天然氣制甲醇合成氣工藝及進(jìn)展

中國化工貿易第6卷第18期研究開(kāi)發(fā)China Chemical Trad2014年6月下旬刊天然氣制甲醇合成氣工藝及進(jìn)展孫本闊(青海油田格爾木煉油廠(chǎng)青海省格爾木市816000)摘要:本文將主要探討國內外關(guān)于天然氣制甲醇合成氣工藝的研究現狀以及天然氣制甲醇合成氣工芑的未來(lái)發(fā)展趨勢。在傳統的生產(chǎn)模式之中然氣制甲醇合成氣的傳統工芑是采用水蒸氣來(lái)完成對天然氣的催化氧化,這種技術(shù)已經(jīng)得到了廣泛的硏究和發(fā)展,但是由于經(jīng)過(guò)這種合成方法生產(chǎn)出來(lái)的合成氣很難査接合成甲醇。針對這樣的情況,不斷有新的技術(shù)出現來(lái)彌補這種技術(shù)的不足,在夲文之中也將重點(diǎn)介紹對這種工藝方法的取代方式一通過(guò)天然氣和二氧化碳的催化反應制得新型的合成氣(這種合成氣之中含有大量的一氧化碳,可以充分滿(mǎn)足甲醇合成的需要),并將介紹目前天然氣制甲醇合成氣的重要合成手段一一兩段轉化法制甲醇合成氣關(guān)鍵詞:天然氣;甲醇合成;工藝;進(jìn)展引言氣含量高的問(wèn)題,還可以有效的實(shí)現對二氧化碳廢氣的有效利用。其中甲醇在我國的工業(yè)制造行業(yè)有著(zhù)廣泛的應用,甲醇的產(chǎn)量將直接決定二氧化碳和甲烷氣體發(fā)生反應的方程式如下所我國的工業(yè)實(shí)力。因此,很有必要不斷更新甲醇的合成生產(chǎn)技術(shù),提升甲CO2+CH4200+2H2M298=247kJ/mol醇的產(chǎn)量和效率。與此同時(shí),甲醇作為C1化學(xué)的主要產(chǎn)品之一,甲醇燃燒對環(huán)境造成的破壞很小,因此甲醇的發(fā)展具有著(zhù)很廣闊的前景。截至目按照途中給出的化學(xué)反應方程式,可以看出,經(jīng)過(guò)反應過(guò)后的氫氣和氧化碳的比例己經(jīng)達到了1:1,可以滿(mǎn)足后續的甲醇合成反應的實(shí)際需前為止,關(guān)于甲醇的合成已經(jīng)出現了多種不同的合成方法,在我國使用最要。但是,進(jìn)行使用二氧化碳來(lái)完成天然氣的催化轉化工序也有著(zhù)急需解多的合成方法是水蒸氣合成法,但是這種方法生產(chǎn)出來(lái)的合成氣含氫氣量太高,難以直接合成甲醇,相對的合成甲醇的效率就比較低下。隨著(zhù)科學(xué)決的技術(shù)難題:由方程式可以看出,進(jìn)行二氧化碳和甲烷的反應需要熱量技術(shù)的不斷發(fā)展,越來(lái)越多的甲醇合成技術(shù)將不斷出現,在本文中,筆者這就導致反應要在高溫下進(jìn)行。但是,在高溫下進(jìn)行有可能會(huì )對催化劑的就將結合目前出現的新的甲醇合成方法,講述天然氣制甲醇合成氣工藝及要求提升,這就提出了對反應催化劑的設計要求。目前,隨著(zhù)科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展,已經(jīng)出現了許多耐高溫、抗積碳能力的催化劑,可以有效的1一段蒸氣轉化工藝制備甲醇合成成二氧化碳對天然氣的催化轉化工序。段蒸氣轉化工藝制備甲醇合成氣工藝是目前天然氣制甲醇合成氣3兩段轉化法制備甲醇合成氣工藝應用最廣泛的合成方法:一段蒸氣轉化工藝制備甲醇合成氣工藝3.1傳統的兩段轉化法制備甲醇合成氣(SMR)是在高溫的反應條件之下,加入相應的催化劑,促進(jìn)甲烷氣體和傳統的兩段轉化法制備甲醇合成氣指的是在第一步使用一段蒸氣轉水蒸氣生成反應,反應生成氫氣、一氧化碳氣體的混合氣體,一段蒸氣轉化工藝制備甲醇合成氣,然后再進(jìn)行后續的空氣、富氧轉化。通過(guò)這樣的化工藝制備甲醇合成氣工藝之中進(jìn)行的是強吸熱反應,需要外接通過(guò)高溫方式,就可以在不使用二氧化碳加入反應的基礎上,實(shí)現對多余氫氣的分提供大量的熱量才能夠發(fā)生反應。由于使用這種合成工藝需要加入大量的離,滿(mǎn)足甲醇合成的需求。