甲醇合成技术简介

1、名称物理性质中毒症状救护方法允许浓度甲 醇CH3OH无色透明，无色透明，易燃，高挥易燃，高挥发液体，略发液体，略有酒精味。有酒精味。分子量：分子量：3232比重比重:0.791g:0.791g/cm/cm3 3沸点：沸点：64.764.7闪点：闪点：1212自燃点：自燃点：7070 爆炸极限：爆炸极限：6.76.736.5%36.5%1.1.急性中毒急性中毒(1)(1)轻度，神经衰轻度，神经衰弱，症状：头晕弱，症状：头晕头痛，恶心，视头痛，恶心，视力模糊。力模糊。(2)(2)重度，轻度症重度，轻度症状明显加剧，视状明显加剧，视力迅速减退，严力迅速减退，严重者剧烈头痛，重者剧烈头痛，痉挛，甚至昏

2、迷痉挛，甚至昏迷致死致死2.2.慢性中毒，神慢性中毒，神经衰弱及植物性经衰弱及植物性神经紊乱，眼肌神经紊乱，眼肌麻痹，眼睑下垂。麻痹，眼睑下垂。1.1.急性中毒者应迅急性中毒者应迅速脱离现场，脱去速脱离现场，脱去污染污染衣物污染污染衣物2.2.眼睛受污染立即眼睛受污染立即用用2%NaHCO32%NaHCO3溶液冲溶液冲洗洗3.3.中毒性精神病患中毒性精神病患者应注射者应注射B B族维生素族维生素或镇静剂。或镇静剂。4.4.重度中毒可用腹重度中毒可用腹膜透析或人工肾透膜透析或人工肾透析加速甲醇排泄。析加速甲醇排泄。空气中的甲空气中的甲醇最高允许醇最高允许浓度为浓度为50mg/m350mg/m3甲

3、醇主要用作化工原料、溶剂、燃料等。甲醇主要用作化工原料、溶剂、燃料等。甲醇作化工原料生产：甲醇氧化生产甲醛，甲胺、甲醇作化工原料生产：甲醇氧化生产甲醛，甲胺、甲烷氯化物、丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸甲酯、对本甲烷氯化物、丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸甲酯、对本二甲酸甲酯；甲醇羰基化生产醋酸、甲酸甲酯、碳二甲酸甲酯；甲醇羰基化生产醋酸、甲酸甲酯、碳酸二甲酯等；可生产甲基叔丁基醚；开发生产乙二酸二甲酯等；可生产甲基叔丁基醚；开发生产乙二醇、乙醇、乙醛等。醇、乙醇、乙醛等。甲醇作燃料：直接作燃料、燃料添加剂等。甲醇作燃料：直接作燃料、燃料添加剂等。甲醇用于生产农药：甲基对硫磷、多菌灵等。甲醇用于生产农药：甲基对硫

4、磷、多菌灵等。甲醇发酵生产甲醇蛋白，作饲料添加剂等。甲醇发酵生产甲醇蛋白，作饲料添加剂等。甲醛甲醛合成合成甲醛吸收甲醛吸收甲醛尾气锅炉甲醛尾气锅炉，丁炔二，丁炔二醇合成及精馏醇合成及精馏，丁炔二，丁炔二醇加氢及精馏醇加氢及精馏丁内酯丁内酯聚四氢呋喃聚四氢呋喃，丁二醇，丁二醇甲醇甲醇空气空气乙炔乙炔氢气氢气甲醛甲醛甲醇不仅是一种洁净的燃料，而且是极其重要甲醇不仅是一种洁净的燃料，而且是极其重要的有机化工原料，它是一碳化学的基础产品，的有机化工原料，它是一碳化学的基础产品，在国民经济中占有十分重要的地位。在国民经济中占有十分重要的地位。甲醇氧化生成甲醛、甲酸，燃烧生成二氧化碳。甲醇氧化生成甲醛、甲

