甲醇生产技术完美精华集李霞宁夏工商职业技术学院课件

《甲醇生产技术》宁夏工商职业技术学院化工工程系《甲醇生产技术》宁夏工商职业技术学院单元一概述一单元二甲醇理化性质二单元三甲醇生产方法三单元四技术发展四学习情景一甲醇生产技术绪论化工工程系单元一概述一单元二甲醇理化性质二单元三甲醇生产方法2甲醇原料新技术下游产品甲醇能源单元一概述化工工程系甲醇原料新技术下游产品甲醇能源单元一概述化工工程系34无色透明、易挥发、可燃液体1235密度0.8100g/mL、沸点64.7℃溶于水、丙酮等，不溶于脂肪烃具有强毒性、误饮可失明在空气中的爆炸范围6.0%~36.5%单元二甲醇理化性质化工工程系4无色透明、易挥发、可燃液体1235密度0.8100g/mL4甲醛

合成乙酸二甲醚甲胺甲基氯化物酯类甲醇化工工程系甲醛合成乙酸二甲醚甲基氯化物甲醇化工工程系5甲烷部分氧化法氯甲烷水解法合成气加压催化氢化法123单元三甲醇生产方法化工工程系甲烷部分氧化法氯甲烷合成气加压催化氢化法123单元三甲醇生6与碱液共沸

氯甲烷水解法此法速度慢因水解法价格昂贵在工业上没有得到应用此法速度慢，在此法速度慢，因水解法价格昂贵，在工业上没有得到应用。化工工程系与碱液共沸氯甲烷水解法此法速度慢因水解法价格昂贵此法速7工艺流程简单，建设投资节省氧化过程不易控制，易深度氧化生成碳的氧化物和水原料和产品损失很大甲醇的总收率不高（３０％）未实现工业化

甲烷部分氧化法化工工程系工艺流程简单，建设投资节省甲烷部分氧化法化工工程系8中压法低压法高压法温度300~400℃压力20~30MPa锌铬催化剂温度240~300℃压力10~20MPa铜系催化剂温度240~300℃压力5~10MPa铜系催化剂合成气加压催化氢化法化工工程系中压法低压法高压法合成气加压催化氢化法化工工程系9单元一甲醇原料气的要求1单元二以固体燃料制气2单元三烃类造气3单元四静电除尘4学习情景二甲醇原料气的制取化工工程系单元一甲醇原料气的要求1单元二以固体燃料制气2单元三10Phase1Phase2Phase3工业上合成甲醇原料气的来源发展煤、焦炭等固体燃料天然气、焦炉气、炼厂气、乙炔尾气等轻质石脑油、重油、油渣等化工工程系Phase1Phase2Phase3工业上合成甲醇原料11合理调配氢碳比例1合理控制CO2与CO的比例2原料气对氮气的含量的要求3原料气对毒物及杂质的要求4单元一甲醇原料气的要求化工工程系合理调配氢碳比例1合理控制CO2与CO的比例2原料气对氮气的12合理调配氢碳比例化工工程系合理调配氢碳比例化工工程系13合理控制CO2与CO的比例

一般认为，原料气中二氧化碳最大含量实际上决定于经济因素，最大允许CO2含量为12%~14%，通常在3.0%~6.0%的范围内。一定量二氧化碳存在的优点：

(1)提高反应速度，保持催化剂的高活性

(2)易于控制床层温度、延长催化剂寿命

化工工程系合理控制CO2与CO的比例

一般认为，原料气中二氧化碳最14甲醇生产时要求造气工段要设法降低氮气含量，以降低气体输送和压缩做功、同时减少防空造成的气体损失。

原料气对氮气的含量的要求化工工程系甲醇生产时要求造气工段要设法降低氮气含量，以降低15原料必须经过净化工序，清除油水、粉尘、羟基铁、氯化物及硫化物、氨等，其中最重要的是清除硫化物。

硫化物的影响：硫化物会使催化剂中毒腐蚀设备及管道影响产品质量原料气对毒物及杂质的要求化工工程系原料必须经过净化工序，清除油水、粉尘、羟基铁、氯化物及硫化物16

1

234合理的氢碳比例合理的CO2和CO比例合理的氮气含量净化气体清除有害杂质小结：对原料气的要求化工工程系1234合理的合理的CO2和CO比例合理的氮气含174对固体燃料性能的要求123固定床间歇法制水煤气的原理单元二以固体燃料制甲醇原料气固定床间歇法制水煤气的方法4氧气-水蒸气连续气化法化工工程系4对固体燃料性能的要求123固定床间歇法制水煤气的原理单元二18水分<5%固定碳约84%灰分<15%硫含量<1%灰熔点约1250℃挥发分<6%要求对固体燃料性能的要求同时要求固体原料粒度均匀、机械强度高、热稳定性好、化学活性高化工工程系水分<5%固定碳约84%灰分<15%硫含量<1%灰熔点约1219原料：无烟煤、焦炭或各种煤球固定床间歇法制水煤气的原理原理：1、以空气为气化剂2、以水蒸气为气化剂化工工程系原料：无烟煤、焦炭或各种煤球固定床间歇法制水煤气的原理原理：20水煤气生产的特点:生成煤气的组成和数量呈周期性变化固定床间歇法制水煤气的方法干馏层气化层干燥层灰渣层燃料层的分区化工工程系水煤气生产的特点:生成煤气的组成和数量呈周期性变化固定床间歇21固定床间歇法制水煤气的原理

图2-1

固定床煤气发生炉图2-2

煤气炉内燃料层分区化工工程系固定床间歇法制水煤气的原理图2-1固定床煤气发生炉图2-222吹风阶段蒸汽吹净阶段一次上吹制气阶段下吹制气阶段空气吹净阶段水煤气生产的工作循环

二次上吹制气阶段

水煤气生产的工作循环化工工程系吹风阶段蒸汽吹净阶段一次上吹制气阶段下吹制气阶段空气吹净阶段23吹风和制气1水汽系统2高压油流程3造气循环水流程4

制气工艺流程化工工程系吹风和制气1水汽系统2高压油流程3造气循环水流程4制24固定床间歇法制水煤气的工艺流程图2-3

固定床间歇法制水煤气的工艺流程化工工程系固定床间歇法制水煤气的工艺流程图2-3固定床间歇法制水煤25流化床加压气化法固定床加压气化法气流床加压气化法123氧气-水蒸气连续气化法化工工程系流化床加压气化法固定床加压气化法气流床加123氧气-水26气态烃蒸汽转化制气基本原理烃类造气天然气蒸汽转化制气工艺流程单元三烃类造气化工工程系气态烃蒸汽转化制气基本原理烃类造气天然气蒸汽转化制气工艺流程27原料：天然气、油田气、炼厂尾气、焦炉气及裂化气等，气态烃中一般都含有大量的甲烷。气态烃蒸汽转化制气化工工程系原料：天然气、油田气、炼厂尾气、焦炉气及裂化气等，气态烃28影响甲烷转化反应速率的因素催化剂内扩散速度

温度氢气的含量化工工程系影响甲烷转化反应速率的因素催化剂内扩散温度氢气的化工工程系291一段转化在外加热式的一段转化炉的转化管内进行蒸汽转化反应，温度控制在780~820