這種方式可以實(shí)現甲醇的連續性合成操作,在水蒸氣,最后導致生成的產(chǎn)物之中有大量的氫氣存在,嚴重影響了后續的國內的大型甲醇合成廠(chǎng)家得到了廣泛的應用。甲醇合成工序。一段蒸氣轉化工藝制備甲醇合成氣工藝制備合成氣的的3.2純氧氣反應條件下的甲醇合成氣轉化工藝反應方程式如下所示主進(jìn)行傳統的兩段轉化法制備甲醇合成氣工序之中,不難發(fā)現,得到甲烷的轉化反應:CH4+H2O的甲醇合成氣所包含的熱量可以滿(mǎn)足一段蒸氣轉化工藝制備甲醇合成氣Co+ 3H的熱量需求,因此,可以使用甲醇合成氣進(jìn)行對一段蒸氣轉化工藝制備甲CHa+ CO2CO+ 2H2醇合成氣的熱量供應工作。通過(guò)這樣的方式,不僅僅可以避免氫含量過(guò)高甲醇的合成反應:CO+2H2H0H-Q影響甲醇合成的問(wèn)題,還可以有效的節約能量,降低生產(chǎn)的成本4結論CO2+ 3H2CH3OH+ H20-Q根據上文的描述,不難發(fā)現,目前的天然氣制甲醇合成氣工藝主要是通過(guò)對反應方程式的觀(guān)察,不難發(fā)現,無(wú)論是甲烷反應生成二氧化碳段蒸氣轉化工藝制備甲醇合成氣工藝,但是這種甲醇合成工藝卻存在比還是一氧化碳,都會(huì )產(chǎn)生多余的氫氣,為了實(shí)現后續的甲醇合成反應,必較明顯的缺陷—合成氣之中含氫氣的量過(guò)高,這就需要采用的分離氫氣須把多余的氫氣分離出去,或者是再加入相應比例的一氧化碳和二氧化碳或者是加入二氧化碳的方法來(lái)解決,增加了甲醇合成的成本。針對這樣的氣體(添加進(jìn)入的量應該和整個(gè)反應物理系統的平衡呈一定比例關(guān)系,與情況,本文介紹了兩段轉化法制備甲醇合成氣以及加入二氧化碳催化氧化此同時(shí),由于二氧化碳氣體相對比較容易獲取,一般是加入二氧化碳氣體,的方法,通過(guò)這種方法,可以很有效的解決甲醇合成氣之中氫氣含量過(guò)高可以很有效的節省甲醇生產(chǎn)成本的問(wèn)題,有著(zhù)很好的發(fā)展前景。以上是本人的粗淺之見(jiàn),由于本人的知識截至目前為止,一段蒸氣轉化工藝制備甲醇合成氣工藝已經(jīng)有了相對水平有限,文中如有不到之處還望相關(guān)工作人員批評指正比較完善的生產(chǎn)體系和生產(chǎn)工藝(其中最為著(zhù)名的一段蒸氣轉化工藝制備參考文獻甲醇合成氣工藝就是美國的凱洛格法制備甲醇以及英國的帝國化學(xué)工業(yè)[1]胡捷,賀德華.甲烷直接轉化及制合成氣研究新進(jìn)展[J天然氣化工(Cl化的蒸汽甲醇制備方法),這些方法雖然使用的反應器樣式不同,但是學(xué)與化工)2013,(2):4649基本的反映其裝置構成卻是基本相同的。與此同時(shí),隨著(zhù)催化劑技術(shù)的不2]鐘貽烈,李瓊玖.托普索天然氣大型甲醇廠(chǎng)工藝技術(shù)的選擇[J]化肥設斷提升,各種新型的催化劑不斷出現與工業(yè)實(shí)際應用,也會(huì )促進(jìn)一段蒸氣計,2013(4):18轉化工藝制備甲醇合成氣工藝的發(fā)展[3]楊志強,余長(cháng)舂,李然家,沈師孔.采用異形催化劑的兩段法CPO制合成氣工2使用二氧化碳來(lái)完成天然氣的催化轉化工序藝研究[石油與天然氣化工,2013,增刊(33):9在甲醇合成反應之中加入二氧化碳氣體對這個(gè)反應有著(zhù)良好的促進(jìn)[4]彭志斌.自熱轉化制合成氣工藝應用[J石油與天然氣化工,2013(3):250作用:在反應之中加入二氧化碳氣體,二氧化碳氣體可以和天然氣中的甲作者簡(jiǎn)介烷組分發(fā)生反應生產(chǎn)一氧化碳,使得合成氣之中的一氧化碳組分和二氧化孫本闊,男,1986年8月18日生,現于青海油田格爾木煉油廠(chǎng)工作,大學(xué)本碳組分增多。與此同時(shí),也可以降低氫氣在合成氣中占據的比例,有效的科學(xué)歷,青海省格爾木市人,化工助理工程師,從事甲醇生產(chǎn)工作解決合成氣之中氫氣含量過(guò)高的問(wèn)題。通過(guò)這種方式,可以有效的解決氫中國煤化工CNMHG154中國化工貿易| China Chemical Tradeww.chinachemicaltrade.com