5、酸，燃烧生成二氧化碳。CHCH3 3OH + 1/2OOH + 1/2O2 2 HCHO + H HCHO + H2 2O OHCHO + 1/2OHCHO + 1/2O2 2 HCOOH HCOOHCHCH3 3OH + 3/2OOH + 3/2O2 2 CO CO2 2 + 2H+ 2H2 2O O甲醇羰基化，生成醋酸甲醇羰基化，生成醋酸 CH CH3 3OH + CO CHOH + CO CH3 3COOHCOOH甲醇脱水甲醇脱水 2CH 2CH3 3OH OH （CHCH3 3）2 2O + HO + H2 2O O甲醇与光气生成碳酸二甲酯甲醇与光气生成碳酸二甲酯 2CH 2CH3 3

6、OH+COClOH+COCl2 2 （CHCH3 3O O）2 2CO + 2HClCO + 2HCl甲醇裂解甲醇裂解 CH CH3 3OH CO+2HOH CO+2H2 2目前世界上工业生产甲醇所采用的原料目前世界上工业生产甲醇所采用的原料主要有煤、石油主要有煤、石油( (渣油、石脑油渣油、石脑油) )、天然、天然气、煤气、乙炔尾气等其它富含氢气、气、煤气、乙炔尾气等其它富含氢气、一氧化碳、二氧化碳的废气等。一氧化碳、二氧化碳的废气等。经过精制的经过精制的COCO、CO2CO2分别与分别与H2H2在铜基在铜基催化剂的作用下反应生成甲醇，同时催化剂的作用下反应生成甲醇，同时伴有多种副反应，还有

7、甲酸甲酯，乙伴有多种副反应，还有甲酸甲酯，乙酸甲酯及其它高级醇、高级烷烃类生酸甲酯及其它高级醇、高级烷烃类生成。成。按照生产的压力可分为：按照生产的压力可分为：高压法：操作压力在高压法：操作压力在25-35MPa25-35MPa，通常为，通常为30MPa30MPa；温度；温度350-420350-420，催化剂为，催化剂为Zn-CrZn-Cr催化剂。高压法合成的特点催化剂。高压法合成的特点：压力高，能耗较大，副产物多，催化剂选择性、活性：压力高，能耗较大，副产物多，催化剂选择性、活性较铜基催化剂差。较铜基催化剂差。中压法：生产操作压力为中压法：生产操作压力为10MPa10MPa，其流程工艺与低

8、压甲，其流程工艺与低压甲醇工艺差不多，催化剂为铜基（铜醇工艺差不多，催化剂为铜基（铜- -锌锌- -铝，铜铝，铜- -锌锌- -铬）铬）。它是在低压法的基础上，针对大规模装置，为了节约。它是在低压法的基础上，针对大规模装置，为了节约投资，降低生产成本而发展起来的。投资，降低生产成本而发展起来的。低压法：生产操作压力为低压法：生产操作压力为5MPa5MPa，铜基催化剂（铜，铜基催化剂（铜- -锌锌- -铝铝，铜，铜- -锌锌- -铬），合成塔进口铬），合成塔进口220220左右，出口左右，出口250-270250-270。能耗低，杂质少，催化剂活性好。能耗低，杂质少，催化剂活性好。CO + 2H

9、2 = CH3OH + QCO + 2H2 = CH3OH + QCO2 +3 H2 = CH3OH+ H2O + QCO2 +3 H2 = CH3OH+ H2O + Q 2CO + 4H2 = CH3OCH3 + Q2CO + 4H2 = CH3OCH3 + Q CO + 3H2 = CH4 + H2O + Q CO + 3H2 = CH4 + H2O + Q 4CO + 8H2 = C4H9OH + 3H2O + Q 4CO + 8H2 = C4H9OH + 3H2O + Q CO2 + H2 = CO + H2O Q CO2 + H2 = CO + H2O Q nCO + 2nH2 =