℃，转化气中的甲烷含量降低9~11℃2二段反应首先在燃烧室李，部分可燃气体与氧气进行剧烈燃烧反应；高温条件下，使剩余的甲烷与二氧化碳、水蒸气转化完全。两段转化反应化工工程系1一段转化2二段反应两段转化反应化工工程系30天然气蒸汽转化的工艺流程化工工程系天然气蒸汽转化的工艺流程化工工程系31此单元内容为选修，学生自学单元四静电除尘化工工程系此单元内容为选修，学生自学单元四静电除尘化工32单元一脱硫的方法一单元二水煤气湿法脱硫岗位操作二单元三各种脱硫净化方法的综合应用三学习情景三脱硫化工工程系单元一脱硫的方法一单元二水煤气湿法脱硫岗位操作二单元33硫化氢H2S

硫醇RSH二硫化碳CS2硫氧化碳COS硫醚RSR噻吩C4H4SS的形态原料气中硫的存在形态化工工程系硫化氢H2S硫醇RSH二硫化碳CS2硫氧化碳COS硫醚RS34干法脱硫脱硫的方法湿法脱硫单元一脱硫的方法化工工程系干法脱硫脱硫的方法湿法脱硫单元一脱硫的方法化工35氢氧化铁法活性炭法铁钼加氢转化法氧化锰脱硫法氧化锌脱硫法干法脱硫干法脱硫的方法化工工程系氢氧化铁法活性炭法铁钼加氢转化法氧化锰脱硫法氧化锌脱硫法干法36氢氧化铁法原理：氢氧化铁法、活性炭法主要组成为ａFe2O3·ｘH2O，使用温度为300~400℃；脱硫剂需要适宜的含水量；既可脱除H2S,又可脱除CS2和COS;

活性炭法原理：利用活性炭选择性吸附的特性直接或间接进行脱硫。

化工工程系氢氧化铁法氢氧化铁法、活性炭法主要组成为ａFe2O3·37铁钼催化加氢转化法原理：有机硫在催化剂存在下与氢气反应转化为硫化氢和烃，硫化氢再被氧化锌吸收达到脱硫的目的。

操作温度为350~450℃；压力0.7MPa~7.0MPa；既可脱除RSH,又可脱除CS2和RSR等有机硫;化工工程系铁钼催化加氢转化法原理：有机硫在催化剂存在下与氢气反应转化38原理：氧化锰对有机硫的转化反应与铁钼相似，但对噻吩的转化能力非常小，在干法脱硫中，主要起吸收H2S的作用。氧化锰脱硫法氧化锰催化剂是天然的锰矿石，天然锰矿都是以MnO2存在，MnO2是不能脱除Ｈ2S的，只有还原后才具有活性。因此使用前必须进行还原。其反应式为:操作温度为350~420℃；压力2.1MPa左右；主要起脱除H2S的作用;化工工程系原理：氧化锰对有机硫的转化反应与铁钼相似，但对噻吩的转化39原理：氧化锌脱硫剂可直接吸收硫化氢生成硫化锌。对有机硫，如硫氧化碳，二硫化碳等则先转化成硫化氢，然后再被氧化锌吸收。

氧化锌脱硫法操作温度为200℃

左右，脱除有机硫在350~400℃；压力0.7~6.0MPa左右；主要脱除H2S、CS2、COS及RSR;化工工程系原理：氧化锌脱硫剂可直接吸收硫化氢生成硫化锌。对有机硫，如硫40化工工程系化工工程系41123湿法脱硫的方法湿式氧化法原理栲胶法其它脱硫法化工工程系123湿法脱硫的方法湿式氧化栲胶法其它脱硫法化工工程系42湿式氧化法脱硫原理：借助于吸收液中载氧体的催化作用，将吸收的硫化氢氧化为硫磺，从而使吸收液再生。脱硫包含三个过程：一是硫化氢的吸收；二是硫化氢的氧化及吸收剂的再生；三是单质硫的浮选和净化凝固。总反应式：硫化氢在载氧体和空气的作用下发生如下反应：

注：选择适宜的载氧催化剂是湿法氧化法的关键，这个载氧催化剂必须既能氧化硫化氢又能被空气中的氧氧化。

化工工程系湿式氧化法脱硫原理：借助于吸收液中载氧体的催化作用，将吸收的43栲胶脱硫法脱硫的基本原理：1、化学吸收用碱性溶液吸收H2S，H2S从气相转移到液相。反应对应的设备为填料式吸收塔。2、元素S的析出反应对应设备为吸收塔。3、氧化剂的再生反应对应设备为富液槽和再生槽进行。4、载氧体（栲胶）的再生反应对应设备再生槽进行

化工工程系栲胶脱硫法脱硫的基本原理：化工工程系44以上四个反应方程式总反应为：

反应条件：①溶液的PHPH＝8.1~8.7为适宜值

②偏钒酸钠含量

一般加入1~1.5g/L

③栲胶含量一般控制在0.6~

1.2g/L④温度吸收温度应维持在30~45℃，再生槽温度应维持在60~75℃

⑤液气比一般维持11L

/ｍ3左右⑥再生空气用量及再生时间空气用量需60~

110m3/（m2·h），再生时间维持在8~12min

化工工程系以上四个反应方程式总反应为：化工工程系45

湿法脱硫工艺流程栲胶工艺流程化工工程系湿法脱硫工艺流程栲胶工艺流程化工工程系46任务一工艺流程二操作要点三单元二水煤气湿法脱硫岗位操作化工工程系任务一工艺流程二操作要点三单47

用贫液吸收来自造气工段水煤气中的硫化氢，使水煤气得到净化。吸收硫化氢的富液在催化剂的作用下，经氧化再生后循环使用，硫泡沫经熔硫釜加工，回收硫黄。根据生产情况，调节罗茨风机气量，以均衡生产负荷。

一、任务化工工程系用贫液吸收来自造气工段水煤气中的硫化氢，使水煤气48

来自静电除焦器除去煤焦油等杂质的水煤气，由罗茨风机加压后送入脱硫塔，进入脱硫塔和塔顶喷淋下来的脱硫液逆向接触，水煤气中的硫化氢被脱硫液吸收，脱硫后的水煤气经清洗塔进一步降温至30-50℃以下，去压缩机一段进口总气水分离器。吸收了硫化氢的富液，由富液泵打入喷射再生器，喷嘴向下喷射与喷射器吸入的空气进行氧化还原反应而得到再生，液体再进入再生槽，继续氧化再生，再生后的贫液经液位调节器流入贫液槽，再由贫液泵打入脱硫塔循环使用。

富液在再生槽中氧化再生所析出的了硫泡沫，由槽顶溢流入硫泡沫贮罐，再进入熔硫釜，收液体后由地池泵直接打到贫液槽回收使用，制得的硫黄作为成品售出。

二、工艺流程化工工程系来自静电除焦器除去煤焦油等杂质的水煤气，由罗茨49１保证脱硫液质量

２保证水煤气脱硫效果

３严防气柜抽瘪和泵抽负、抽空

４防止带液和跑气

５巡回检查三、操作要点化工工程系１保证脱硫液质量

三、操作要点化工工程系50单元一CO变换的基本原理一单元二CO变换催化剂二单元三CO变换工艺操作条件的选择三学习情景四变换化工工程系单元一CO变换的基本原理一单元二CO变换催化剂51调整氢碳比例

