(xué)報,1993(5):12-22(實(shí)習編輯:唐尊進(jìn))[8]郝瑞霞.潮汐水域電廠(chǎng)溫排水的水流和熱傳輸準三維數值模擬[]水利學(xué)報,2004(8):6670第一作者簡(jiǎn)介:丁兆利男,1986年2月生,現為北京工業(yè)大[9]PATHAKM,DEWANA,DassAK.comPutationalprediction學(xué)209級水利水電工程專(zhuān)業(yè)在讀碩士研究生,北京市朝陽(yáng)區平of a slightly heated turbulent rectangular jet discharged into a narrow E 100 9,100124Summary of Thermal Discharge Numerical Simulation SoftwareDING Zhao-li, MA Chang-mingABSTRACT: With the development of computer technology, the study on thermal discharge numerical simulation iscontinuously deepening. This paper makes a brief introduction to some commercial software such as FLUENT, MIKE21 andDELFT3D that are commonly used in the field of thermal dischar中國煤化工 zes the advantages,disadvantages and applicable scopes of each mode, and puts forwardCNMH GNt trends of thermaldischarge numerical simulationKEY WORDS: FLUENT; MIKE21: DELFT3D; numerical simulation; thermal discharge侯瑞生甲醇及其生產(chǎn)方式本刊 E-mailbjb@ arcinfo. ne綜述含有丙酮和其他雜質(zhì)要從甲醇中除去這些雜質(zhì)比較閑難。由于甲醇生產(chǎn)提供了大規模的需求,而單系列大型甲醇生產(chǎn)裝置和甲醇的需要量與日俱增,木材干餾法不能滿(mǎn)足需要因此人們開(kāi)合成塔又是甲醇生產(chǎn)經(jīng)濟性的有效途徑。目前國外已提出百萬(wàn)始采用化學(xué)合成的方法生產(chǎn)甲醇。噸級的大甲醇裝置,國內隨著(zhù)國家能源安全戰略方針的考慮和利用化學(xué)方法生產(chǎn)甲醇的原料大致有煤、石油、天然氣和含大力發(fā)展煤化工和醇醚清潔燃料的進(jìn)展,目前在建和在立項設H2CO(或CO2)的工業(yè)廢氣等。1923年德國B(niǎo)ASF公司在合成氨計的甲醇裝置不斷擴大規模,有多套20萬(wàn)誰(shuí)、30萬(wàn)a40萬(wàn)v工業(yè)化的基礎上,首先用鋅鋁催化劑在高溫高壓下實(shí)現了由碳a50萬(wàn)va、60萬(wàn)v和更大規模的甲醇裝置陸續建成投產(chǎn)。與氫合成甲醇的工業(yè)化生產(chǎn)開(kāi)創(chuàng )了工業(yè)化生產(chǎn)甲醇的先河。2甲醇合成工藝條件的選擇業(yè)合成甲醇成本低、產(chǎn)量大,促進(jìn)了甲醇工業(yè)的迅猛發(fā)展。1966年英國ICI公司成功地實(shí)現了銅基催化劑在5MPa壓力下的低甲醇合成反應為放熱、體積縮小的可逆反應,溫度壓力及壓甲醇合成工藝;1972年又實(shí)現了更為經(jīng)濟的1MPa中壓法甲氣體組成對反應進(jìn)行的程度及速度有一定的影響。下面圍繞溫醇合成工藝。1971年德國的Lg公司相繼開(kāi)發(fā)了適用于天然度、壓力、空間速度及氣體的組成對甲醇合成反應的影響來(lái)討論氣渣油為原料的低壓法工藝。