基于PROII研究甲醇合成的平衡组成
第33卷 第4期
2010年10月
煤炭转化
COA L CON V ERSION
V ol.33 N o.4O ct.2010
*中国电力工程顾问集团华北电力设计院工程有限公司资助项目(Y2007 A31).
1)工程师;2)教授级高级工程师;3)高级工程师,华北电力设计院工程有限公司IGCC 及煤气化研究设计院,100120 北京收稿日期:2010 05 17;修回日期:2010 07 13
基于PROII 研究甲醇合成的平衡组成
*
李海彬1) 孙永斌2) 李现勇3) 冯 静1) 王 旭1)
摘 要 借助PROII 软件,研究了合成甲醇体系中纯组分H 2和CO 等的密度值以及甲醇和甲醇 CO H 2混合物的容积值随温度和压力的变化,并与实验值进行了比较,在此基础上考察了温度和压力对甲醇合成体系平衡组成的影响.结果表明,压力对各组分性质的影响较大,当压力不大于10MPa 时,该软件的模拟计算值与实验值较接近,平衡组成与文献值也基本一致,低温高压有利于提高甲醇的平衡组成.对多喷嘴干粉气化工艺产气合成甲醇的研究表明,当采用铜基催化剂时,压力控制在9M Pa~10M Pa,合成气入口温度在260 左右,CO 2含量在6%~8%(体积分数)利于甲醇合成.
关键词 PROII 模拟,甲醇合成,平衡组成,条件优化中图分类号 T Q223.12+
1
0 引 言
石油价格的持续上涨已经严重影响到能源工业和石油化学工业等基础工业的发展,成为制约世界经济发展的关键因素.而我国是石油进口大国,预计到2020年,原油供需缺口为2.7亿t,石油进口依存度将近60%,而到2020年我国汽车保有量1.5亿辆,交通能源约占能源总需求的40%以上.[1]因此,从能源多元化和可持续发展的角度来思考能源替代及石油化工原料的接续问题,以煤和天然气为主要能源和化工原料的技术开发和研究将为能源替代和化工原料的接续问题开辟一个新的领域.世界发达国家已开始转向天然气替代石油,而我国是一个缺油少气、煤炭资源丰富的国家,所以应适当发展煤化工以及以煤为原料气化后合成甲醇和甲醇转化直接或间接制取化学品的C 1化学技术.
1 PRO II 软件简介
PROII 是通用性化工稳态流程模拟软件,可以用于流程的稳态模拟和各种化学化工过程的质量能量平衡计算.采用PROII 模拟,热力学方法的选择是决定模拟结果是否合理的前提,所以验证所选热力学方法的实用性是必要的.而对于甲醇合成体系,密度和容积是主要的热力学性质,因此首先对合成
甲醇中各组分的密度和容积进行了考察.[2]
2 合成甲醇组分物性的比较
本文主要讨论了煤气化产生的合成气H 2,CO,CO 2,H 2O,N 2和CH 4所组成的甲醇合成体系,H 2与CO 在催化剂作用下合成甲醇是工业化生产甲醇的主要方法.主要化学反应方程式是[3]:
CO+2H 2CH 3OH (1)CO 2+3H 2
CH 3OH +H 2O
(2)
副反应有:
2CO+4H 2CH 3OCH 3+H 2O CO 2+H 2CO+H 2O 本文主要考虑的副反应为:
CO 2+H 2
CO+H 2O
(3)
模拟采用BWRS 热力学方法,对甲醇合成系统中主要组分的密度和容积进行计算,并与实验值[4]
进行比较.
2.1 纯组分的模拟结果与实验值比较
借助PROII 分别计算了H 2,CO,N 2和CO 2气体组分的密度,结果见第75页表1和表2.表1和表2中 0为气体在标准状态下的密度,H 2,CO,N 2和CO 2的 0值分别为:44.586,44.6441,44.6338
和44 922,单位:mol/m 3
.
表1是纯H 2和CO 在不同温度和压力下用PROII 计算的相对密度值和实验值比较结果.从表1可知,对于H 2和CO 而言,当压力为4M Pa 和10MPa 时,模拟值和实验值均随温度的升高而下降,且两者的相对误差均不大于0.6%.而在相同的温度下,PROII 模拟值与实验值均随着压力的升高而增大,相对误差很小,因此在该温度和压力范围内,PROII 计算值与实验值较为接近,PROII 能较好地模拟H 2和CO 的密度性质.
表1 纯组分H 2和C O 的模拟值与实验值对比T able 1 Com par ison of ex per imental and simulated
value fo r H 2and CO densit y
p /MPa T /K
PRO / 0 / 0
H 2 PRO / 0
/ 0
CO 452020.83120.704-0.00620.71520.630-0.004460019.36119.246-0.00617.93117.870-0.003468018.08517.977-0.00615.81815.770-0.0031052050.67350.620-0.00150.24950.100-0.0031060047.17447.110-0.00143.52643.390-0.00310
680
44.130
44.070
-0.001
38.443
38.330
-0.003 表2分别比较了N 2和CO 2在不同压力和温度下PROII 计算的相对密度值与实验值.由表2可知,当压力在4MPa 时,N 2和CO 2的密度模拟值和实验值均随温度升高而减小,且这两者之间的相对
表2 纯组分N 2和C O 2的模拟值与实验值对比T able 2 Com par ison of ex per imental and simulated
value fo r N 2and CO 2densit y
p /MPa T /K
PRO / 0 / 0
N 2 PRO / 0
/ 0
CO 2452020.71720.640-0.00421.39821.352-0.002460017.94017.881-0.00318.29118.238-0.003468015.82815.783-0.00316.01815.967-0.0031052050.29050.169-0.00255.07054.942-0.0021060043.58843.484-0.00246.15645.904-0.00510
680
38.509
38.419
-0.002
40.018
39.748
-0.007误差维持在0.3%左右.压力为10MPa 时,对于N 2
而言,模拟值与实验值之间的误差基本保持在0 2%.当压力相同时,N 2和CO 2的密度模拟值和实验值相对误差都不大于0.7%,因此压力在4M Pa~10M Pa 和温度在520K ~680K 内,PROII 模拟值与实验值非常接近.2.2 甲醇的容积模拟值与实验值比较
在压力分别为5MPa 和10MPa,温度由275 变化到400 ,分别比较了纯甲醇容积的模拟值和实验值
[4]
,结果见表3.
表3 纯组分甲醇容积的模拟值与实验值对比T able 3 Compariso n o f ex perimental and simulated
value fo r CH 3O H density
p /M Pa
t / v PRO /(cm 3 m ol -1)
v ex p /
(cm 3 mol -1)
5275742.609755.00.01645350925.077940.00.015954001031.5791054.00.021*********.153267.00.003210350413.214415.00.004310
400
481.762
487.0
0.0108
由表3可得,当压力恒定时,甲醇容积随温度的升高逐渐增大.通过比较相对误差可以发现,在压力
为5M Pa 和10M Pa 下,相对误差均随温度的升高逐渐增大,当温度保持不变时,相对误差在压力为5M Pa 时较压力为10M Pa 时大,所以压力越高,用PROII 模拟计算的甲醇容积与实验的模拟值越接近.总体而言,PROII 能较好计算纯甲醇的容积.2.3 甲醇 C O H 2混合物容积的计算
在摩尔含量CO !H 2=1!2及不同温度和压力下,用PROII 计算了甲醇 CO H 2混合物中甲醇含量变化时的容积,结果见表4.