CO变换的原因有机硫转换为无机硫化工工程系调整氢碳比例CO变换的原因有机硫转换为无机硫化工工程系52一氧化碳变换反应：

CO+H2O＝CO2+H2特点：可逆、放热、反应前后体积不变，反应速率比较慢，需在催化剂作用下反应。问题一：反应热的绝对值随温度的增高而减少。问题二：反应平衡常数单元一

CO变换的基本原理其中ｐ与ｙ分别表示平衡状态下各组分分压和摩尔分数。Kp随温度升高而降低。化工工程系一氧化碳变换反应：单元一CO变换的基本原理其中ｐ与ｙ分53温度的影响蒸汽添加量的影响压力的影响二氧化碳的影响副反应的影响影响因素影响变换反应平衡的因素化工工程系温度的影响蒸汽添加量的影响压力的影响二氧化碳的影响副反应的影54温度升高，平衡转化率降低。蒸汽量增大，平衡转化率增加，变换气中CO含量降低。压力对变换无明显影响。及时除去生成的CO2可提高CO变换率。副反应在高压、低温下容易发生，对生产不利。化工工程系温度升高，平衡转化率降低。化工工程系551、正反应速率与CO的浓度几乎成正比2、正反应速率与H2O浓度的关系ｒ∝ｐｍH2O

3、大多数研究证实H2浓度不影响正反应速率4、大部分研究者证实CO2抑制正反应速率5、正反应速率的表观级数在大部分动力学方程中为0.5~

1.0变换反应动力学化工工程系1、正反应速率与CO的浓度几乎成正比变换反应动力学化工工程系56

[K]O——表示中间化合物。[K]——表示催化剂

水分子首先被催化剂活性表面吸附，并分解成氢与吸附态的氧原子。氢进入气相中，氧在催化剂表面形成氧原子吸附层。当CO撞到氧原子吸附层时，被氧化成CO2，随后离开催化剂表面进入气相。然后催化剂表面继续吸附水分子，反应接着往下进行。按这个方式进行化学反应时，所需能量小，所以变换反应在催化剂存在时，速率即可大大加快。

变换反应机理化工工程系[K]O——表示中间化合物。[K]——表示催化剂571中温变换催化剂2低温变换催化剂3宽温耐硫变换催化剂单元二

CO变换催化剂化工工程系1中温变换催化剂2低温变换催化剂3宽温耐硫变单元二CO变换58中温变换催化剂

1、组成主要有铁铬系（活性高、机械强度好、耐热性能好、能耐少量硫、寿命长、成本低）和钴钼系。组成：主催化剂三氧化二铁和助催化剂三氧化二铬，并添加氧化钾、氧化镁、三氧化二铝，以提高催化剂活性和耐热型。2、催化剂的还原与氧化

还原：3Fe2O3+CO==2Fe3O4+CO2

△H3Fe2O3+H2==2Fe3O4+H2O△H氧化：4Fe3O4+O2==6Fe2O3

△H

在生产中应严防煤气中氧含量高造成催化剂超温。停车检查或更换催化剂时应钝化。单元二

CO变换催化剂化工工程系中温变换催化剂单元二CO变换催化剂化工工程系59低温变换催化剂1、组成和性能：主催化剂CuO，助催化剂ZnO、Al2O3、Cr2O32、催化剂的还原与氧化还原：CuO+CO==CuO+CO2△HCuO+H2==Cu+H2O△H必须严格控制还原条件，将床层温度控制在230℃以下。氧化：Cu+0.5O2==CuO△H化工工程系低温变换催化剂化工工程系60宽温耐硫变换催化剂1、组成和性能：主催化剂CoO、MoO3，载体为Al2O3、Al2O3+Re2O3特点：（1）很好的低温活性；（2）突出的耐硫和抗毒性；（3）强度高；（4）可再硫化。2、硫化：催化剂硫化后才具有催化活性，一般用CS2做硫化剂。

CS2+H2==H2S+CH4△HMoO3+2H2S+H2=MoS2+3H2O△HCoO+H2S==CoS+H2O△H必须严格控制温度在180~200℃。3、反硫化Co-Mo系列变换催化剂在硫化后具有活性，而活性组分MoS2和CoS在一定条件下发生水解反应：

MoS2+2H2O==MoS2+2H2S

要求工艺气中H2S含量不低于50~80mg/m3。化工工程系宽温耐硫变换催化剂化工工程系61低变工艺条件全低变工艺条件中变工艺条件1、操作温度：320~550℃2、操作压力：几乎无影响3、汽气比：0.2~0.44、空间速度：催化剂活性好，采用较大速度，反之，速度较小1、温度：190~260℃2、压力和空速：0.8~3.0MPa压力高则空速大3、入口气CO含量：3%~6%4、催化剂：不选铜锌系低变催化剂1、压力：要求不严格，与工艺条件有关2、温度：随使用情况和催化剂活性而定3、汽气比：0.2左右4、空速：根据生产负荷、变换率、催化剂的活性而定单元三CO变换的工艺条件的选择化工工程系低变工艺条件全低变工艺条件中变工艺条件1、操作温度：320~621、原始开车①对照图纸全面核对所有设备是否安装就绪②用空气吹净设备及管线内灰尘杂物③试压④催化剂及煤气过滤器的装填⑤用贫气置换系统⑥煤气风机及风机进口煤气管道置换⑦置换彻底，确保安全⑧催化剂升温还原⑨硫化完毕进行倒换统操作全低变工艺岗位操作及要点化工工程系1、原始开车全低变工艺岗位操作及要点化工工程系632、正常开车①全面检查系统设备②送中压蒸汽暖管，排放冷凝积水③床层温度不低于露点温度④根据气量、压力调节蒸汽加入量，控制好汽气比⑤开车初期炉温较低，以蒸汽量调节⑥调节蒸汽量，使炉温在正常范围内化工工程系2、正常开车化工工程系643、操作要点①根据气量大小及煤气成分分析情况②注意观察变换床层灵敏点和热点温度③根据催化剂使用情况，调整适当汽气比和床层温度④充分发挥催化剂的低温活性⑤生产中如遇突然减量要及时减少或切断蒸汽供给⑥临时停车，先关蒸汽阀化工工程系3、操作要点化工工程系654、催化剂的保护措施5、停车①短期停车②长期停车③紧急停车6、故障判断和处理①变换炉系统着火②催化剂失活③变换系统压差大④炉内温度剧烈变化⑤出口一氧化碳超标化工工程系4、催化剂的保护措施化工工程系661、正常生产流程（见图4-3）水煤气全低变工艺流程化工工程系水煤气全低变工艺流程化工工程系672、升温硫化流程钴钼催化剂的硫化在一定温度下（200℃），利用煤气中的氢气和补入的硫化氢在催化剂作用生成具有高活性的硫化物，主要反应式为：

MoO3+2H2S+H2=MoS2+3H2O+QCoO+H2S==CoS+H2O+Q

由水煤气脱硫岗位送来的高硫干煤气进入电加热器，加热后的气体逐步进入变换炉一段和二段升温，出变换炉的气体经冷却降温进入循环风机加压后循环使用。当升温至200℃时配入二硫化碳，转入硫化阶段。化工工程系2、升温硫化流程化工工程系68单元一湿法脱碳