10、nCO + 2nH2 = （CH2CH2）n + nH2O + Qn + nH2O + Q甲醇主反应是体积缩小、可逆的强放热反应，甲醇主反应是体积缩小、可逆的强放热反应，由于受反应平衡的限制，由于受反应平衡的限制，H2H2、COCO、CO2CO2混合气不混合气不能全部转化为甲醇，因此必须将已合成的甲醇能全部转化为甲醇，因此必须将已合成的甲醇进行分离，然后将未反应的混合气补入新鲜气进行分离，然后将未反应的混合气补入新鲜气继续循环生产。为了保持混合气中惰性气体小继续循环生产。为了保持混合气中惰性气体小于一定的含量，还必须不断的进行吹除，这样于一定的含量，还必须不断的进行吹除，这样就组成了整个甲醇合

11、成循环流程；甲醇合成反就组成了整个甲醇合成循环流程；甲醇合成反应只有在催化剂存在的条件下，才能较快进行，应只有在催化剂存在的条件下，才能较快进行，同时在较高压力和适宜温度下才能有较高的转同时在较高压力和适宜温度下才能有较高的转化率；同时反应热有汽包移走副产蒸汽。化率；同时反应热有汽包移走副产蒸汽。甲醇生产装置主要包括以下几大工序：甲醇生产装置主要包括以下几大工序：原料气制备（气化、净化）原料气制备（气化、净化）原料气压缩原料气压缩甲醇合成甲醇合成精馏等。精馏等。合理的氢碳比：合理的氢碳比：合理的二氧化碳和一氧化碳比例合理的二氧化碳和一氧化碳比例 ：二氧化碳在二氧化碳在合成原料气中的最佳含量应该

12、根据甲醇合成催化剂合成原料气中的最佳含量应该根据甲醇合成催化剂的种类与操作温度来调整。原料气中的二氧化碳的的种类与操作温度来调整。原料气中的二氧化碳的浓度决定于技术经济指标，适宜的浓度使得单位体浓度决定于技术经济指标，适宜的浓度使得单位体积的催化剂可取得最大量的甲醇。积的催化剂可取得最大量的甲醇。毒物与杂质的要求：毒物与杂质的要求：原料气中不含油、水、尘粒原料气中不含油、水、尘粒、硫化物、氯化物、羰基铁等杂质，特别是硫化物、硫化物、氯化物、羰基铁等杂质，特别是硫化物。铜基催化剂对硫、氯化合物更敏感，要求小于。铜基催化剂对硫、氯化合物更敏感，要求小于0.1ppm0.1ppm。甲醇原料气中硫、氯化

13、物的害处：甲醇原料气中硫、氯化物的害处：引起催化剂中毒引起催化剂中毒造成管道、设备的腐蚀造成管道、设备的腐蚀造成粗甲醇质量下降。造成粗甲醇质量下降。其它杂质的害处：其它杂质的害处：油在高温下分解成碳和高碳胶质，沉积在催化剂表面，油在高温下分解成碳和高碳胶质，沉积在催化剂表面，堵塞催化剂空隙，使催化剂活性降低。堵塞催化剂空隙，使催化剂活性降低。羰基铁镍会在催化剂空隙内吸附，形成重金属团堵塞催羰基铁镍会在催化剂空隙内吸附，形成重金属团堵塞催化剂空隙，改变催化剂结构，影响催化剂活性。化剂空隙，改变催化剂结构，影响催化剂活性。因此，原料气必须经过净化处理，净化的任务是清除因此，原料气必须经过净化处理，

14、净化的任务是清除油、水、羰基铁、硫化物、氯化物等杂质。油、水、羰基铁、硫化物、氯化物等杂质。保护床中装填有常温水解剂、脱硫剂、脱羰基铁镍剂保护床中装填有常温水解剂、脱硫剂、脱羰基铁镍剂，其作用是保护合成催化剂，脱除新鲜气中对催化剂，其作用是保护合成催化剂，脱除新鲜气中对催化剂有毒有害物质。有毒有害物质。有机硫与水蒸气在水解剂作用下反应，生成硫化氢及有机硫与水蒸气在水解剂作用下反应，生成硫化氢及二氧化碳等。所以在保护床进口加有高压蒸汽。反应二氧化碳等。所以在保护床进口加有高压蒸汽。反应式如下：式如下：COS+H2OH2S+CO2COS+H2OH2S+CO2。硫化氢扩散到氧化锌晶体表面后，与氧化锌