表4 CH 3OH CO H 2混合物的容积模拟值与实验值对比
T able 4 Com par ison of ex per imental and simulated v alue for CH 3OH CO H 2mix ture density
p /M Pa
y C H 3OH v PRO /(cm 3 m ol -1)
v e xp /(cm 3 mol -1)
300
v PRO /(cm 3 mol -1)
v ex p /(cm 3 m ol -1)
350
50.05960.277955.0-0.00551043.3181038.0-0.005150.15956.853953.0-0.00401040.7301030.0-0.010450.30946.990927.0-0.02161033.0111010.0-0.0228100.05491.506486.0-0.0113533.387530.0-0.0064100.15488.468484.0-0.0092531.138523.0-0.0156100.30479.389466.0-0.0287524.070510.0-0.0276200.05258.775254.0-0.0188279.967274.0-0.021820
0.15256.434249.0-0.0299278.305270.0-0.030820
0.30
248.936
238.0
-0.0459
272.510
262.0
-0.0401
由表4可知,在相同压力和温度下,混合物容积随甲醇含量的增大逐渐减小.当温度和甲醇含量恒
75
第4期 李海彬等 基于P ROI I 研究甲醇合成的平衡组成
定时,压力增大,混合物容积成倍数逐渐减小,变化值明显.当压力和甲醇含量不变时,升高温度,三组分混合物容积增大.综合比较表4可知,甲醇的含量对三组分的容积影响最小,其次为温度,而压力对混合物的容积影响最大.因此压力越低,PROII 模拟三组分的容积值与实验值较接近,相对误差也较小.
3 合成CH 3OH 平衡组成的计算
通过上述分析可知,选择BWRS 方法,PROII 能较好地模拟合成甲醇组分的密度和混合物的容积.因此采用该热力学方法对甲醇合成平衡组成进行了计算.原料气体选择与文献[5]相同的进口组成:y 0,H 2=0.6285,y 0,CO =0.1305,y 0,CO 2=0.0924,y 0,H 2O =0.0033,y 0,CH 4=0.1406,y 0,N 2=0.0047,分别研究了温度和压力对平衡组成的影响.
在压力分别为5MPa 和15MPa,温度在225 ~325 下,用PROII 计算了甲醇合成反应平衡组成,计算结果见图
1.
由图1可以看出,在压力一定的条件下,随着温度的升高,甲醇的平衡组成呈下降趋势,这是因为生成甲醇的反应(1)和反应(2)是一个放热反应,温度
升高有利于向吸热的方向进行,即逆向进行.随着温度的升高CO 的平衡组成逐渐升高,主要由于反应(1)是放热反应,而副反应(3)是一个吸热反应.在相同压力下,总体而言,CO 2的平衡浓度随温度的变化较小.而当温度不变时,压力升高,甲醇的平衡组成增大,CO 平衡浓度变化较CO 2大.
将PROII 计算结果与文献[5]进行比较可知,各组分的平衡组成模拟计算值与文献值基本一致,再次验证了PROII 可用于模拟研究甲醇合成平衡组成.
4 多喷嘴粉煤气化制甲醇
以华东理工大学多喷嘴对置式粉煤气化炉产生的合成气为甲醇合成原料,采用铜基催化剂,借助PROII 软件对甲醇合成条件进行了优化.气化炉出口合成气组成:H 2,25.88%;CO,62.94%;CO 2,6 12%;N 2,5.06%;CH 4,29.8?10-6.部分合成气经变换反应脱碳后调节(H 2-CO 2)/(CO+CO 2)=2.1,以1!5比例与循环气混合后进甲醇合成反应器.
[6 8]
4.1 压力对甲醇合成体系的影响
在200 ~300 温度下,考察了压力对甲醇和CO 平衡浓度的影响,结果见图
2.
由图2可知,在相同温度下,甲醇平衡浓度与压力成正比,而CO 平衡浓度与压力成反比,特别是压
力变化愈大,影响愈显著,因此就铜基催化剂而言,为了提高生产强度,甲醇合成可设计成高压系统,但是当压力和温度较高时,CO 和H 2生成二甲醚和甲
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煤 炭 转 化 2010年
烷等副产物,使床层温度提高,副反应加速,产生恶性循环,因此在高压下必须解决移热问题.综上所述,压力控制在9M Pa~10M Pa 为宜.4.2 C O 2浓度对甲醇合成体系的影响
在相同压力下,考察了甲醇合成塔入口CO 2浓度对CO 转化率的影响,结果见图
3.
图3 入口CO 2浓度对CO 转化率的影响
Fig.3 Effect of inlet CO 2concentration on CO conversion ratio
#???4%CO 2;%???6%CO 2;&???8%CO 2
由图3可知,CO 2浓度相同时,CO 的转化率随温度的升高而降低.当入口温度在200 ~260 时,合成气中CO 2浓度的变化对CO 的转化率影响较小,温度由260 增加到300 时,CO 2入口浓度对CO 转化率影响逐渐显现.相同入口温度,CO 2浓度越高,CO 转化率愈低,特别是当CO 2浓度大于6%时,对CO 转化率影响更为明显.同时由于CO 2生成甲醇较CO 生成甲醇的热效应小,温度高时将促使吸热逆反应,浓度低时将有利于放热反应,所以维持合成气中CO 2在一定的浓度可以避免催化剂过热,起温度调节作用.综合考虑上述原因,高温甲醇流程原料气中CO 2的含量不宜过高,以免CO 利用率低,多消耗氢气且甲醇浓度较低;对低温甲醇流程原料气中,CO 2的浓度可适当高些.一般而言,CO 2维持在6%~8%(体积分数)之间较为合理.4.3 温度对甲醇合成体系的影响
在不同压力条件下,考察合成气入口温度对甲醇合成体系CO 变化率的影响,结果见图
4.
图4 温度与CO 转化率的关系
F ig.4 Effect o f temper ature on CO conver sion rat io
1???5M Pa;2???7.5M Pa;3???10M Pa
由图4可知,在相同压力下,CO 平衡变化速率均随着温度的升高先增大,当温度在260 左右时
达到最大值,之后CO 平衡变化速率呈现下降趋势,这种变化趋势主要是由于甲醇合成反应是可逆反应,当组成一定、温度较低时,平衡常数的数值较大,反应速率随着温度的增大而增大,随着温度的增加平衡常数逐渐减小,当温度增加到一定数值时,反应速率随温度的增加量变为零,再继续增加温度,则反应速率随温度的升高而降低,因此对于低压和中压甲醇合成反应,最佳入口温度控制在260 左右较为合理.
4 结 论
由以上分析可知,在压力小于10M Pa,温度低于350 条件下,PROII 计算的甲醇合成体系中主要组分的容积和相对密度与实验值较为接近,对特定原料气组成,甲醇合成平衡组成与文献结果相同,表明借助该软件可以较为方便地研究甲醇合成系统各组分的平衡组成.通过对多喷嘴干粉气化工艺合成气合成甲醇的研究可知,当采用铜基催化剂时,压力控制在9MPa ~10M Pa,合成气入口温度在260 左右,CO 2含量在6%~8%(体积分数)较为合理,本文通过验证、模拟确定甲醇合成系统的参数,以期为指导设计和优化操作提供参考.