由于低壓法比高壓法在能耗裝工藝條件的選擇置建設和單系列反應器生產(chǎn)能力方面具有明顯的優(yōu)越性,所以21溫度從20世紀70年代中期起,國外新建裝置大多采用低壓法工藝在甲醇合成反應過(guò)程中,溫度對于反應混合物的平衡和速1996年APC公司建成了三相床(氣液、固)甲醇合成裝置,壓力率都有很大的影響。對于化學(xué)反應來(lái)說(shuō)溫度升高會(huì )使分子的運5MPa溫度220℃-280℃使用Cu/ZA細顆粒催化劑動(dòng)加快,分子間的有效碰撞增多,并使分子克服化合時(shí)阻力的能我國的甲醇生產(chǎn)始于1957年,20世紀50年代在吉林、蘭州力增大從而增加了分子有效結合的機會(huì ),使甲醇合成反應的速和太原等地建成了以煤或焦炭為原料來(lái)生產(chǎn)甲醇的裝置。60年度加快但是由一氧化碳加氫生成甲醇的反應和由二氧化碳加代建成了一批中小型裝置,并在合成氨工業(yè)的基礎上開(kāi)發(fā)了聯(lián)氫生成甲醇的反應均為可逆的放熱反應,對于可逆的放熱反應產(chǎn)法生產(chǎn)甲醇的工藝。70年代四川維尼綸廠(chǎng)引進(jìn)了一套以乙炔來(lái)講溫度升高固然使反應速率常數增大但平衡常數的數值將尾氣為原料的95萬(wàn)a低壓法裝置采用英國IcI技術(shù)。195年會(huì )降低。因此選擇合適的操作溫度對甲醇合成至關(guān)重要。所以12月,由化工部第八設計院和上?；ぴO計院聯(lián)合設計的20萬(wàn)必須兼顧兩個(gè)條件溫度過(guò)低達不到催化劑的活性溫度則反應甲醇生產(chǎn)裝置在上海太平洋化工公司順利投產(chǎn),標志著(zhù)我國不能進(jìn)行;溫度太高不僅增加了副反應消耗了原料氣而且甲醇生產(chǎn)技術(shù)向大型化和國產(chǎn)化邁出了新的一步。2000年,杭州應過(guò)快溫度難以控制容易使催化劑衰老失活。隨著(zhù)溫度逐漸林達公司開(kāi)發(fā)了擁有完全自主知識產(chǎn)權的wW低壓均溫甲醇合增加平衡常數逐漸降低,當溫度達到一定數值反應速度到成塔技術(shù),打破長(cháng)期來(lái)被IcI、Jgi等國外少數公司所壟斷擁的大,再繼續增加溫度,反應速度下降。所以對于一定組成的反應局面,并在2004年獲得國家技術(shù)發(fā)明二等獎。200年該技術(shù)成物具有最大反應速度的溫度,稱(chēng)為相應這個(gè)組成的最佳溫度。功應用于國內首家焦爐氣制甲醇裝置上。最佳溫度與組成有關(guān),當甲醇含量低時(shí)由于平衡影響較小,最南京國昌化工科技有限公司研發(fā)的GC型軸徑向低壓甲醇佳溫度就高。隨著(zhù)反應的進(jìn)行,甲醇含量升高平衡影響增大,最合成塔技術(shù),通過(guò)了中國石油和化學(xué)工業(yè)協(xié)會(huì )組織的鑒定。專(zhuān)家佳溫度就低。最佳溫度不是最佳反應溫度反應溫度取決于催化認為該甲醇合成塔結構新穎設計合理屬?lài)鴥仁讋?chuàng )填補了我劑的活性溫度不同催化劑其反應溫度不同。同時(shí)為了延長(cháng)催化國軸徑向低壓甲醇合成塔的空白。該項目為我國甲醇工業(yè)提供劑壽命反應初期宣采用較低溫度使用一段時(shí)間后再升溫至適了一種技術(shù)先進(jìn)造價(jià)低且易于大型化的新型合成裝置。該技術(shù)宜溫度。已于2003年底在山東久泰化工科技有限公司5萬(wàn)恤低壓甲醇22壓力裝置上首次運用成功。甲醇合成反應為分子數減少的反應,因此增加壓力有利于20世紀90年代,甲醇合成工藝日趨成熟,生產(chǎn)規模大型化反應向甲醇生成方向移動(dòng),使反應速度提高,增加裝置生產(chǎn)能并向高度自動(dòng)化操作水平發(fā)展。在國內外,大多數甲醇裝置都是力對甲醇合成反應有利。但壓力的提高對設備的材質(zhì)加工制與其他化工產(chǎn)品聯(lián)合生產(chǎn),其中具有代表性的是合成氨聯(lián)產(chǎn)甲造的要求也會(huì )提高,原料氣壓縮功耗也要增加以及由于副產(chǎn)物醇與城市煤氣聯(lián)產(chǎn)甲醇。