15、反应生成硫化氢扩散到氧化锌晶体表面后，与氧化锌反应生成硫化锌，晶体表面的硫离子不停向晶体内扩与内部氧硫化锌，晶体表面的硫离子不停向晶体内扩与内部氧离子进行交换，直至整个晶体全成硫化锌。反应是表离子进行交换，直至整个晶体全成硫化锌。反应是表示为：示为：ZnO+H2S=ZnS+H2OZnO+H2S=ZnS+H2O ZnO+COS=ZnS+CO2 ZnO+COS=ZnS+CO2操作温度操作温度操作压力操作压力催化剂性能催化剂性能空速空速气体组成气体组成催化剂催化剂甲醇合成铜基催化剂的最佳温度范围为甲醇合成铜基催化剂的最佳温度范围为210210260260。从动力学考虑，提高温度反应速率加。从动力学考

16、虑，提高温度反应速率加快，对反应有利；但从化学平衡考虑，提高温快，对反应有利；但从化学平衡考虑，提高温度甲醇平衡浓度下降对平衡不利。温度过高，度甲醇平衡浓度下降对平衡不利。温度过高，催化剂容易衰老；温度过低，催化剂活性差，催化剂容易衰老；温度过低，催化剂活性差，容易生成羰基化合物。另外，反应温度高，副容易生成羰基化合物。另外，反应温度高，副反应生成物量增大，使粗甲醇中的杂质增多，反应生成物量增大，使粗甲醇中的杂质增多，不但影响产品质量，而且增加了不但影响产品质量，而且增加了H2H2的消耗。还的消耗。还有在高温下易生成甲酸，会造成设备的氢腐蚀，有在高温下易生成甲酸，会造成设备的氢腐蚀，降低设备机

17、械强度。因此这就需要一个最佳的降低设备机械强度。因此这就需要一个最佳的操作温度。操作温度。为了保证催化剂有较长的使用寿命，应在确保为了保证催化剂有较长的使用寿命，应在确保产量的前提下，尽可能在允许的较低温度下操产量的前提下，尽可能在允许的较低温度下操作，同时反应器的操作温度应根据催化剂使用作，同时反应器的操作温度应根据催化剂使用的初期、中期及后期制定出合理的温度操作范的初期、中期及后期制定出合理的温度操作范围。触媒使用初期，活性较好，反应温度可低围。触媒使用初期，活性较好，反应温度可低些，触媒使用后期，温度要适当提高；对铜基些，触媒使用后期，温度要适当提高；对铜基触媒而言，一般其初期使用温度在

18、触媒而言，一般其初期使用温度在220240220240，中期在中期在250250左右，后期使用温度可提高到左右，后期使用温度可提高到260270260270。甲醇反应是分子数减少的反应，增加压力对正反甲醇反应是分子数减少的反应，增加压力对正反应有利；但压力升高，组分的分压提高，因此触应有利；但压力升高，组分的分压提高，因此触媒的生产强度也随之提高。而且操作压力受催化媒的生产强度也随之提高。而且操作压力受催化剂活性、负荷高低、空速大小、冷凝器分离好坏、剂活性、负荷高低、空速大小、冷凝器分离好坏、惰性气含量等影响。对于合成塔的操作，压力的惰性气含量等影响。对于合成塔的操作，压力的控制应根据触媒不同

19、时期活性的不同做适当的调控制应根据触媒不同时期活性的不同做适当的调整；当催化剂使用初期活性好，操作压力可较低；整；当催化剂使用初期活性好，操作压力可较低；催化剂使用后期活性降低，往往采用较高的操作催化剂使用后期活性降低，往往采用较高的操作压力，以保持一定的生产强度。总之，操作压力压力，以保持一定的生产强度。总之，操作压力须视催化剂活性、气体组成、反应器热平衡、系须视催化剂活性、气体组成、反应器热平衡、系统能量消耗等方面的具体情况而定。统能量消耗等方面的具体情况而定。空速：单位时间内，单位体积催化剂所通过的空速：单位时间内，单位体积催化剂所通过的气体流量气体流量, ,其单位为其单位为h-1h-1