参 考 文 献
[1] 魏迎春,邓蜀平,蒋云峰.煤基甲醇和柴油生命周期温室气体排放评价[J].煤炭转化,2007,30(4):80 83.[2] 周 密,唐黎华.Asp en Plus 模拟计算甲醇合成的平衡组成[J].煤化工,2008(6):30 31.[3] 冯元琦,李关云.甲醇生产操作问答[M ].北京:化学工业出版社,2008:335.[4] 宋维端,肖任坚,房鼎业.甲醇工学[M ].北京:化学工业出版社,2007:99 100,111.
(下转第82页)
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第4期 李海彬等 基于P ROI I 研究甲醇合成的平衡组成
82煤 炭 转 化 2010年ABSTRAC T On the rang e of60 110 ,0.5MPa 1.75M Pa,1h-1 3.5h-1LH SV,the ratio0.3!80 0.3!350of oil to g as,the influence of the techno logic co nditions o n the content of light oil and saturated vapo r pressure of M15(15%methanol)in the reaction pro cess o f light oil of M15under the catalysis of H zeo lite.T he result show s that the o ptimal technolo gic conditio ns ar e90 , 1.0M Pa, 1.0h-1LH SV,the0.3!135ratio of oil to gas.Under these conditions, the content of vo latile component decreased and the saturated vapor pr essure o f M15reduced re m ar kably fro m75kPa 76kPa to64kPa 66kPa.
KEY WORDS M15methanol gasoline blends,H zeolite,catalytic modification,technologic con ditions
(上接第77页)
[5] 房鼎业,姚佩芳,朱炳辰.甲醇生产技术及进展[M].上海:华东化工出版社,1990:142 143.
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RESEARCH OF METHANOL SYNTHESIS BASED ON
PRO II SOFTWARE
Li Haibin Sun Yongbin Li Xianyong Feng Jing and W ang Xu
(I GCC and Coal G asif ication Resear ch Dep ar tment,N orth China P ow er Engineer ing
Comp any L im ited,100120Beij ing)
ABSTRAC T Based on PROII simulation software,the density of pure H2,CO in methano l synthesis system and the vo lum e of methanol,CH3OH CO H2mix tur e w ith the changes in tem perature and pressure w ere researched.Effects of pr essure and temper ature on the equilibrium com positio n in methano l sy nthesis system w ere further studied based on results.T he results show ed pressur e had g reater influence o n character.What?s more,the simulated values ag reed w ith ex perimental values at lo w er pressure,equilibrium composition w as same to experimental results.Lo w er tem perature higher pressure had advantage to im pr ove equilibrium composition of methanol.And CH3OH sy nthesis w as resear ched basing on sy ng as pr oduced by opposed multiple burner pulv erized coal gasifier,the o ptimized co nditions w ere pressur e:9M Pa 10M Pa,inlet temperature:~260 ,inlet CO2concentration:6% 8%(percent of vo lum e)w hen copper base catalyst w as used.
KEY WORDS PROII simulation,methanol synthesis,equilibrium com position,condition optimization
干燥过程的物料平衡与热平衡计算
干燥过程的物料与热平衡计算 1、湿物料的含水率 湿物料的含水率通常用两种方法表示。 (1)湿基含水率:水分质量占湿物料质量的百分数,用ω表示。 100%?= 湿物料的总质量 水分质量 ω (2)干基含水率:由于干燥过程中,绝干物料的质量不变,故常取绝干物料为基准定义水分含量。把水分质量与绝干物料的质量之比定义为干基含水率,用χ表示。 100%?= 量 湿物料中绝干物料的质水分质量 χ (3)两种含水率的换算关系: χ χ ω+= 1 ω ω χ-= 1 2、湿物料的比热与焓 (1)湿物料的比热m C 湿物料的比热可用加与法写成如下形式: w s m C C C χ+= 式中:m C —湿物料的比热,()C kg J ?绝干物料/k ; s C —绝干物料的比热,()C kg J ?绝干物料/k ; w C —物料中所含水分的比热,取值4、186()C kg J ?水/k (2)湿物料的焓I ' 湿物料的焓I '包括单位质量绝干物料的焓与物料中所含水分的焓。(都就是以0C 为基准)。 ()θθχθχθm s w s C C C C I =+=+='186.4 式中:θ为湿物料的温度,C 。