脱碳的方法单元二干法脱碳学习情景五脱碳化工工程系单元一脱碳的方法单元二学习情景五脱碳化工工程系69物理吸收法物理吸收剂吸收与再生系统岗位常见事故处理吸收基本原理脱碳工艺流程单元一湿法脱碳化工工程系物理吸收法物理吸吸收与再吸收基本原理脱碳工艺流程单元一湿70碳酸丙烯酯1聚乙二醇二甲醚2N-甲基吡咯烷酮3甲醇41、物理吸收剂化工工程系碳酸丙烯酯1聚乙二醇二甲醚2N-甲基吡咯烷酮3甲醇41、物理71碳酸丙烯酯吸收二氧化碳气体是一个物理吸收过程，其平衡溶解度可以用亨利定律表示：

p*CO2=ECO2xCO2

式中：xCO2---液相中二氧化碳的含量

ECO2---二氧化碳的亨利系数（MPa）

p*CO2---二氧化碳在气相中的平衡分压

若以液相中二氧化碳的含量用kmol/m3表示，则亨利定律可用下式表示：C*CO2=HCO2pCO2

式中：CCO2---液相中二氧化碳的含量，kmol/m3

HCO2---二氧化碳的溶解度系数，kmol/（m3.

MPa）

p*CO2---二氧化碳在气相中的平衡分压，MPa

2、吸收的基本原理化工工程系碳酸丙烯酯吸收二氧化碳气体是一个物理吸收过程，其平衡溶解度可72小结1、根据测定得出的溶解度关系式可知：提高系统压力，降低碳酸丙烯酯溶液的温度，将增大二氧化碳在碳酸丙烯酯溶液中的溶解度，对吸收有利。2、在实际生产中，碳酸丙烯酯脱除变换气中的二氧化碳的同时，又吸收了硫化氢，在一定程度上起到脱硫的作用，而对CO、H2等气体的吸收能力很小。化工工程系小结化工工程系73问题一：吸收速率

二氧化碳溶于碳酸丙烯酯的过程，可以认为是二氧化碳分子通过气相扩散到液相分子中去的质量传递过程。若以气相二氧化碳分压做推动力，碳酸丙烯酯吸收二氧化碳的速率为：

GCO2=KG(pCO2-p*CO2)式中：GCO2---单位传质表面吸收CO2的速率kmol/（m2.h）

KG---传质总系数kmol/（m2.

MPa.h）

pCO2---二氧化碳在气相中的分压，MPa

p*CO2----与液相浓度相平衡时二氧化碳分压，MPa化工工程系问题一：吸收速率化工工程系74KG加大喷淋密度L可增加传质总系数传质推动力提高传质推动力，提高吸收CO2的速率温度温度与KG及推动力成反比，降低温度速率增加提高二氧化碳吸收速率的方法化工工程系KG加大喷淋密度L可增加传质总系数传质推提高传质推动力，提高75问题二：吸收饱和度

是指在脱碳塔底部的碳酸丙烯酯富液中二氧化碳的浓度（CCO2）与达到平衡的浓度（C*CO2）之比。

Φ=CCO2/C*CO2≤1Φ=CCO2/HpyCO2

Φ的大小对溶剂循环量和脱碳塔高度都有影响。对溶剂的影响可近似的用下式表示：L/G=1/ΦHp当操作温度与压力一定时，即H、p一定，则L与Φ成反比，所以提高Φ值对降低溶剂流量是一项有效的措施。在设计中一般取Φ为75~90%。对于填料塔，选择比表面积较大的填料和增大填料容量，以加大气液两相的接触面积，从而提高二氧化碳的吸收饱和度。化工工程系问题二：吸收饱和度化工工程系76问题三：溶剂贫度是指再生溶剂（贫液）中二氧化碳含量。主要对气体的净化度有影响，一般控制在0.1~0.2m3CO2/m3溶剂。溶剂贫度的大小主要取决于气提过程的操作。气提空气量越大，则溶剂贫度越小。问题四：吸收气液比的选择吸收气液比是指单位时间内进脱碳塔的原料气体积与进塔的贫液体积之比m3/m3。该比值在某种程度上是反映生产能力的一种参数。对工艺流程的影响主要表现在工艺的经济性和气提的净化质量。化工工程系问题三：溶剂贫度化工工程系77问题五：碳酸丙烯酯的解吸

解吸过程是碳酸丙烯酯的再生过程，主要包括闪蒸解吸、常压解吸、真空解吸和气提解吸四部分。化工工程系问题五：碳酸丙烯酯的解吸化工工程系78碳酸丙烯酯脱碳流程3、脱碳工艺流程化工工程系碳酸丙烯酯脱碳流程3、脱碳工艺流程化工工程系79聚乙二醇二甲醚工艺流程化工工程系聚乙二醇二甲醚工艺流程化工工程系804、吸收与再生系统岗位常见事故处理贫液泵跳闸富液泵跳闸无法启动备用泵断电断仪表空气自控系统故障着火、爆炸系统发生重大泄露系统严重超压脱水系统岗位操作（1）脱水开车要点（2）脱水停车要点化工工程系4、吸收与再生系统岗位常见事故处理贫液泵跳闸化工工程系81化学吸收法热钾碱法吸收原理典型工艺流程吸收溶液的再生操作条件的选择单元一湿法脱碳化工工程系化学吸收法热钾碱法典型工吸收溶液的再生操作条件的选择单元一821、热钾碱法吸收原理吸收反应原理：（1）纯碳酸钾水溶液吸收CO2的化学反应式为：

（2）碳酸钾溶液对原料气中其他组分的吸收：

硫氧化碳，二硫化碳首先在热钾碱溶液中水解生成H2S，然后再被溶液吸收。二硫化碳需经两步水解生成H2S后才能全部被吸收，因此吸收效率较低化工工程系1、热钾碱法吸收原理吸收反应原理：硫氧化碳832、吸收液再生吸收液再生：

碳酸钾溶液吸收CO2后，碳酸钾为碳酸氢钾，溶液pH减小，活性下降，故需要将溶液再生，逐出CO2，使溶液恢复吸收能力，循环使用，再生反应为：

压力越低，温度越高，越有利于碳酸氢钾的分解。为使CO2能完全的从溶液中解析出来，可向溶液中加入惰性气体进行气提，使溶液湍动并降低解析出来的CO2在气相中的分压。化工工程系2、吸收液再生吸收液再生：化工工程系84转化度和再生度碳酸钾溶液吸收CO2越多，转变为碳酸氢钾的碳酸钾量越多；溶液再生越完全，溶液中残留的碳酸氢钾越少。通常用转化度或再生度表示溶液中碳酸钾转变为碳酸氢钾的程度。

转化度Fc的定义为：

再生度ic的定义为：

根据再生度的定义：ic=Fc+1化工工程系转化度和再生度碳酸钾溶液吸收CO2越多，转变为碳酸氢钾的碳85溶液的组成1吸收压力2吸收温度3再生工艺条件4

3、操作条件的选择化工工程系溶液的组成1吸收压力2吸收温度3再生工艺条件43、操86溶液的组成碳酸钾的质量分数：25%-30%；活化剂的浓度：二乙醇胺2.5%-5%；缓蚀剂的质量分数：偏钒酸钾0.6%-0.9%；消泡剂的浓度：几个到几十个立方厘米每立方米