20、。它表示气体与催化剂。它表示气体与催化剂接触时间长短。接触时间长短。提高空速，单程转化率下降，减缓催化反应，提高空速，单程转化率下降，减缓催化反应，有利于保护触媒和提高产量。但提高空速，循有利于保护触媒和提高产量。但提高空速，循环段能耗增加，如果空速过高，反应温度下降环段能耗增加，如果空速过高，反应温度下降明显，有时温度难以维持，产量下降。明显，有时温度难以维持，产量下降。空速主要靠联合压缩机的喘振阀控制。空速主要靠联合压缩机的喘振阀控制。在甲醇生产过程中，空速一般控制在在甲醇生产过程中，空速一般控制在10000-10000-30000h30000h-1-1之间。之间。根据甲醇反应的方程式，氢

21、气与一氧化碳合成甲醇的化根据甲醇反应的方程式，氢气与一氧化碳合成甲醇的化学当量比为学当量比为2 2，与二氧化碳的当量比为，与二氧化碳的当量比为3 3，当二者都存在，当二者都存在时，原料气对氢碳比要求有以下两种表达方式：时，原料气对氢碳比要求有以下两种表达方式：f=f=（H H2 2- -COCO2 2）/ /（CO+COCO+CO2 2）=2.1-2.15=2.1-2.15 在实际生产中在实际生产中, ,控制的氢控制的氢碳比应该比化学计量略高。新鲜气中碳比应该比化学计量略高。新鲜气中H2-CO2/CO+CO2H2-CO2/CO+CO2应控应控制在制在2.02.02.22.2，循环气中，循环气中

22、H2-CO2/CO+CO2H2-CO2/CO+CO2应控制在应控制在4 45 5。若若H2-CO2/CO+CO2H2-CO2/CO+CO2过小，容易发生副反应，容易结碳，且过小，容易发生副反应，容易结碳，且触媒活性容易衰老。触媒活性容易衰老。若若H2-CO2/CO+CO2H2-CO2/CO+CO2过大，过大，H2H2的消耗增加。的消耗增加。入塔气中入塔气中H2H2含量过高，对减少副反应，减少含量过高，对减少副反应，减少H2SH2S中毒，降中毒，降低羰基镍和高级醇的生成都是有利的，可以延长催化剂低羰基镍和高级醇的生成都是有利的，可以延长催化剂寿命。寿命。入塔气中入塔气中COCO含量是一个重要的操

23、作参数，一般控含量是一个重要的操作参数，一般控制在制在8 811%11%。入塔气中入塔气中CO2CO2含量一般控制在含量一般控制在2 25%5%，对甲醇合成，对甲醇合成有利，过高时反而会降低转化率。有利，过高时反而会降低转化率。入塔气中的惰性气体如入塔气中的惰性气体如CH4CH4、N2N2、ArAr等影响甲醇等影响甲醇合成率。惰性气体含量太高，降低反应速率，增合成率。惰性气体含量太高，降低反应速率，增大动力消耗，维持惰性气体低含量，则放空量大，大动力消耗，维持惰性气体低含量，则放空量大，损失有效气体。一般来说，催化剂使用前期活性损失有效气体。一般来说，催化剂使用前期活性高，可允许较高的惰性气体

24、含量，驰放气可少放，高，可允许较高的惰性气体含量，驰放气可少放，后期活性差，要求惰性气体含量低，驰放气就要后期活性差，要求惰性气体含量低，驰放气就要多放多放, ,一般情况下，惰性气体含量控制在一般情况下，惰性气体含量控制在10%10%。有利因素：有利因素：在原料气中在原料气中H2H2含量较低的情况下，使更多的含量较低的情况下，使更多的H2H2和和 CO CO生成甲醇。生成甲醇。 CO2 CO2的存在一定程度上抑制了二甲醚的生成。因为二甲醚是的存在一定程度上抑制了二甲醚的生成。因为二甲醚是 2 2分子甲醇脱水反应的产物。分子甲醇脱水反应的产物。CO2CO2与与H2H2合成甲醇的反应生成水，合成甲