3、空气的焓I 空气中的焓值就是指空气中含有的总热量。通常以干空气中的单位质量为基准称作比焓,工程中简称为焓。它就是指1kg 干空气的焓与它相对应的水蒸汽的焓的总与。 空气的焓值计算公式为: ()χ1.88t 24901.01t I ++= 或()χχ2490t 1.881.01I ++= 式中;I —空气(含湿)的焓,绝干空气kg/kg ; χ—空气的干基含湿量,绝干空气kg/kg ; 1、01—干空气的平均定压比热,K ?kJ/kg ; 1、88—水蒸汽的定压比热,K ?kJ/kg ; 2490—0C 水的汽化潜热,kJ/kg 。 由上式可以瞧出,()t 1.881.01χ+就是随温度变化的热量即显热。而χ2490则就是0C 时kg χ水的汽化潜热。它就是随含湿量而变化的,与温度无关,即“潜热”。 4、干燥系统的物料衡算 干燥系统的示意图如下: (1)水分蒸汽量W 按上述示意图作干燥过程中的0水量与物料平衡,假设干燥系统中无物料损失,则: 2211χχG LH G LH +=+ 水量平衡 G 1
甲醇装置操作工甲醇合成考试卷模拟考试题.doc
甲醇装置操作工甲醇合成考试卷模拟考试题 考试时间：120分钟 考试总分：100分 遵守考场纪律，维护知识尊严，杜绝违纪行为，确保考试结果公正。 1、设备润滑五定是（ ）（ ）（ ）（ ）（ ） 2、脱硫反应器内发生的两个化学反应为（ ）、（ ） 3、1标准大气压等于（ ）MPa ，等于（ ）Kg/cm2，（ ）mmHg 。 （ ） 4、在横线上写出下列符号、管件的名称。 （ ） 5、利用溶液中各组分沸点的差异使各组分得到分离的过程叫（ ） 6、不同的液体在相同的温度下，其饱和蒸汽压越大说明其挥发性就越（ ），沸点越（ ） 7、单一物质的饱和蒸汽压主要与该物质的（ ）有关。 （ ） 8、单一物系在一定条件下，当汽液两相达到平衡时的压力称为该条件下的（ ） 9、人体中毒的途径有（ ） 10、工艺介质三串是（ ）（ ）（ ） 11、事故“四不放过”是（ ）、（ ）、（ ）、（ ） 12、容积式泵启动前入口阀必须（ ），出口阀或回流阀（ ） 13、当干粉灭火器的压力表指针指向（ ）区时，必须要更换。 （ ） 14、硫化氢的工业卫生允许浓度是（ ） 15、甲醇的工业卫生允许浓度是（ ） 16、氨的工业卫生允许浓度是（ ） 17、一氧化碳的工业卫生允许浓度是（ ） 18、滤毒罐防毒面具适用于毒气小于（ ），氧气大于（ ）的作业场所。 姓名：________________ 班级：________________ 学号：________________ --------------------密----------------------------------封 ----------------------------------------------线----------------------
【优秀毕设】年产40万吨甲醇合成工艺设计
设计任务书 设计（论文）题目：年产40万吨甲醇合成工艺 设 学院：内门古化工职业学院 专业：应用化工技术 班级：应化09-4班 学生：张琦 指导教师：杨志杰李秀清
1．设计（论文）的主要任务及目标 (1) 结合专业知识和工厂实习、分析选定合适的工艺参数。 (2) 进行工艺计算和设备选型能力的训练。 (3) 进行工程图纸设计、绘制能力的训练。 2．设计（论文）的基本要求和内容 (1) 本车间产品特点及工艺流程。 (2) 主要设备物料、热量衡算、结构尺寸计算及辅助设备的选型计算。 (3) 参考资料 3．主要参考文献 [1] 谢克昌、李忠.甲醇及其衍生物.北京.化学工业出版社.2002.5～7 [2] 冯元琦.联醇生产.北京.化学工业出版社.1989.257～268. [3] 柴诚敬、张国亮。化工流体流动与传热。北京。化学工业出版社。2000.525-530 4．进度安排 设计（论文）各阶段名称起止日期 1 收集有关资料 20111-01-28~2010-02-11 2 熟悉资料，确定方案 2010-02-12~2010-02-26 3 论文写作 2010-02-27~2010-03-19 4 绘制设计图纸 2010-03-20~2010-04-03 5 准备答辩 2010-4-10 目录 摘要 (1) 第1章甲醇精馏的工艺原理 (2) 第1.1节基本概念 (2) 第1.2节甲醇精馏工艺 (3) 1.2.1 甲醇精馏工艺原理 (3) 1.2.2 主要设备和泵参数 (3) 1.2.3膨胀节材料的选用 (6) 第2章甲醇生产的工艺计算 (7) 第2.1节甲醇生产的物料平衡计算 (7) 第2.2 节生产甲醇所需原料气量 (9) 2.2.1生产甲醇所需原料气量 (9) 第2.3节联醇生产的热量平衡计算 (15) 2.3.1甲醇合成塔的热平衡计算 (15) 2.3.2甲醇水冷器的热量平衡计算 (18) 第2.4节粗甲醇精馏物料及热量计算 (21) 2.4.1 预塔和主塔的物料平衡计算 (21) 2.4.2 预塔和主塔的热平衡计算 (25)
甲醇合成操作52个问题解答.doc
甲醇合成操作52个问题解答 1、甲醇合成工段的主要任务是什么？ 在高温、高压和有催化剂的条件下，使H2、CO和CO2混合气在合成塔内反应生成甲醇，反应后的气体经冷却、冷凝，分离出甲醇,未反应的气体和补充的新鲜气经升压后返回合成塔继续反应，甲醇合成产生的反应热用于副产2.5Mpa的蒸汽。 2、甲醇合成过程中的化学反应有哪些？ （1）主反应： CO+2H2=CH3OH+QCO2+3H2=CH3OH+H2O+Q （2）副反应： 2CO+4H2=CH3OCH3+H2O+QCO+3H2=CH4+H2O+Q 4CO+8H2=C4H9OH+3H2O+QCO2+H2=CO+H2O-Q nCO+2nH2=(CH2)n+nH2O+Q 由此可见,甲醇反应过程中有一系列副反应,生成了水和几十种微量的有机杂质,这些含有水和有机杂质的甲醇称为粗甲醇。 3、甲醇合成反应的特点是什么？ (1)可逆反应 (2)放热反应 (3)体积缩小的反应 (4)需要触媒才能进行的气-固相反应。 4、影响甲醇反应的因素有哪些？ (1)温度
(2)压力 (3)气体组成 (4)触媒性能 (5)空速 (6)惰性气含量 5、温度是如何影响甲醇反应的？ 从热力学观点来看，低温有利于甲醇的合成，但从动力学角度来看，提高反应温度能提高反应速度，所以必须兼顾这两个条件，选择最适宜的反应温度。 温度过低达不到催化剂的活性温度，反应不能进行；温度太高，反应过快，温度难以控制，易使催化剂衰老失活，而且随着温度逐渐增加，平衡常数逐渐降低，反应速度甚至下降。另外，反应温度越高，副反应增多，所以对于一定的反应物组成应有一个最适宜的反应温度。 6、压力对甲醇合成反应的影响如何？ 答:压力的高低,取决于使用触媒的性质,对铜基触媒而言,压力越高,反应越易向生成甲醇的方向进行,平衡甲醇含量越高,甲醇越易冷凝及分离,生产强度越高。 7、甲醇催化反应过程有几个步骤？ 答:甲醇合成反应是一个气固相催化反应的过程,共分五步: （1）CO和H2扩散到催化剂表面； （2）CO和H2被催化剂表面吸附； （3）CO和H2在催化剂表面进行化学反应； （4）CH3OH在催化剂表面脱附； （5）CH3OH扩散到气相中去。其中第三步进行的较慢,整个反应过程取决于该步骤进行的速度,因此,影响反应的各个因素应控制在最合适反应进行的条件下。
炼钢过程中的物料平衡与热平衡计算