吸收压力一般为1.3-2.0MPa吸收温度

一般为105-110℃再生工艺条件化工工程系溶液的组成化工工程系87两段吸收两段再生典型流程图5-3本菲尔特脱碳工艺流程

１—吸收塔；２—再生塔；３—变换气再沸器；４—蒸汽再沸器；５—锅炉给水预热器；６—贫液泵；７—淬冷水泵；８—半贫液泵；９—水力透平；１０—机械过滤器；１１—冷凝液泵；１２—二氧化碳冷却器；１３—分离器化工工程系两段吸收两段再生典型流程图5-3本菲尔特脱碳工艺流程88

要点吸附的概念及吸附剂正常操作要点及处理方法变压吸附原理工艺流程及操作指标单元二干法脱碳化工工程系要点吸附的概念正常操作要点及处理方法变压吸附原理工艺流程及89吸附的基本概念和吸附剂1、吸附的定义

当气体分子运动到固体表面上时，由于固体表面原子剩余引力的作用，气体中的一些分子便会暂时停留在固体表面上，这些分子在固体表面上的浓度增大，这种现象称为气体分子在固体表面上的吸附。

吸附物质的固体称为吸附剂，被吸附的物质称为吸附质。按吸附质与吸附剂之间引力场的性质，吸附可分为化学吸附和物理吸附

化工工程系吸附的基本概念和吸附剂化工工程系902、化学吸附：即吸附过程伴随有化学反应的吸附。在化学吸附中，吸附质分子和吸附剂表面将发生反应生成表面配合物，其吸附热接近化学反应热。化学吸附需要一定的活化能才能进行。如：石灰石吸附氯气，沸石吸附乙烯都是化学吸附。

3、物理吸附：是由吸附质分子和吸附剂表面分子之间的引力所引起的，此力也叫范德华力。

特点：物理吸附是可逆的

如：分离气体混合物的变压吸附过程化工工程系2、化学吸附：即吸附过程伴随有化学反应的吸附。在化学吸附中91硅胶沸石活性炭活性氧化铝吸附剂化工工程系硅胶沸石活性炭活性氧化铝吸附剂化工工程系92变压吸附的原理

利用床层内吸附剂对吸收质在不同分压下有不同的吸附容量，并且在一定压力下对被分离的气体混合物各组分又有选择吸附的特性，加压吸附除去原料气中杂质组分，减压又脱附这些杂质，而使吸附剂获得再生。变压吸附的原理化工工程系变压吸附的原理变压吸附的原理化工工程系93两段法变压吸附工艺流程图5-4两段法变压吸附脱碳工艺流程

化工工程系两段法变压吸附工艺流程图5-4两段法变压吸附脱碳工艺流94流程叙述原料气首先进入气液分离器分离游离水，进入PSA-I工序。原料气由下而上同时通过处于吸附步骤三个吸附床层，其中吸附能力较弱组分，如H2、N2、CO等绝大部分穿过吸附床层；相对吸附能力较强的吸附组分如CH4

、CO2

、H2O等组分大部分被吸附剂吸附，停留在床层中，只有小部分穿过吸附床层进入下一工序，穿过吸附床层的气体称之为半产品气；当半成品气中CO2指标达到约６％~８％时，停止吸附操作。并随降压、抽空等再生过程从吸附剂上解吸出来，纯度合格CO2可回收利用输出界区，其余放空。化工工程系流程叙述化工工程系95010203仪表仪表空气压力下降

原料气处理量增大而未及时缩短周期时间吸附器解吸真空度达不到要求电磁阀故障程序控制系统故障程序控制阀故障阀门内漏或外漏等故障界外条件供给失常操作失调装置故障故障与处理方法化工工程系010203仪表原料气处理量增大而未及时缩短周期时间电磁96ThankYou!ThankYou!《甲醇生产技术》宁夏工商职业技术学院化工工程系《甲醇生产技术》宁夏工商职业技术学院单元一概述一单元二甲醇理化性质二单元三甲醇生产方法三单元四技术发展四学习情景一甲醇生产技术绪论化工工程系单元一概述一单元二甲醇理化性质二单元三甲醇生产方法99甲醇原料新技术下游产品甲醇能源单元一概述化工工程系甲醇原料新技术下游产品甲醇能源单元一概述化工工程系1004无色透明、易挥发、可燃液体1235密度0.8100g/mL、沸点64.7℃溶于水、丙酮等，不溶于脂肪烃具有强毒性、误饮可失明在空气中的爆炸范围6.0%~36.5%单元二甲醇理化性质化工工程系4无色透明、易挥发、可燃液体1235密度0.8100g/mL101甲醛

合成乙酸二甲醚甲胺甲基氯化物酯类甲醇化工工程系甲醛合成乙酸二甲醚甲基氯化物甲醇化工工程系102甲烷部分氧化法氯甲烷水解法合成气加压催化氢化法123单元三甲醇生产方法化工工程系甲烷部分氧化法氯甲烷合成气加压催化氢化法123单元三甲醇生103与碱液共沸

氯甲烷水解法此法速度慢因水解法价格昂贵在工业上没有得到应用此法速度慢，在此法速度慢，因水解法价格昂贵，在工业上没有得到应用。化工工程系与碱液共沸氯甲烷水解法此法速度慢因水解法价格昂贵此法速104工艺流程简单，建设投资节省氧化过程不易控制，易深度氧化生成碳的氧化物和水原料和产品损失很大甲醇的总收率不高（３０％）未实现工业化

甲烷部分氧化法化工工程系工艺流程简单，建设投资节省甲烷部分氧化法化工工程系105中压法低压法高压法温度300~400℃压力20~30MPa锌铬催化剂温度240~300℃压力10~20MPa铜系催化剂温度240~300℃压力5~10MPa铜系催化剂合成气加压催化氢化法化工工程系中压法低压法高压法合成气加压催化氢化法化工工程系106单元一甲醇原料气的要求1单元二以固体燃料制气2单元三烃类造气3单元四静电除尘4学习情景二甲醇原料气的制取化工工程系单元一甲醇原料气的要求1单元二以固体燃料制气2单元三107Phase1Phase2Phase3工业上合成甲醇原料气的来源发展煤、焦炭等固体燃料天然气、焦炉气、炼厂气、乙炔尾气等轻质石脑油、重油、油渣等化工工程系Phase1Phase2Phase3工业上合成甲醇原料108合理调配氢碳比例1合理控制CO2与CO的比例2原料气对氮气的含量的要求3原料气对毒物及杂质的要求4单元一甲醇原料气的要求化工工程系合理调配氢碳比例1合理控制CO2与CO的比例2原料气对氮气的109合理调配氢碳比例化工工程系合理调配氢碳比例化工工程系110合理控制CO2与CO的比例

一般认为，原料气中二氧化碳最大含量实际上决定于经济因素，最大允许CO2含量为12%~14%，通常在3.0%~6.0%的范围内。一定量二氧化碳存在的优点：

(1)提高反应速度，保持催化剂的高活性

(2)易于控制床层温度、延长催化剂寿命

化工工程系合理控制CO2与CO的比例

一般认为，原料气中二氧化碳最111甲醇生产时要求造气工段要设法降低氮气含量，以降低气体输送和压缩做功、同时减少防空造成的气体损失。

原料气对氮气的含量的要求化工工程系甲醇生产时要求造气工段要设法降低氮气含量，以降低112原料必须经过净化工序，清除油水、粉尘、羟基铁、氯化物及硫化物、氨等，其中最重要的是清除硫化物。