近20年來(lái)甲醇生產(chǎn)在原料路線(xiàn)生產(chǎn)的增加還會(huì )引起產(chǎn)品質(zhì)量變差,所以工廠(chǎng)對壓力的選擇要綜合規模節能降耗、過(guò)程控制與優(yōu)化及與其他化工產(chǎn)品聯(lián)合生產(chǎn)等考慮技術(shù)經(jīng)濟效果各方面均有突破性進(jìn)展單產(chǎn)甲醇成為目前的發(fā)展方向。同時(shí)2.3空間速度隨著(zhù)技術(shù)的發(fā)展和能源結構的改變,甲醇合成和應用已成為化中國煤化工氣體與催化劑接觸時(shí)學(xué)工業(yè)中個(gè)重要分支在經(jīng)濟和社會(huì )發(fā)展中起著(zhù)重要的作用。間的長(cháng)CNMHG倒數。一般來(lái)說(shuō)催化隨著(zhù)甲醇制二甲醚(DME)、甲醇制烯烴(MTP)、甲醇制氫劑活性意高對同樣的生產(chǎn)負荷所需的接觸時(shí)間就愈短,空速就(MTH)以及甲醇汽油(汽油中摻燒10%-15%的甲醇)的發(fā)展為意大。瑞生甲醇及其生產(chǎn)方式本刊 Email: b jbesxinfone綜述甲醇合成所選用的空速的大小既涉及合成反應的醇凈值、的氫含量要大于理論量,以提高反應速度。氫氣過(guò)量同時(shí)還能抑合成塔的生產(chǎn)強度循環(huán)氣量的大小和系統壓力降的大小,又涉制高級醇、高級烴和還原物質(zhì)的生成減少HS中毒,提高粗甲及反應熱的綜合利用。醇的濃度和純度。同時(shí)又因氫的導熱性好,有利于防止局部過(guò)熱當甲醇合成反應采用較低的空速時(shí),氣體接觸催化劑的時(shí)和降低整個(gè)催化層的溫度。但氫氣過(guò)量會(huì )降低生產(chǎn)能力,工業(yè)生間長(cháng),反應接近平衡,反應物的單程轉化率高。由于單位時(shí)間通產(chǎn)中用銅系催化劑進(jìn)行生產(chǎn)時(shí),一般認為在合成塔人口的v(H2)過(guò)的氣量小,總的產(chǎn)量仍然是低的。由于反應物的轉化率高,單:v(co)=4-5較為合適。實(shí)際生產(chǎn)中我們的氫碳比按照以下關(guān)系位甲醇合成所需要的循環(huán)量較少,所以氣體循環(huán)的動(dòng)力消耗確定:v(HxCO2):v(C0+CO2)=205-215243cO2的影響當空速增大時(shí),將使出口氣體中醇含量降低,即醇凈值降cO2的影響比較復雜而且存在極值。完全沒(méi)有CO2的合成低催化劑床層中既定部位的醇含量與平衡醇濃度增大,反應速氣,催化劑活性處于不穩定區,催化劑運轉幾十小時(shí)后很快失度也相應增大。由于醇凈值降低的程度比空速增大的倍數要小,活。所以CO2是活性中心的保護劑,不能缺少。CO2的體積分數在從而合成塔的生產(chǎn)強度在增加空速的情況下有所提高,因此可4%以前,CO2的影響呈正效應促進(jìn)CO合成甲醇自身也會(huì )合成以增大空速以增加產(chǎn)量但實(shí)際生產(chǎn)中也不能太大,否則會(huì )帶來(lái)甲醇:但如果CO2含量過(guò)高就會(huì )因其強吸附性而占據催化劑的系列的問(wèn)題第一,提高空速,意味著(zhù)循環(huán)氣量的增加,整個(gè)系活性中心,因此阻礙反應的進(jìn)行,同時(shí)也降低了CO和H2的濃統阻力增加,使得壓縮機循環(huán)功耗增加。第二,甲醇合成是放熱度,從而降低反應速度,影響反應平衡,而且由于存在大量的反應,依靠反應熱來(lái)維持床層溫度。若空速增大,單位體積氣體CO2,使粗甲醇中的水含量增加,在精餾過(guò)程中增加能耗。一般認產(chǎn)生的反應熱隨醇凈值的下降而減少?？账龠^(guò)大催化劑溫度就為cO2的體積分數在3%~5%左右為宜難以維持,合成塔不能維持自熱則可能在不啟用加熱爐的情況3膜分離技術(shù)在甲醇生產(chǎn)中的應用下使床層溫度垮掉24入塔氣體組成現在新上甲醇合成項目均采用膜分離氫回收工藝。