炼钢过程的物料平衡与热平衡计算 炼钢过程的物料平衡与热平衡计算是建立在物质与能量守恒的基础上。其主要目的是比较整个冶炼过程中物料、能量的收入项和支出项，为改进操作工艺制度，确定合理的设计参数和提高炼钢技术经济指标提供某些定量依据。应当指出，由于炼钢系复杂的高温物理化学过程，加上测试手段有限，目前尚难以做到精确取值和计算。尽管如此，它对指导炼钢生产和设计仍有重要的意义。 本章主要结合实例阐述氧气顶吹转炉和电弧炉氧化法炼钢过程物料平衡和热平衡计算的基本步骤和方法，同时列出一些供计算用的原始参考数据。 1.1 物料平衡计算 （1）计算所需原始数据。基本原始数据有：冶炼钢种及其成分（表1）；金属料—铁水和废钢的成分（表1）；终点钢水成分（表1）；造渣用溶剂及炉衬等原材料的成分（表2）；脱氧和合金化用铁合金的成分及其回收率（表3）；其它工艺参数（表4）. ①本计算设定的冶炼钢种为H15Mn。 ②[C]和[Si]按实际生产情况选取；[Mn]、[P]和[S]分别按铁水中相应成分含量的30%、10%和60%留在钢水中设定。 表2 原材料成分
①10%C与氧生产CO2 表4 其它工艺参数设定值 收入项有：铁水、废钢、溶剂(石灰、萤石、轻烧白云石)、氧气、炉衬蚀损、铁合金。 支出项有：钢水、炉渣、烟尘、渣中铁珠、炉气、喷溅。 （3）计算步骤。以100kg铁水为基础进行计算。 第一步：计算脱氧和合金化前的总渣量及其成分。 总渣量包括铁水中元素氧化、炉衬蚀损和加入溶剂的成渣量。其各项成渣量分别列于表5、6和7。总渣量及其成分如表8所示。 第二步：计算氧气消耗量。 氧气实际消耗量系消耗项目与供入项目之差，详见表9。 ①由CaO还原出的氧量，消耗的CaO量=0.013×56/32=0.023kg
合成气制备甲醇原理与工艺
合成气制备甲醇原理与工艺 简要概述 班级：xxxxxxxxxxxxxxxxxxxxx 专业：化学工程与工艺 姓名：xxxxx 学号：201473020108 指导教师：xxxxx
一、甲醇的认识 1.物理性质 无色透明液体，易挥发，略带醇香气味；易吸收水分、CO2和H2S，与水无限互溶；溶解性能优于乙醇；不能与脂肪烃互溶，能溶解多种无机盐磺化钠、氯化钙、最简单的饱和脂肪醇。 2.化学性质 3.甲醇的用途 （1）有机化工原料 甲醇是仅次于三烯和三苯的重要基础有机化工原料 （2）有机燃料 (1)、甲醇汽油混合燃料；(2)、合成醇燃料；(3)、与异丁烯合成甲基叔丁基醚（MTBE）、高辛烷值无铅汽油添加剂；(4)、与甲基叔戊基醚（TAME）合成汽油含氧添加剂
4.甲醇的生产原料 甲醇合成的原料气成分主要是CO 、 CO2、 H2 及少量的N2 和CH4。主要有煤炭、焦炭、天然气、重油、石脑油、焦炉煤气、乙炔尾气等。 天然气是生产甲醇、合成氨的清洁原料，具有投资少、能耗低、污染小等优势，世界甲醇生产有90％以上是以天然气为原料，煤仅占 2%。 二、合成气制甲醇的原理 1.合成气的制备 a.煤与空气中的氧气在煤气化炉内制得高 CO 含量的粗煤气； b.经高温变换将 CO 变换为 H2 来实现甲醇合成时所需的氢碳比； c.经净化工序将多余的 CO2 和硫化物脱除后即是甲醇合成气。 说明： 由于煤制甲醇碳多氢少,必需从合成池的放气中回收氢来降低煤耗和能耗，回收的氢气与净化后的合成气配得生产甲醇所需的合成气, 即( H2-CO2) /( CO+CO2)＝2.00~2.05。 2.反应机理 主反应 OH CH H CO 322→+ △H 298=-90.8kJ/mol CO 2 存在时 O H OH CH H CO 23222+→+ △H 298=-49.5kJ/mol 副反应 O H OCH CH H CO 233242+→+ O H CH H CO 2423+→+ O H OH H C H CO 2942384+→+ O H CO H CO 222+→+ 增大压力、低温有利于反应进行，但同时也有利于副反应进行，故通过加入催化剂，提高反应的选择性，抑制副反应的发生。 3. 影响合成气制甲醇的主要因素 （1）合成甲醇的工业催化剂
甲醇考试试题2.(DOC)
加压站岗位 是非题（第1—18题每题1分，共18分） 1、催化剂的活点温度即为催化剂的活化温度。（） 2、压力量度单位1㎏/㎝2等于1MPa。（） 3、气柜作用主要起缓冲、均匀作用，储存一定量煤气（） 4、催化剂中毒是指催化剂暂时或永久失去活性。（） 5、氧化锰脱硫剂的主要组分是MnO2。（） 6、比水轻的易燃体着火，不宜用水扑救。（） 7、触媒剂的硫化反应是吸热反应。（） 8、压力的国际标准单位是帕斯卡（pa）。（） 9、催化剂的硫化可以采用高硫煤气。（） 10、精脱硫和转化工序同时开工升温。（） 11、精脱硫工序的中温氧化锌槽脱氯剂主要组分是CuO。（） 12、原料气先通过焦炉气预热器预热后再进入铁钼转化器。（） 13、铁钼催化剂超温的原因之一是焦炉气中的含氧量超标。（） 14、铁钼触媒的主要作用是脱除煤气中的有剂硫。（） 15、过滤器的作用是脱除煤气中的硫化物。（） 16、升温炉点火失败后必须进行蒸汽吹扫、置换合格后再进行点火。（） 17、镍钼催化剂的主要组分是NiS。（） 18甲醇在空气中的含量不允许超过50mg/m3。（） 转化.精馏岗位 是非题（第1—20题每题1分，共20分） 1、催化剂的活点温度即为催化剂的活化温度。（） 2、压力量度单位1㎏/㎝2等于1MPa。（） 3、甲醇系统和灌区因泄漏、爆炸着火时，用大量泡沫灭火。（） 4、催化剂中毒是指催化剂暂时或永久失去活性。（） 5、转化触媒的主要组分是NiO2。（） 6、比水轻的易燃体着火，不宜用水扑救。（） 7、甲烷的转化过程反应是吸热反应。（）
8、停电时，首先迅速关闭离心泵的出口阀门，避免泵倒转。（） 9、催化剂的硫化可以采用高硫煤气。（） 10、甲醇在空气中的含量不允许超过50mg/m3。（） 11、转化工序常温氧化锌槽脱氯剂的主要组分是CuO。（） 12、精脱硫工序的中温氧化锌槽脱氯剂主要组分是CuO 13、转化炉顶层和底部耐火球的规格是一样的。（） 14、铁钼催化剂超温的原因之一是焦炉气中的含氧量超标。（） 15、铁钼触媒的主要作用是脱除煤气中的有剂硫。（） 16、过滤器的作用是脱除煤气中的硫化物。（） 17、升温炉点火失败后必须进行蒸汽吹扫、置换合格后再进行点火。（） 18、镍钼催化剂的主要组分是NiS。（） 19、工艺气体在进入转化炉前必须预热。（） 20、空速是指空气通过催化床层的速度。（） 甲醇中控室 选择题（每小题1分，共10分） 1．工业催化剂使用之前催化剂必须（）。 A.钝化处理 B.活化处理 C.一般不处理 2．转化工段的原料气必须进行脱氯，脱氯剂一般采用（）。 A.氧化铜 B.氧化铁 C.氧化锌 D.氧化铝 3．我厂甲醇生产的原料气是（）。 A.净焦炉煤气 B.荒煤气 C.水煤气 D.天然气 4．进合成塔原料气中全硫含量一般控制在（）以内。 A.0.1PPM B.1PPM C.0.05PPM 5．原料气加氢转化脱除煤气中的有机硫，催化剂一般采用（）。 A.钴钼催化剂 B.铁钼催化剂 C.铁锰催化剂 D.镍钼催化剂6．甲醇的爆炸极限（） A 6%—36.5% B 4%—45.6% C 12%—45%
药物化学期末考试试题及答案