硫化物的影响：硫化物会使催化剂中毒腐蚀设备及管道影响产品质量原料气对毒物及杂质的要求化工工程系原料必须经过净化工序，清除油水、粉尘、羟基铁、氯化物及硫化物113

1

234合理的氢碳比例合理的CO2和CO比例合理的氮气含量净化气体清除有害杂质小结：对原料气的要求化工工程系1234合理的合理的CO2和CO比例合理的氮气含1144对固体燃料性能的要求123固定床间歇法制水煤气的原理单元二以固体燃料制甲醇原料气固定床间歇法制水煤气的方法4氧气-水蒸气连续气化法化工工程系4对固体燃料性能的要求123固定床间歇法制水煤气的原理单元二115水分<5%固定碳约84%灰分<15%硫含量<1%灰熔点约1250℃挥发分<6%要求对固体燃料性能的要求同时要求固体原料粒度均匀、机械强度高、热稳定性好、化学活性高化工工程系水分<5%固定碳约84%灰分<15%硫含量<1%灰熔点约12116原料：无烟煤、焦炭或各种煤球固定床间歇法制水煤气的原理原理：1、以空气为气化剂2、以水蒸气为气化剂化工工程系原料：无烟煤、焦炭或各种煤球固定床间歇法制水煤气的原理原理：117水煤气生产的特点:生成煤气的组成和数量呈周期性变化固定床间歇法制水煤气的方法干馏层气化层干燥层灰渣层燃料层的分区化工工程系水煤气生产的特点:生成煤气的组成和数量呈周期性变化固定床间歇118固定床间歇法制水煤气的原理

图2-1

固定床煤气发生炉图2-2

煤气炉内燃料层分区化工工程系固定床间歇法制水煤气的原理图2-1固定床煤气发生炉图2-2119吹风阶段蒸汽吹净阶段一次上吹制气阶段下吹制气阶段空气吹净阶段水煤气生产的工作循环

二次上吹制气阶段

水煤气生产的工作循环化工工程系吹风阶段蒸汽吹净阶段一次上吹制气阶段下吹制气阶段空气吹净阶段120吹风和制气1水汽系统2高压油流程3造气循环水流程4

制气工艺流程化工工程系吹风和制气1水汽系统2高压油流程3造气循环水流程4制121固定床间歇法制水煤气的工艺流程图2-3

固定床间歇法制水煤气的工艺流程化工工程系固定床间歇法制水煤气的工艺流程图2-3固定床间歇法制水煤122流化床加压气化法固定床加压气化法气流床加压气化法123氧气-水蒸气连续气化法化工工程系流化床加压气化法固定床加压气化法气流床加123氧气-水123气态烃蒸汽转化制气基本原理烃类造气天然气蒸汽转化制气工艺流程单元三烃类造气化工工程系气态烃蒸汽转化制气基本原理烃类造气天然气蒸汽转化制气工艺流程124原料：天然气、油田气、炼厂尾气、焦炉气及裂化气等，气态烃中一般都含有大量的甲烷。气态烃蒸汽转化制气化工工程系原料：天然气、油田气、炼厂尾气、焦炉气及裂化气等，气态烃125影响甲烷转化反应速率的因素催化剂内扩散速度

温度氢气的含量化工工程系影响甲烷转化反应速率的因素催化剂内扩散温度氢气的化工工程系1261一段转化在外加热式的一段转化炉的转化管内进行蒸汽转化反应，温度控制在780~820

℃，转化气中的甲烷含量降低9~11℃2二段反应首先在燃烧室李，部分可燃气体与氧气进行剧烈燃烧反应；高温条件下，使剩余的甲烷与二氧化碳、水蒸气转化完全。两段转化反应化工工程系1一段转化2二段反应两段转化反应化工工程系127天然气蒸汽转化的工艺流程化工工程系天然气蒸汽转化的工艺流程化工工程系128此单元内容为选修，学生自学单元四静电除尘化工工程系此单元内容为选修，学生自学单元四静电除尘化工129单元一脱硫的方法一单元二水煤气湿法脱硫岗位操作二单元三各种脱硫净化方法的综合应用三学习情景三脱硫化工工程系单元一脱硫的方法一单元二水煤气湿法脱硫岗位操作二单元130硫化氢H2S

硫醇RSH二硫化碳CS2硫氧化碳COS硫醚RSR噻吩C4H4SS的形态原料气中硫的存在形态化工工程系硫化氢H2S硫醇RSH二硫化碳CS2硫氧化碳COS硫醚RS131干法脱硫脱硫的方法湿法脱硫单元一脱硫的方法化工工程系干法脱硫脱硫的方法湿法脱硫单元一脱硫的方法化工132氢氧化铁法活性炭法铁钼加氢转化法氧化锰脱硫法氧化锌脱硫法干法脱硫干法脱硫的方法化工工程系氢氧化铁法活性炭法铁钼加氢转化法氧化锰脱硫法氧化锌脱硫法干法133氢氧化铁法原理：氢氧化铁法、活性炭法主要组成为ａFe2O3·ｘH2O，使用温度为300~400℃；脱硫剂需要适宜的含水量；既可脱除H2S,又可脱除CS2和COS;

活性炭法原理：利用活性炭选择性吸附的特性直接或间接进行脱硫。

化工工程系氢氧化铁法氢氧化铁法、活性炭法主要组成为ａFe2O3·134铁钼催化加氢转化法原理：有机硫在催化剂存在下与氢气反应转化为硫化氢和烃，硫化氢再被氧化锌吸收达到脱硫的目的。

操作温度为350~450℃；压力0.7MPa~7.0MPa；既可脱除RSH,又可脱除CS2和RSR等有机硫;化工工程系铁钼催化加氢转化法原理：有机硫在催化剂存在下与氢气反应转化135原理：氧化锰对有机硫的转化反应与铁钼相似，但对噻吩的转化能力非常小，在干法脱硫中，主要起吸收H2S的作用。氧化锰脱硫法氧化锰催化剂是天然的锰矿石，天然锰矿都是以MnO2存在，MnO2是不能脱除Ｈ2S的，只有还原后才具有活性。因此使用前必须进行还原。其反应式为:操作温度为350~420℃；压力2.1MPa左右；主要起脱除H2S的作用;化工工程系原理：氧化锰对有机硫的转化反应与铁钼相似，但对噻吩的转化136原理：氧化锌脱硫剂可直接吸收硫化氢生成硫化锌。对有机硫，如硫氧化碳，二硫化碳等则先转化成硫化氢，然后再被氧化锌吸收。