1977年,原料氣組成對催化劑活性的影響是比較復雜的問(wèn)題,由于美國 MONSANTO公司率先推出了商品化的普里森氣體膜分離濃度的交互作用和CO2濃度的影響,出現極值使許多動(dòng)力學(xué)方裝置用于合成氣HCO的比例調節。其所用的分離膜是梯度致程都難以概括其組成變化時(shí),測定結果是寬范圍的。密的聚酰亞胺中空纖維膜。到目前為止,許多套氣體膜系統在世241情性氣體(CH、N2A)的影響界各地運行,其中包括中國境內的200余套普里森和卡特斯膜合成系統中情性氣體含量的高低,影響到合成氣中有效氣分離系統體成分的高低。膜法氣體分離技術(shù)日趨成熟,并在許多領(lǐng)域中得到推廣和合成系統中情性氣體含量取決于制取合成氣工藝過(guò)程中所應用其中包括氣體分離、回收和濃縮;環(huán)保和節能;替代和完補入工藝新鮮氣中情性氣體的多少和從合成系統排放的氣量。成傳統分離過(guò)程不能承擔的任務(wù),成為膜工業(yè)的重要組成部非放量過(guò)多增加新鮮氣的消耗量損失原料氣的有效成分。分調節情性氣體的含量,可以改變觸媒床層的溫度分布和系我國氣體膜分離技術(shù)研究始于20世紀80年代初,自1988統總體壓力。當轉化率過(guò)高而使合成塔出口溫度過(guò)高時(shí),提高情年起大連化物所用白己研制生產(chǎn)的膜分離器先后為國內外近氣含量可以解決溫度過(guò)高的問(wèn)題。此外,在給定系統壓力操作百家化肥廠(chǎng)提供了膜分離氫回收裝置到日前為止國內各廠(chǎng)家下,為了維持一定的產(chǎn)量,必須確定適當的情氣含量,從而選擇利用自己研制開(kāi)發(fā)的或引進(jìn)國外先進(jìn)的膜材料和膜組件已開(kāi)發(fā)合適的排放量。出了多套膜分離裝置將進(jìn)一步降低膜分離裝置的投資,有利于242C和H2比例的影響加快我國氣體膜分離市場(chǎng)的快速發(fā)展甲醇合成主反應有:參考文獻Co+2H,=CH,OH+102.5 k]/mol[1]夏春江氣體膜分離技術(shù)在甲醇生產(chǎn)中的應用[門(mén)]貴州化CO +3H_CH,OH+H 0+59.6 kJ/mol工,2004(4):4041Co+H 0=CO,+H:+41. 19 k/mol2]錢(qián)百章甲醇市場(chǎng)和生產(chǎn)技術(shù)進(jìn)展門(mén)]國際化工信息,2004從化學(xué)反應方程式來(lái)看,合成甲醇時(shí)CO與H2的分子比為(7):12-14.2:1,CO2和H2的分子比是13,這時(shí)可以得到甲醇最大的平衡濃(實(shí)任編輯:薛培榮)度。而且在其他條件一定的情況下,可使甲醇合成的瞬間速度最V凵中國煤化工大。由生產(chǎn)實(shí)踐證明,當CO含量高時(shí)溫度不易控制,且會(huì )導致CNMHG月生1984年畢業(yè)于羰基鐵聚集在催化劑上,引起催化劑失活同時(shí)由于C0在催化太原理工大學(xué)煤化工專(zhuān)業(yè),助理餅死員仿州市新技術(shù)研究所,劑的活性中心的吸附速率比H2要快得多所以要求反應氣體中山西省忻州市03400科技情報開(kāi)發(fā)與經(jīng)濟SCI-TECH INFORMATION DEVELOPMENT ECONOMY2011年第21卷第21期文章編號:10056033(2011)21-0166-03收稿日期:2011-0608無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò )技術(shù)在交通管理中的應用康曉麗(山西省自動(dòng)化研究所,山西太原030012)摘要:簡(jiǎn)要介紹了無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò )技術(shù)探討了基于RFID傳感技術(shù)的道略交通狀況監視系統的建立,分析了系統的優(yōu)勢。