药物化学期末考试试题 及答案 TTA standardization office【TTA 5AB- TTAK 08- TTA 2C】
药物化学期末考试试题及答案 一、名词解释 1.硬药 2.化学治疗 3.基本结构 4.软药 5.抗生素 二、填空题 1.盐酸普鲁卡因水溶液加氢氧化钠试液析出沉淀，加热后产生和_ ___ ，加盐酸酸化析出白色沉淀。 2.巴比妥酸无催眠作用，当____位碳上的两个氢原子均被取代后，才具有镇静催眠作用。 3.药物中的杂质主要来源有: 和。 4.吗啡结构中B/C?环呈__ ，环呈反式，环呈顺式，环D?为 _____构象，环_____呈半船式构象,镇痛活性与其分子构型密切相关。 5.托品结构中有个手性碳原子，分别在_ ___,但由于无旋光性。 6.东莨菪碱是由东莨菪醇与__ ___所成的酯，东莨菪醇与托品不同处仅在于6,7?位间有一个。。 受体拮抗剂临床用作___ ____，H2受体拮抗剂临床用作。8. 是我国现行药品质量:标准的最高法规。
受体阻滞剂中苯乙醇胺类以_ __构型活性较高，而芳氧丙醇胺类则以_ __构型活性较高。 10.咖啡因为黄嘌呤类生物碱，与盐酸、氯酸钾在水浴上加热蒸干，所得残渣遇氨即呈紫色，此反应称为_ _反?应。 三、是非题 1.青霉素的作用机制是抑制- 氢叶酸合成酶。 2.氟尿嘧啶属抗代谢类抗肿瘤药。 3.多数药物为结构特异性药物。 4安钠咖是由水杨酸钠和咖啡因组成的。 5.茶碱与乙二胺所成的盐称为氨茶碱。 6.利福平在临床上主要用于治疗真菌感染。 7.维生素D?的生物效价以维生素D 为标准。 3 8.罗红霉素属大环内酯类抗生素。 9.乙胺丁醇以左旋体供药用。 10.炔雌醇为口服、高效、长效雌激素。 四、单项选择题 1.药物与受体结合时的构象称为 A.优势构象 B.药效构象 C.最高能量构象 D.最低能量构象 2.下列环氧酶抑制剂中，( )对胃肠道的副作用较小 A.布洛芬 B.塞利西布 C.萘普生 D.双氯芬酸
【精品】物料平衡与热平衡计算
钢铁冶金专业设计资料 （炼铁、炼钢） 本钢工学院冶化教研室 二00三年八月
第一章物料平衡与热平衡计算 物料平衡和热平衡计算是氧气顶吹转炉冶炼工艺设计的一项基本的计算，它是建立在物质和能量不灭定律的基础上的。它以转炉作为考察对象，根据装入转炉内或参与炼钢过程的全部物料数据和炼钢过程的全部产物数据，如图1—1-1所示的收入项数据和支出项数据，来进行物料的重量和热平衡计算.通过计算,可以定量地掌握冶炼工重要参数,做到“胸中有数”.对指导生产和分析研究改进冶炼工艺，设计转炉炼钢车间等均有其重要意义.由于转炉炼钢过程是一个十分复杂的物理化学过程，很显然，要求进行精确的计算较为困难，特别是热平衡，只能是近似计算,但它仍然有十分重要的指导意义。 物料平衡和热平衡计算,一般可分为两面种方案.第一种方案是为了设计转炉及其氧枪设备以及相应的转炉炼钢车间而进行的计算，通常侧重于理论计算，特别是新设计转炉而无实际炉型可以参考的情况下；另一种方案是为了校核和改善已投产的转炉冶炼工艺参数及其设备参数或者采用新工艺新技术等，而由实测数据进行的计算，后者侧重于实测.本计算是采用第一种方案。 目前，我国顶吹转炉所采用的生铁基本上为低磷的（0.10～0。40％）和中磷的(0.40～1。00%）两种，对这两种不同含磷量生铁的冶炼工艺制度也不相同。因此，下面以50吨转炉为例，分别就低磷生铁和高磷生铁两种情况，进行物料平衡和热平衡计算. 1.1原始数据
1。1.1铁水成分及温度 表1—1—1 1.1.2原材料成分
资料内容仅供您学习参考，如有不当之处，请联系改正或者删除 2 / 56 表1-1—2原材料成分
甲醇合成工艺
甲醇合成工艺 当今甲醇的生产主要采用低压法和中压法这两种，很少采用高压法，目前高压法的发展已处于停滞的状态，主要以低压法为主。用中压法和低压法这两种工艺生产出来的甲醇约占世界甲醇总产量的一半以上。 1. 低压合成工艺（5.0- 8. 0MP a） 是20世纪50年代后期发展起来的一种甲醇合成技术。低压法主要采用CuO- ZnO- Al2 O3- V2O5 催化剂，其活性较高，能耗低，反应温度最佳，一般反应温度在（240- 265）℃，在压力较低的的条件下即可获得较高的甲醇产率。并且其选择性好，减少了很多副反应的发生，降低了原料的损耗，并且提高了甲醇的质量。除此之外，由于压力要求较高，可以有效的减少动力的消耗，使工艺设备的制造更加容易。这一方法被英国ICI公司在1966 年研究使用成功，从而打断了甲醇合成高压法的垄断制度。这一制度的应用，在很大程度上提高了甲醇的产量，为日后甲醇的高产带来了合适的方法。 2. 中压合成工艺（9.8- 12. 0MP a） 随着社会的不断发展，甲醇的需求越来越大，如果继续采用低压法就要改造工艺管道，使工艺管道变得更大，设备也就变得更大，这样就浪费了空间和成本，因此在低压的基础上适当的加大压力，即发展为中压法。中压法采用的催化剂和低压法的相 同，都为C uO- ZnO- Al2O3 - V2O5催化剂，因此反应温度与低压法大致相同，由于压力的提高使动能的消耗也增加了。齐鲁石化公司第二化肥厂引进了联邦德国公司的中压甲醇合成装置。使得该公司的日产量有了很大程度的提高。 3. 高压合成工艺（30- 32 MP a） 是比较原始的一种方法，采用ZnO- C r 2O3 催化剂，其活性远不如铜系催化剂，反应温度在（350- 400）℃。随着科学技术的发展，高压法也开始逐步采用活性相对较高的铜系催化剂，以改善合成的条件。高压法虽然存在了70 多年，但由于材质苛刻，投资高，能耗物高，反应温度高，且生成的粗甲醇中杂志含量较多不易提纯，所以其发展前景不可观，目前处于停滞状态。
年产3万吨甲醇工艺设计毕业设计
课题名称：年产3万吨甲醇合成工艺设 计
毕业设计（论文）原创性声明和使用授权说明 原创性声明 本人郑重承诺：所呈交的毕业设计（论文），是我个人在指导教师的指导下进行的研究工作及取得的成果。尽我所知，除文中特别加以标注和致谢的地方外，不包含其他人或组织已经发表或公布过的研究成果，也不包含我为获得及其它教育机构的学位或学历而使用过的材料。对本研究提供过帮助和做出过贡献的个人或集体，均已在文中作了明确的说明并表示了谢意。 作者签名：日期： 指导教师签名：日期： 使用授权说明 本人完全了解大学关于收集、保存、使用毕业设计（论文）的规定，即：按照学校要求提交毕业设计（论文）的印刷本和电子版本；学校有权保存毕业设计（论文）的印刷本和电子版，并提供目录检索与阅览服务；学校可以采用影印、缩印、数字化或其它复制手段保存论文；在不以赢利为目的前提下，学校可以公布论文的部分或全部内容。 作者签名：日期：
学位论文原创性声明 本人郑重声明：所呈交的论文是本人在导师的指导下独立进行研究所取得的研究成果。除了文中特别加以标注引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写的成果作品。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律后果由本人承担。 作者签名：日期：年月日 学位论文版权使用授权书 本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。 涉密论文按学校规定处理。 作者签名：日期：年月日 导师签名：日期：年月日