25、醇的反应生成水，对抑制甲醇脱水反应起到了积极的作用。它阻止对抑制甲醇脱水反应起到了积极的作用。它阻止 CO CO转成转成 CO2 CO2，这个反应在这个反应在H2OH2O存在时会发生。存在时会发生。有利于调节温度，防止超温，保护铜基催化剂的活性，延长使有利于调节温度，防止超温，保护铜基催化剂的活性，延长使用寿命。用寿命。能防止催化剂结碳。能防止催化剂结碳。不利因素：不利因素：CO2CO2浓度过高浓度过高, ,会造成会造成H2H2消耗增多，粗甲醇含水量增多消耗增多，粗甲醇含水量增多, ,降低压缩降低压缩机生产能力机生产能力, ,增加气体压缩与精馏粗醇的能耗，故增加气体压缩与精馏粗醇的能耗，故CO

26、2CO2在原料气中在原料气中有一个最佳含量（有一个最佳含量（3%3%左右）。左右）。活性越高，反应越好。活性越高，反应越好。选择性越高，副产物越低：甲烷、乙醇等副产物在热力选择性越高，副产物越低：甲烷、乙醇等副产物在热力学上较甲醇更为稳定，更容易生成。它们生成量的多少学上较甲醇更为稳定，更容易生成。它们生成量的多少，取决于催化剂的性能与操作条件的变化。这也说明，取决于催化剂的性能与操作条件的变化。这也说明，在合成甲醇过程中，在催化剂表面上存在着合成甲醇反在合成甲醇过程中，在催化剂表面上存在着合成甲醇反应与诸多副反应的竞争，如果催化剂对合成甲醇的反应应与诸多副反应的竞争，如果催化剂对合成甲醇的反

27、应具有很高的活性，相对来说抑制了副反应的发生，即具具有很高的活性，相对来说抑制了副反应的发生，即具有良好的选择性，否则，活性衰退对副反应竞争有利，有良好的选择性，否则，活性衰退对副反应竞争有利，催化剂选择性降低，副反应的生成量逐渐增加。催化剂选择性降低，副反应的生成量逐渐增加。操作条件的变化对催化剂的选择性有较大影响，气体组操作条件的变化对催化剂的选择性有较大影响，气体组成对催化剂的选择性也有较大影响，适当提高成对催化剂的选择性也有较大影响，适当提高CO2CO2含量可含量可抑制醚等副产物的生成；当抑制醚等副产物的生成；当H2-CO2/CO+CO2H2-CO2/CO+CO2提高时，相应提高时，相

28、应降低了降低了COCO浓度而抑制了副反应的发生与进行。浓度而抑制了副反应的发生与进行。过渡金属如铁、镍、钴等可使过渡金属如铁、镍、钴等可使COCO发生解离吸附而促发生解离吸附而促进烷烃的生成，合成甲醇反应是在高压、高浓度进烷烃的生成，合成甲醇反应是在高压、高浓度COCO体系中进行的，在前面的低温区域中，羰基铁的生体系中进行的，在前面的低温区域中，羰基铁的生成几乎是不可避免的，通常挥发、分解、气流夹带成几乎是不可避免的，通常挥发、分解、气流夹带的方式沉积在催化剂表面上，导致其活性下降，促的方式沉积在催化剂表面上，导致其活性下降，促进烷烃的生成，甚至出现明显结蜡现象。当催化剂进烷烃的生成，甚至出现

29、明显结蜡现象。当催化剂中含有少量二氧化硅或其它酸性氧化物时，也会促中含有少量二氧化硅或其它酸性氧化物时，也会促进蜡的生成，开停车处理不当，催化剂在进蜡的生成，开停车处理不当，催化剂在210210以下以下与原料气接触时，也会导致蜡的产生。为了尽可能与原料气接触时，也会导致蜡的产生。为了尽可能减少蜡的生成，操作时应尽量避免工艺波动，减少减少蜡的生成，操作时应尽量避免工艺波动，减少停车次数，同时，催化剂生产厂家也应努力降低催停车次数，同时，催化剂生产厂家也应努力降低催化剂中有害杂质含量化剂中有害杂质含量。主要是二甲醚，它是由甲醇脱水而生成的主要是二甲醚，它是由甲醇脱水而生成的，脱水剂都有利于二甲醚的