氧化锌脱硫法操作温度为200℃

左右，脱除有机硫在350~400℃；压力0.7~6.0MPa左右；主要脱除H2S、CS2、COS及RSR;化工工程系原理：氧化锌脱硫剂可直接吸收硫化氢生成硫化锌。对有机硫，如硫137化工工程系化工工程系138123湿法脱硫的方法湿式氧化法原理栲胶法其它脱硫法化工工程系123湿法脱硫的方法湿式氧化栲胶法其它脱硫法化工工程系139湿式氧化法脱硫原理：借助于吸收液中载氧体的催化作用，将吸收的硫化氢氧化为硫磺，从而使吸收液再生。脱硫包含三个过程：一是硫化氢的吸收；二是硫化氢的氧化及吸收剂的再生；三是单质硫的浮选和净化凝固。总反应式：硫化氢在载氧体和空气的作用下发生如下反应：

注：选择适宜的载氧催化剂是湿法氧化法的关键，这个载氧催化剂必须既能氧化硫化氢又能被空气中的氧氧化。

化工工程系湿式氧化法脱硫原理：借助于吸收液中载氧体的催化作用，将吸收的140栲胶脱硫法脱硫的基本原理：1、化学吸收用碱性溶液吸收H2S，H2S从气相转移到液相。反应对应的设备为填料式吸收塔。2、元素S的析出反应对应设备为吸收塔。3、氧化剂的再生反应对应设备为富液槽和再生槽进行。4、载氧体（栲胶）的再生反应对应设备再生槽进行

化工工程系栲胶脱硫法脱硫的基本原理：化工工程系141以上四个反应方程式总反应为：

反应条件：①溶液的PHPH＝8.1~8.7为适宜值

②偏钒酸钠含量

一般加入1~1.5g/L

③栲胶含量一般控制在0.6~

1.2g/L④温度吸收温度应维持在30~45℃，再生槽温度应维持在60~75℃

⑤液气比一般维持11L

/ｍ3左右⑥再生空气用量及再生时间空气用量需60~

110m3/（m2·h），再生时间维持在8~12min

化工工程系以上四个反应方程式总反应为：化工工程系142

湿法脱硫工艺流程栲胶工艺流程化工工程系湿法脱硫工艺流程栲胶工艺流程化工工程系143任务一工艺流程二操作要点三单元二水煤气湿法脱硫岗位操作化工工程系任务一工艺流程二操作要点三单144

用贫液吸收来自造气工段水煤气中的硫化氢，使水煤气得到净化。吸收硫化氢的富液在催化剂的作用下，经氧化再生后循环使用，硫泡沫经熔硫釜加工，回收硫黄。根据生产情况，调节罗茨风机气量，以均衡生产负荷。

一、任务化工工程系用贫液吸收来自造气工段水煤气中的硫化氢，使水煤气145

来自静电除焦器除去煤焦油等杂质的水煤气，由罗茨风机加压后送入脱硫塔，进入脱硫塔和塔顶喷淋下来的脱硫液逆向接触，水煤气中的硫化氢被脱硫液吸收，脱硫后的水煤气经清洗塔进一步降温至30-50℃以下，去压缩机一段进口总气水分离器。吸收了硫化氢的富液，由富液泵打入喷射再生器，喷嘴向下喷射与喷射器吸入的空气进行氧化还原反应而得到再生，液体再进入再生槽，继续氧化再生，再生后的贫液经液位调节器流入贫液槽，再由贫液泵打入脱硫塔循环使用。

富液在再生槽中氧化再生所析出的了硫泡沫，由槽顶溢流入硫泡沫贮罐，再进入熔硫釜，收液体后由地池泵直接打到贫液槽回收使用，制得的硫黄作为成品售出。

二、工艺流程化工工程系来自静电除焦器除去煤焦油等杂质的水煤气，由罗茨146１保证脱硫液质量

２保证水煤气脱硫效果

３严防气柜抽瘪和泵抽负、抽空

４防止带液和跑气

５巡回检查三、操作要点化工工程系１保证脱硫液质量

三、操作要点化工工程系147单元一CO变换的基本原理一单元二CO变换催化剂二单元三CO变换工艺操作条件的选择三学习情景四变换化工工程系单元一CO变换的基本原理一单元二CO变换催化剂148调整氢碳比例

CO变换的原因有机硫转换为无机硫化工工程系调整氢碳比例CO变换的原因有机硫转换为无机硫化工工程系149一氧化碳变换反应：

CO+H2O＝CO2+H2特点：可逆、放热、反应前后体积不变，反应速率比较慢，需在催化剂作用下反应。问题一：反应热的绝对值随温度的增高而减少。问题二：反应平衡常数单元一

CO变换的基本原理其中ｐ与ｙ分别表示平衡状态下各组分分压和摩尔分数。Kp随温度升高而降低。化工工程系一氧化碳变换反应：单元一CO变换的基本原理其中ｐ与ｙ分150温度的影响蒸汽添加量的影响压力的影响二氧化碳的影响副反应的影响影响因素影响变换反应平衡的因素化工工程系温度的影响蒸汽添加量的影响压力的影响二氧化碳的影响副反应的影151温度升高，平衡转化率降低。蒸汽量增大，平衡转化率增加，变换气中CO含量降低。压力对变换无明显影响。及时除去生成的CO2可提高CO变换率。副反应在高压、低温下容易发生，对生产不利。化工工程系温度升高，平衡转化率降低。化工工程系1521、正反应速率与CO的浓度几乎成正比2、正反应速率与H2O浓度的关系ｒ∝ｐｍH2O

3、大多数研究证实H2浓度不影响正反应速率4、大部分研究者证实CO2抑制正反应速率5、正反应速率的表观级数在大部分动力学方程中为0.5~

1.0变换反应动力学化工工程系1、正反应速率与CO的浓度几乎成正比变换反应动力学化工工程系153

[K]O——表示中间化合物。[K]——表示催化剂

水分子首先被催化剂活性表面吸附，并分解成氢与吸附态的氧原子。氢进入气相中，氧在催化剂表面形成氧原子吸附层。当CO撞到氧原子吸附层时，被氧化成CO2，随后离开催化剂表面进入气相。然后催化剂表面继续吸附水分子，反应接着往下进行。按这个方式进行化学反应时，所需能量小，所以变换反应在催化剂存在时，速率即可大大加快。

变换反应机理化工工程系[K]O——表示中间化合物。[K]——表示催化剂1541中温变换催化剂2低温变换催化剂3宽温耐硫变换催化剂单元二

CO变换催化剂化工工程系1中温变换催化剂2低温变换催化剂3宽温耐硫变单元二CO变换155中温变换催化剂

1、组成主要有铁铬系（活性高、机械强度好、耐热性能好、能耐少量硫、寿命长、成本低）和钴钼系。组成：主催化剂三氧化二铁和助催化剂三氧化二铬，并添加氧化钾、氧化镁、三氧化二铝，以提高催化剂活性和耐热型。2、催化剂的还原与氧化

还原：3Fe2O3+CO==2Fe3O4+CO2

△H3Fe2O3+H2==2Fe3O4+H2O△H氧化：4Fe3O4+O2==6Fe2O3

△H

在生产中应严防煤气中氧含量高造成催化剂超温。停车检查或更换催化剂时应钝化。单元二

CO变换催化剂化工工程系中温变换催化剂单元二CO变换催化剂化工工程系156低温变换催化剂1、组成和性能：主催化剂CuO，助催化剂ZnO、Al2O3、Cr2O32、催化剂的还原与氧化还原：CuO+CO==CuO+CO2△HCuO+H2==Cu+H2O△H必须严格控制还原条件，将床层温度控制在230℃以下。氧化：Cu+0.5O2==CuO△H化工工程系低温变换催化剂化工工程系157宽温耐硫变换催化剂1、组成和性能：主催化剂CoO、MoO3，载体为Al2O3、Al2O3+Re2O3特点：（1）很好的低温活性；（2）突出的耐硫和抗毒性；（3）强度高；（4）可再硫化。2、硫化：催化剂硫化后才具有催化活性，一般用CS2做硫化剂。