甲醇合成精馏试题
、填空题: 1、甲醇的分子式为CH30H ,相对分子量为32. 4 ,甲醇的国家卫生标准为50mg/m3，甲醇的密度随温度的增加而减小。 2、氢回收工序额定驰放气处理能力为16500Nm3/h ;处理气体中的某些杂质成分如液态水、甲醇_ 、—灰分_、芳烃类物质_ 等对纤维管分离器的分离效率影响很大。 3、列管式换热器按结构不同分为_固定管板式、浮头式_、U形管式—和填料函式；固定管板式换热器管壁和壳壁的温差大于50摄氏度时，为克服温差应力对换热器造成影响应设置_膨胀节_。 4、为防火防漏，罐区设有_围堰_、_消防水_、_灭火装置_、一氮气隔离_、_可燃气体检测报警等—等设施。 5、写出下面设备位号代表的设备名称： S15403 ________ R15401 甲醇合成塔__________________ J15401B_ 喷射器 B E15401入塔气换热器 E15801H 氢回收列管换热器T15501 T15501预塔回流槽 P15501A/B加压塔讲料泵P15508A/B_碱液泵 C15504回收塔T15702杂醇油贮罐 6、写出下面设备名称的位号： 精甲醇成品罐 T41101ABC 火车装车泵 P41101ABCD 常压塔回流槽 T15503 常压塔冷凝器 E15508 配碱槽 T15505 预精馏塔 C15501 加压塔回流槽T15502 粗甲醇预热器E15501 常压塔回流泵 P15505AB 粗甲醇贮罐 T15701AB 7、甲醇为有毒化合物，口服5~10ml可引起严重中毒10ml以上可导致失明。 8、正常生产中，新鲜气氢碳比的合理值为_2.05~2.15_。 9、合成塔内列管的管径为_44mm，长度为一_7000 mm 10、加压精馏塔的塔顶压力为_800kpa ______________ ，温度为_128 C _ ；塔釜压力为 _812kpa_ 一_温度为_134°C __。 11、四台精馏塔的压降依次为8 kpa二、12kpa、10kpa _、8 kpa二。 12、合成汽包液位的低报警值为_25%一__:低低联锁值为20%_，其联锁动作为净化来新鲜气调节阀XV-15301关闭。 13、FO代表该调节阀为气关阀，FC代表该调节阀为气开阀。
天然药物化学期末考试题及答案汇编
2010年秋季学期期末考试 试卷（A） 考试科目：天然药物化学考试类别：初修 适用专业：制药工程 学号：姓名：专业：年级：班级： 1分，共20分）每题有4个备选答案，请从中选出1个最佳答案，将其序号字母填入括号内，以示回答。多选、错选、不选均不给分。 1．下列溶剂中极性最强的溶剂是：（） A．CHCl 3 O B. Et 2 C. n-BuOH CO D. M 2 2. 能与水分层的溶剂是：（） A．EtOAC B. Me CO 2 C. EtOH D. MeOH 3.两相溶剂萃取法分离混合物中各组分的原理是：（） A.各组分的结构类型不同 B.各组分的分配系数不同
C.各组分的化学性质不同 D.两相溶剂的极性相差大 4. 下列生物碱碱性最强的是:( ) A. 麻黄碱 B. 伪麻黄碱 C. 去甲麻黄碱 D. 秋水酰胺 5. 下列黄酮类化合物酸性最强的是:( ) A. 黄苓素 B. 大豆素 C. 槲皮素 D. 葛根素 6.中药黄苓所含主要成分是:( ) A. 生物碱类 B. 二氢黄酮类 C. 查耳酮类 D.黄酮类 7．葡聚糖凝胶分离混合物的基本原理是 A. 物理吸附 B. 离子交换
C. 分子筛作用 D. 氢键作用 8.阳离子交换树脂一般可以用于分离：（）A．黄酮类化合物 B．生物碱类化合物 C．有机酸类化合物 D．苷类化合物 9．P-π共轭效应使生物碱的碱性：（）A．增强 B．无影响 C．降低 D．除胍外都使碱性降低 10．供电诱导效应一般使生物碱的碱性：（）A．增强 B．降低 C．有时增强，有时降低 D．无影响 11．大多数生物碱生物合成途径为：（）A．复合途径
物料平衡与热平衡计算
钢铁冶金专业设计资料（炼铁、炼钢） 本钢工学院冶化教研室 二00三年八月
第一章物料平衡与热平衡计算 物料平衡和热平衡计算是氧气顶吹转炉冶炼工艺设计的一项基本的计算，它是建立在物质和能量不灭定律的基础上的。它以转炉作为考察对象，根据装入转炉或参与炼钢过程的全部物料数据和炼钢过程的全部产物数据，如图1-1-1所示的收入项数据和支出项数据，来进行物料的重量和热平衡计算。通过计算，可以定量地掌握冶炼工重要参数，做到“胸中有数”。对指导生产和分析研究改进冶炼工艺，设计转炉炼钢车间等均有其重要意义。由于转炉炼钢过程是一个十分复杂的物理化学过程，很显然，要求进行精确的计算较为困难，特别是热平衡，只能是近似计算，但它仍然有十分重要的指导意义。 物料平衡和热平衡计算，一般可分为两面种方案。第一种方案是为了设计转炉及其氧枪设备以及相应的转炉炼钢车间而进行的计算，通常侧重于理论计算，特别是新设计转炉而无实际炉型可以参考的情况下；另一种方案是为了校核和改善已投产的转炉冶炼工艺参数及其设备参数或者采用新工艺新技术等，而由实测数据进行的计算，后者侧重于实测。本计算是采用第一种方案。 目前，我国顶吹转炉所采用的生铁基本上为低磷的（0.10～0.40%）和中磷的（0.40～1.00%）两种，对这两种不同含磷量生铁的冶炼工艺制度也不相同。因此，下面以50吨转炉为例，分别就低磷生铁和高磷生铁两种情况，进行物料平衡和热平衡计算。 1.1原始数据 1.1.1铁水成分及温度 表1-1-1 1.1.2原材料成分
表1-1-2 原材料成分 表2-1-1铁水成分与温度 转炉冶炼钢种常为普通碳素钢和低合金钢，在此以要求冶炼BD3钢考虑，其成分见表2-1-3
甲醇合成的工艺方法介绍
甲醇合成的工艺方法介绍 自1923年开始工业化生产以来,甲醇合成的原料路线经历了很大变化。20世纪50年代以前多以煤和焦碳为原料;50年代以后,以天然气为原料的甲醇生产流程被广泛应用;进入60 年代以来,以重油为原料的甲醇装置有所发展。对于我国,从资源背景来看,煤炭储量远大于石油、天然气储量,随着世界石油资源的紧缺、油价的上涨和我国大力发展煤炭洁净利用技术的背景下,在很长一段时间内煤是我国甲醇生产最重要的原料。下面简要介绍一下甲醇生产的各种方法。按生产原料不同可将甲醇合成方法分为合成气(CO+H2方法和其他原料方法。 一、合成气(CO+H2生产甲醇的方法 以一氧化碳和氢气为原料合成甲醇工艺过程有多种。其发展的历程与新催化剂的应用,以及净化技术的进展是分不开的。甲醇合成是可逆的强放热反应,受热力学和动力学控制,通常在单程反应器中,CO和CO2的单程转化率达不到100%,反应器出口气体中,甲醇含量仅为6~12%,未反应的CO、CO2和H2需与甲醇分离,然后被压缩到反应器中进入一步合成。为了保证反应器出口气体中有较高的甲醇含量,一般采用较高的反应压力。根据采用的压力不同可分为高压法、中压法和低压法三种方法。 1、高压法 即用一氧化碳和氢在高温(340~420℃高压(30.0~50.0MPa下使用锌-铬氧化物作催化剂合成甲醇。用此法生产甲醇已有八十多年的历史,这是八十年代以前世界各国生产甲醇的主要方法。但高压法生产压力过高、动力消耗大,设备复杂、产品质量较差。其工艺流程如图所示。 经压缩后的合成气在活性炭吸附器1中脱除五羰基碳后,同循环气一起送入管式反应器2中,在温度为350℃和压力为30.4MPa下,一氧化碳和氢气通过催化剂层反应生成粗甲醇。含粗甲醇的气体经冷却器冷却后,迅速送入粗甲醇分离器3中分离,未反应的一氧化碳与氢经压缩机压缩循环回管式反应器2。冷凝后的粗甲醇经粗
