操作条件影响分析 全省一等奖

任务三合成岗位操作条件影响分析

-------操作条件影响分析项目六甲醇生产要点回顾与检查同学们上节课已经学习了甲醇生产原理。写出合成气生产甲醇的原理反应式。检查同学们掌握的情况：提出问题查阅资料思考：合成气生产甲醇是在什么操作条件下进行的，操作条件对生产过程会产生怎样的影响？一、温度的影响分析温度对热力学、动力学影响温度与催化剂温度与放热反应的移热温度对热力学、动力学影响热力学分析：放热反应温度降低，Kp增大，正向移，放热增加图中压力一定，298K时热量值最大，反应温度难控制压力改变，1173K时热量值变化最小，反应温度易控制一般选择573K左右，热量值变化较小，温度又不高，能耗较少动力学分析：可逆反应温度升高，反应速率加快，逆反应速率也加快，总反应速率随温度的变化有一最大值最大值对应的温度，即为最适宜反应温度。温度与催化剂生产中的操作温度还取决于催化剂的活性温度催化剂的活性不同，最适宜的反应温度也不同。一般为了使催化剂有较长的寿命，反应初期宜采用较低温度，使用一定时间后再升至适宜温度。其后随催化剂老化程度的增加，反应温度也需相应提高。温度与放热反应的移热放热反应，必须及时移走反应热，使温度稳定否则易使催化剂温升过高，不仅会导致生成高级醇的副反应增加，而且会使催化剂因发生熔结现象使活性下降。反应器温度的控制要点

列管式反应器：反应器的温度主要是通过汽包压力来调节。如果反应器的温度较高并且升温速度较快，这时应将汽包蒸汽出口开大，增加蒸汽采出量，同时降低汽包压力，使反应器温度降低或温升速度变小二、压力的影响分析热力学主反应摩尔数减少，增加压力对提高甲醇的平衡浓度，甲醇生成量越多。动力学增加压力，原料分压提高，可以加快主反应速率。工艺其他反应压力越高，增加压力消耗的能量越高；压力的高低还受设备强度限制。低压法采用铜基催化剂，活性较高，反应温度较低，反应压力也可相应降至5～l0MPa。在生产规模大时，压力太低也会影响经济效果T低，Kp增大，此时P可以低一些，也可以保证较大Kp系统压力的控制要点图系统压力主要靠混和气入口量、H2入口量、放空量以及甲醇在分离罐中的冷凝量来控制在原料气进入反应塔前有一安全阀（SV6001），当系统压力高于5.7MPa时，安全阀会自动打开，当系统压力降回5.7MPa以下时，安全阀自动关闭，从而保证系统压力不至过高。三、原料组成的影响分析一种主要反应物（CO）为基准，其他原料(H2)与之比较氢过量可以抑制高级醇、高级烃和还原性物质的生成，提高粗甲醇的浓度和纯度。氢的导热性能好，过量的氢可以起到稀释作用，有利于防止局部过热和控制整个催化剂床层的温度。氢过量，降低一氧化碳含量，提高一氧化碳的转化率，同时羰基铁在催化剂上的积聚减少，一定程度上延长催化剂的寿命。氢过量太多，会降低反应设备的生产能力。二氧化碳等物质存在CO2的比热容较高，加氢反应热效应却较小，原料气中有一定含量时，可以降低反应峰值温度。CO2的存在可抑制二甲醚的生成。氮、甲烷等惰性物存在，使氢气及一氧化碳的分压降低，反应转化率下降。CO2+3H2----CH3OH+H20空速合成甲醇空速大，接触时间短，单程转化率低，只有10%～15%反应气体中仍含有大量未转化的氢气及一氧化碳，必须循环利用。为了避免惰性气体的积累，必须将部分循环气从反应系统中排出，以使反应系统中惰性气体含量保持在一定浓度范围。布置任务

以小组为单位，分析甲醇合成工艺操作条件对生产过程的影响，并讨论如何对某一工艺流程选择合适的操作