30、生成。，脱水剂都有利于二甲醚的生成。在化学反应中能改变反应速度而本身的在化学反应中能改变反应速度而本身的组成和重量在反应前后保持不变的物质组成和重量在反应前后保持不变的物质叫催化剂。加快反应速度的称正催化剂叫催化剂。加快反应速度的称正催化剂；减慢的称负催化剂。通常所说的催化；减慢的称负催化剂。通常所说的催化剂是指正催化剂。剂是指正催化剂。催化作用改变了化学反应的途径。催化作用改变了化学反应的途径。催化作用不能改变化学平衡状态，但却能缩短了达催化作用不能改变化学平衡状态，但却能缩短了达到平衡的时间，在可逆反应中能以同样的倍数提高到平衡的时间，在可逆反应中能以同样的倍数提高正逆反应的速度。催化剂只

31、能加速在热力学上可能正逆反应的速度。催化剂只能加速在热力学上可能发生的反应，而不能加速热力学上不可能发生的反发生的反应，而不能加速热力学上不可能发生的反应。应。催化作用的选择性。催化剂可使相同的反应物朝不催化作用的选择性。催化剂可使相同的反应物朝不同的方向反应生成不同的产物，但一种催化剂在一同的方向反应生成不同的产物，但一种催化剂在一定条件下只能加速一种反应。例如一氧化碳和氢气定条件下只能加速一种反应。例如一氧化碳和氢气分别使用铜和镍两种催化剂，在相应的条件下分别分别使用铜和镍两种催化剂，在相应的条件下分别生成甲醇和甲烷生成甲醇和甲烷+ +水。水。衡量一个催化剂的催化效能采用催化活衡量一个催化

32、剂的催化效能采用催化活性来表示。催化活性是指催化剂对反应性来表示。催化活性是指催化剂对反应速度的影响程度，是判断催化剂效能高速度的影响程度，是判断催化剂效能高低的标准。工业上常用转化率来表示催低的标准。工业上常用转化率来表示催化活性。表示方法为：在一定反应条件化活性。表示方法为：在一定反应条件下，已转化掉反应物的量占进料量的百下，已转化掉反应物的量占进料量的百分数，甲醇的单程转化率为。分数，甲醇的单程转化率为。对大多数工业催化剂来说，它的物理性质及化学性对大多数工业催化剂来说，它的物理性质及化学性质随催化反应的进行发生微小的变化，短期很难觉质随催化反应的进行发生微小的变化，短期很难觉察，然而，

33、长期运行过程中，这些变化累积起来，察，然而，长期运行过程中，这些变化累积起来，造成催化剂活性、选择性的显著下降，这就是催化造成催化剂活性、选择性的显著下降，这就是催化剂的失活过程。另外，反应物中存在的毒物和杂质剂的失活过程。另外，反应物中存在的毒物和杂质，上游工艺带来的粉尘，反应过程中，原料结碳等，上游工艺带来的粉尘，反应过程中，原料结碳等外部原因也引起催化剂活性和选择性下降。外部原因也引起催化剂活性和选择性下降。催化剂失活的主要原因是：原料中的毒物，催化剂催化剂失活的主要原因是：原料中的毒物，催化剂超温引起热老化，进料比例失调，工艺条件波动以超温引起热老化，进料比例失调，工艺条件波动以及长期

34、使用过程中由于催化剂的固体结构状态发生及长期使用过程中由于催化剂的固体结构状态发生变化或遭到破坏而引起的活性、选择性衰减。变化或遭到破坏而引起的活性、选择性衰减。甲醇催化剂在使用过程中铜微晶逐渐长大，铜甲醇催化剂在使用过程中铜微晶逐渐长大，铜表面积逐渐减小而引起活性下降，使用温度的表面积逐渐减小而引起活性下降，使用温度的提高将加速铜微晶长大的速度，加快活性衰退提高将加速铜微晶长大的速度，加快活性衰退的速度。因此，必须采取措施防止热老化的速度。因此，必须采取措施防止热老化: :在在升温还原及开停车过程中，要防止超温。在保升温还原及开停车过程中，要防止超温。在保证产量及稳定操作的前提下，尽可能降低