CS2+H2==H2S+CH4△HMoO3+2H2S+H2=MoS2+3H2O△HCoO+H2S==CoS+H2O△H必须严格控制温度在180~200℃。3、反硫化Co-Mo系列变换催化剂在硫化后具有活性，而活性组分MoS2和CoS在一定条件下发生水解反应：

MoS2+2H2O==MoS2+2H2S

要求工艺气中H2S含量不低于50~80mg/m3。化工工程系宽温耐硫变换催化剂化工工程系158低变工艺条件全低变工艺条件中变工艺条件1、操作温度：320~550℃2、操作压力：几乎无影响3、汽气比：0.2~0.44、空间速度：催化剂活性好，采用较大速度，反之，速度较小1、温度：190~260℃2、压力和空速：0.8~3.0MPa压力高则空速大3、入口气CO含量：3%~6%4、催化剂：不选铜锌系低变催化剂1、压力：要求不严格，与工艺条件有关2、温度：随使用情况和催化剂活性而定3、汽气比：0.2左右4、空速：根据生产负荷、变换率、催化剂的活性而定单元三CO变换的工艺条件的选择化工工程系低变工艺条件全低变工艺条件中变工艺条件1、操作温度：320~1591、原始开车①对照图纸全面核对所有设备是否安装就绪②用空气吹净设备及管线内灰尘杂物③试压④催化剂及煤气过滤器的装填⑤用贫气置换系统⑥煤气风机及风机进口煤气管道置换⑦置换彻底，确保安全⑧催化剂升温还原⑨硫化完毕进行倒换统操作全低变工艺岗位操作及要点化工工程系1、原始开车全低变工艺岗位操作及要点化工工程系1602、正常开车①全面检查系统设备②送中压蒸汽暖管，排放冷凝积水③床层温度不低于露点温度④根据气量、压力调节蒸汽加入量，控制好汽气比⑤开车初期炉温较低，以蒸汽量调节⑥调节蒸汽量，使炉温在正常范围内化工工程系2、正常开车化工工程系1613、操作要点①根据气量大小及煤气成分分析情况②注意观察变换床层灵敏点和热点温度③根据催化剂使用情况，调整适当汽气比和床层温度④充分发挥催化剂的低温活性⑤生产中如遇突然减量要及时减少或切断蒸汽供给⑥临时停车，先关蒸汽阀化工工程系3、操作要点化工工程系1624、催化剂的保护措施5、停车①短期停车②长期停车③紧急停车6、故障判断和处理①变换炉系统着火②催化剂失活③变换系统压差大④炉内温度剧烈变化⑤出口一氧化碳超标化工工程系4、催化剂的保护措施化工工程系1631、正常生产流程（见图4-3）水煤气全低变工艺流程化工工程系水煤气全低变工艺流程化工工程系1642、升温硫化流程钴钼催化剂的硫化在一定温度下（200℃），利用煤气中的氢气和补入的硫化氢在催化剂作用生成具有高活性的硫化物，主要反应式为：

MoO3+2H2S+H2=MoS2+3H2O+QCoO+H2S==CoS+H2O+Q

由水煤气脱硫岗位送来的高硫干煤气进入电加热器，加热后的气体逐步进入变换炉一段和二段升温，出变换炉的气体经冷却降温进入循环风机加压后循环使用。当升温至200℃时配入二硫化碳，转入硫化阶段。化工工程系2、升温硫化流程化工工程系165单元一湿法脱碳

脱碳的方法单元二干法脱碳学习情景五脱碳化工工程系单元一脱碳的方法单元二学习情景五脱碳化工工程系166物理吸收法物理吸收剂吸收与再生系统岗位常见事故处理吸收基本原理脱碳工艺流程单元一湿法脱碳化工工程系物理吸收法物理吸吸收与再吸收基本原理脱碳工艺流程单元一湿167碳酸丙烯酯1聚乙二醇二甲醚2N-甲基吡咯烷酮3甲醇41、物理吸收剂化工工程系碳酸丙烯酯1聚乙二醇二甲醚2N-甲基吡咯烷酮3甲醇41、物理168碳酸丙烯酯吸收二氧化碳气体是一个物理吸收过程，其平衡溶解度可以用亨利定律表示：

p*CO2=ECO2xCO2

式中：xCO2---液相中二氧化碳的含量

ECO2---二氧化碳的亨利系数（MPa）

p*CO2---二氧化碳在气相中的平衡分压

若以液相中二氧化碳的含量用kmol/m3表示，则亨利定律可用下式表示：C*CO2=HCO2pCO2

式中：CCO2---液相中二氧化碳的含量，kmol/m3

HCO2---二氧化碳的溶解度系数，kmol/（m3.

MPa）

p*CO2---二氧化碳在气相中的平衡分压，MPa

2、吸收的基本原理化工工程系碳酸丙烯酯吸收二氧化碳气体是一个物理吸收过程，其平衡溶解度可169小结1、根据测定得出的溶解度关系式可知：提高系统压力，降低碳酸丙烯酯溶液的温度，将增大二氧化碳在碳酸丙烯酯溶液中的溶解度，对吸收有利。2、在实际生产中，碳酸丙烯酯脱除变换气中的二氧化碳的同时，又吸收了硫化氢，在一定程度上起到脱硫的作用，而对CO、H2等气体的吸收能力很小。化工工程系小结化工工程系170问题一：吸收速率

二氧化碳溶于碳酸丙烯酯的过程，可以认为是二氧化碳分子通过气相扩散到液相分子中去的质量传递过程。若以气相二氧化碳分压做推动力，碳酸丙烯酯吸收二氧化碳的速率为：

GCO2=KG(pCO2-p*CO2)式中：GCO2---单位传质表面吸收CO2的速率kmol/（m2.h）

KG---传质总系数kmol/（m2.

MPa.h）

pCO2---二氧化碳在气相中的分压，MPa

p*CO2----与液相浓度相平衡时二氧化碳分压，MPa化工工程系问题一：吸收速率化工工程系171KG加大喷淋密度L可增加传质总系数传质推动力提高传质推动力，提高吸收CO2的速率温度温度与KG及推动力成反比，降低温度速率增加提高二氧化碳吸收速率的方法化工工程系KG加大喷淋密度L可增加传质总系数传质推提高传质推动力，提高172问题二：吸收饱和度

是指在脱碳塔底部的碳酸丙烯酯富液中二氧化碳的浓度（CCO2）与达到平衡的浓度（C*CO2）之比。

Φ=CCO2/C*CO2≤1Φ=CCO2/HpyCO2

Φ的大小对溶剂循环量和脱碳塔高度都有影响。对溶剂的影响可近似的用下式表示：L/G=1/ΦHp当操作温度与压力一定时，即H、p一定，则L与Φ成反比，所以提高Φ值对降低溶剂流量是一项有效的措施。在设计中一般取Φ为75~90%。对于填料