關(guān)鍵詞:無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò )技術(shù);交通管理;RFID;道路交通狀況監視系統中圖分類(lèi)號:U491文獻標識碼:A近年來(lái),各大城市由于人口密度大新車(chē)增長(cháng)速度過(guò)快施工的集約訪(fǎng)問(wèn)階層管理;第三層為 Application層,是上層應用系項目多、市民的交通觀(guān)念差等原因交通擁擠情況十分嚴重已經(jīng)統,通過(guò)采用 NET API庫(只支持 Windows)、應用 WebService嚴重影響到人們的日常生活。由于交通路況的好壞與人們的日常DB實(shí)現流量實(shí)時(shí)監控、實(shí)時(shí)交通管制交通規劃系統等功能生活息息相關(guān)因此實(shí)時(shí)掌握全市各路段的車(chē)流量建立全面的交21RFD車(chē)輛感應標簽系統通流量管理系統從而合理建設、規劃交通,從根本上解決緩解交2..1車(chē)輛感應標簽構逵通擁擠問(wèn)題已經(jīng)成為交通管理部門(mén)的重要目標之一。車(chē)輛感應標簽構造如圖1所示信號燈1無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò )技術(shù)介紹射頻識別即RFD( Radio Frequency Identification)技術(shù),又稱(chēng)無(wú)線(xiàn)通信為電子標簽、無(wú)線(xiàn)射頻識別,是一種通信技術(shù),可通過(guò)無(wú)線(xiàn)電信號識別特定目標并且讀寫(xiě)相關(guān)數據,無(wú)需識別系統與特定目標之間建立機械或光學(xué)接觸也是一種非接觸的自動(dòng)識別技術(shù)。識別工作無(wú)須人工干預可工作于各種惡劣環(huán)境可識別高速運動(dòng)物體并可同時(shí)識別多個(gè)標簽操作快捷方便是目前發(fā)展最為迅cPU內存速潛力最大的新興無(wú)線(xiàn)技術(shù)之一。2基于RFID傳感技術(shù)的道路交通狀況監枧系統通過(guò)將RFID系統劃分為3層實(shí)現可靠、通用、易擴展的道圖1車(chē)輛感應標簽構造路交通狀況監視系統構建平臺。第一層也是最底層,為 Device車(chē)感標簽可以分為無(wú)線(xiàn)通信、傳感器、時(shí)鐘CPU內存層,即RFID傳感器硬件部分包括讀寫(xiě)裝置、物理設備(TCPP、電池等幾個(gè)部分。其中無(wú)線(xiàn)通信模塊保證了車(chē)輛感應標簽與信串口( USB,RS-23C)等);第二層為中間件層即RFD傳感器控號接收器之間的通信,通信距離根據天線(xiàn)型號的不同有80m、制服務(wù)器端,通過(guò) Event控制管理(包括數據過(guò)濾和 Event通知)300m和200m等3種,通信方式采用低功耗技術(shù),每枚電池保和設備管理(包括設備登陸管理和數據收集)實(shí)現Log收集分析證不間斷通信5年時(shí)間,通信速度高達2Mbs;傳感器模塊可以Methanol and Its Production ModeHOU Rui-shengABSTRACT: This paper introduces the development history of the凵中國煤化工eol, petroleum andCNMHG briefly an importanttechnology adopted in the production of methanol, membrane separation hydrogen recovery processKEY WORDS: production of methanol; process condition; membrane separation hydrogen recovery process166