35、操作证产量及稳定操作的前提下，尽可能降低操作温度，每次提升热点温度应慎重，提升幅度不温度，每次提升热点温度应慎重，提升幅度不易过大，一般以易过大，一般以5 5以下为好。控制总硫含量以下为好。控制总硫含量在在0.1PPm0.1PPm以下。适当提高新鲜气中以下。适当提高新鲜气中CO2CO2的含量的含量。三低：三低：低温出水；低氢还原；还原结束后低负荷运低温出水；低氢还原；还原结束后低负荷运行。行。三稳：三稳：提温稳、补氢稳、出水稳。提温稳、补氢稳、出水稳。三不：三不：提氢与提温不同时进行，水分不带入塔体，提氢与提温不同时进行，水分不带入塔体，高温出水时间不能太长。高温出水时间不能太长。三控制：三控

36、制：控制补氢速度，补氢速度要慢，防止温度控制补氢速度，补氢速度要慢，防止温度剧烈变化；控制二氧化碳剧烈变化；控制二氧化碳1 1；控制出水速率，出；控制出水速率，出水速度要慢；控制水汽浓度在指标范围内。水速度要慢；控制水汽浓度在指标范围内。还原期间分离器注意液位严防带水。还原期间分离器注意液位严防带水。还原过程中应遵循还原过程中应遵循“提氢不提温、提温不提氢提氢不提温、提温不提氢”的的原则。原则。甲醇反应甲醇反应是是一个多相催化过程，这个复杂的过一个多相催化过程，这个复杂的过程按照下列五个过程进行：程按照下列五个过程进行：扩散扩散气体从气相扩散到气体气体从气相扩散到气体- -催化剂界面。催化剂界

37、面。吸附吸附各种气体组分在催化剂活性表面上进行化学各种气体组分在催化剂活性表面上进行化学吸附。吸附。表面反应表面反应化学吸附的气体，按照不同的动力学进化学吸附的气体，按照不同的动力学进行反应生成产物。行反应生成产物。解吸解吸反应产物的脱附。反应产物的脱附。扩散扩散反应产物自气体反应产物自气体催化剂界面扩散到气相中催化剂界面扩散到气相中。来自来自净化净化按按2.02.02.22.2的氢碳比混合的甲醇原料气，的氢碳比混合的甲醇原料气，经过硫保护罐经过硫保护罐再次脱除硫和氯，进再次脱除硫和氯，进联压机升联压机升压后压后与甲醇分离器出来的循环气混与甲醇分离器出来的循环气混合进入气体换热器壳程，被合进入

38、气体换热器壳程，被管管程的出口气加热至程的出口气加热至200200220220后，后，由合成反应器顶部进入反应管顶端，然后沿轴向进入装有铜基催由合成反应器顶部进入反应管顶端，然后沿轴向进入装有铜基催化剂化剂的的反应管，在催化剂的作用下，反应管，在催化剂的作用下，H2H2和和COCO、CO2CO2发生合成反应发生合成反应生成甲醇，并伴有微量副反应。反应后生成甲醇，并伴有微量副反应。反应后的的气体进入气体换热器气体进入气体换热器管管程，与壳程入口气体换热后，在此有少量甲醇气体被冷凝，然后程，与壳程入口气体换热后，在此有少量甲醇气体被冷凝，然后进入甲醇水冷器的管间，被循环水冷却至进入甲醇水冷器的管间，被循环水冷却至4040后经水冷器出口阀后经水冷器出口阀进入甲醇分离器，从甲醇分离器顶部出来的循环气，绝大部分是进入甲醇分离器，从甲醇分离器顶部出来的循环气，绝大部分是未反应的合成气及少量的惰性气，在排放一定量的驰放气后，进未反应的合成气及少量的惰性气，在排放一定量的驰放气后，进入联合压缩机的循环段，连续进行循环使用。为防止合成系统中入联合压缩机的循环段，连续