煤制甲醇合成工艺毕业设计模板
煤制甲醇合成工艺 毕业设计
资料内容仅供参考，如有不当或者侵权，请联系本人改正或者删除。 毕业设计 题目：年产20万吨煤制甲醇生产工艺初步设计学号： 姓名： 年级：09煤化工 学院： 系别:煤化工系 专业：煤化工指导教师： 完成日期：5月14日
摘要 甲醇是一种极重要的有机化工原料, 也是一种燃料, 是碳一化学的基础产品, 在国民经济中占有十分重要的地位。近年来, 随着甲醇下属产品的开发, 特别是甲醇燃料的推广应用, 甲醇的需求大幅度上升。为了满足经济发展对甲醇的需求, 开展了此20 万t/a 的甲醇项目。设计的主要内容是进行工艺论证, 物料衡算和热量衡算等。本设计本着符合国情、技术先进和易得、经济、环保的原则, 采用煤炭为原料; 利用GSP 气化工艺造气; NHD 净化工艺净化合成气体; 低压下利用列管均温合成塔合成甲醇; 三塔精馏工艺精制甲醇; 另外严格控制三废的排放, 充分利用废热, 降低能耗, 保证人员安全与卫生。 关键词: 甲醇、合成。
目录 1总 论 ............................................................... ? (4) 1.1 甲醇性质 (4) 1.2 甲醇用途 (4) 1.3 醇生产原 料 (4) 2 甲醇的合 成 (5) 2.1 甲醇合成的基本原 理 (5) 2.1.1 甲醇合成反应步骤 (5) 2.1.2 合成甲醇的化学反 应 (5)
2.1.3 甲醇合成反应的化学平 衡 (6) 3 甲醇合成的催化 剂 (6) 3.1 工业用甲醇合成催化 剂 (7) 4 甲醇合成的工艺条 件 (9) 4.1 反应温度 (9) 4.2 压力 (10) 4.3 空速 (10) 4.4 气体组 成 (11) 5 甲醇合成的工艺流 程 (12) 5.1 甲醇合成的方法 (12) 5.2 甲醇合成塔的选
甲醇合成试题答案
甲醇合成考试题（A) 一．填空题（每空2分，共30分） 1.甲醇是最简单的饱和醇，又名木醇或木精，分子式CH3OH，通常为无色、略带乙醇香味的挥发性可燃液体，分子量3 2.04，爆炸极限5.5%—44.0%。 2.影响甲醇反应的因素有哪些：温度，压力，气体组成，触媒性能，空速，惰性气含量。 3.实际生产中，甲醇合成操作压力上升，调节方法有：①适当增加循环气流量。②适当提高循环气中一氧化碳含量。③适当提高循环气中二氧化碳含量。④适当开大系统压力调节阀，降低惰性气含量。二．判断题（每题2分，共10分） 1.甲醇凝固点-97.8℃，沸点（64.8℃，0.1013MPa），自燃点461℃～473℃。（√） 2.合成反应温度高不会影响产品质量。（×） 3.空速过高，反应温度下降，有时温度难以维持，产量下降（√） 4.CO2的存在，一定程度上抑制了二甲醚的生成。（√） 5.液体甲醇带入塔内会引起催化剂层的温度不变。（×）三．问答题(每题10分，共40分） 1.合成甲醇的化学反应有哪些？ （1）主反应： CO+2H2=CH3OH+Q
CO2+3H2=CH3OH+H2O+Q （2）副反应： 2CO+4H2=CH3OCH3+H2O+Q CO+3H2=CH4+H2O+Q 4CO+8H2=C4H9OH+3H2O+Q CO2+H2=CO+H2O-Q nCO+2nH2=(CH2)n+nH2O+Q 2.甲醇催化反应过程有几个步骤? 答:甲醇合成反应是一个气固相催化反应的过程,共分五步: （1） CO和H2扩散到催化剂表面； （2） CO和H2被催化剂表面吸附； （3）CO和H2在催化剂表面进行化学反应； （4） CH3OH在催化剂表面脱附； （5）CH3OH扩散到气相中去。 3.影响水冷器冷却效果的主要原因有哪些? 答：（1）水量小或水压低,应开大进水阀或提高水压。 （2）冷却器换热管结垢,清理积垢。 （3）冷却水温度高,联系供水,降低水温。 合成甲醇时有石蜡生成,附着在水冷器管壁上,降低水冷效果。可适当减少冷却水量,用温度较高的合成气来熔化石蜡。 4.进入容器设备的八必须？ 申请办证，并得到批准
药物合成考试题及答案
第一章卤化反应试题 一．填空题。(每空2分共20分) 1. 2 Cl和2Br与烯烃加成属于（亲电）（亲电亲核）加成反应，其过渡态可能有两种形式：①( 桥型卤正离子 )②（开放式碳正离子） 2. 在醇的氯置换反应中，活性较大的叔醇，苄醇可直接用（浓）或（）气体。而伯醇常用（ ）进行氯置换反应。 3.双键上有苯基取代时，同向加成产物（增多）{增多，减少，不变}，烯烃与卤素反应以（对向加成 ）机理为主。 4在卤化氢对烯烃的加成反应中，、、活性顺序为（>> ）烯烃2、22、2的活性顺序为( 2>22>2 ） 5写出此反应的反应条件( NBS/CCl hv,4h)
Ph3CCH2CH CH2Ph 3 CCH CHCH2Br5 二．选择题。（10分） 1.下列反应正确的是（B） A. C CH C Br C CH3 Br2 += B. C. (CH3)3 HC H2C HCl (CH3)3C H CH3 Cl D.Ph3C CH CH22 CCl/r,t.48h3 C H C CH2Br 2.下列哪些反应属于1亲核取代历程（A）A．(CH3)2CHBr+H2O(CH3)2CHOH+HBr B．CH2I+CH 2 CN NaCN+NaI C. NH3+CH3CH2I CH3CH3NH4+I
D. CH 3CH(OH)CHCICH 3+CH 3 C H O C H CH 3CH 3ONa 3.下列说法正确的是（A ） A 、次卤酸新鲜制备后立即使用. B 、次卤酸酯作为卤化剂和双键反应, 在醇中生成卤醇, 在水溶液中生成卤醚. C 、次卤酸(酯)为卤化剂的反应符合反马氏规则, 卤素加在双键取代基较多的一端; D 、最常用的次卤酸酯: 次氯酸叔丁酯 (3)3是具有刺激性的浅黄色固体. 4.下列方程式书写不正确的是（D ） A. RCOOH RCOCl + H 3PO 3PCl 3 B. RCOOH RCOCl + SO 2 + HCl SOCl 2 C. N H COOH N H COOC 2H 5 C 2H 5OH, H 2SO 4
水泥回转窑物料平衡、热平衡与热效率计算方
水泥工业窑热能平衡4.1.6.1 水泥工业窑热能平衡的基本概念 熟料烧成综合能耗 comprehensive energy consumption of clinker burning 熟料烧成综合能耗指烧成系统在标定期间内，实际消耗的各种能源实物量按规定的计算方法和单位分别折算成标准煤的总和，单位为千克（kg）。 熟料烧成热耗 heat consumption of clinker burning 熟料烧成热耗指单位熟料产量下消耗的燃料燃烧热，单位为千焦每千克（kJ/kg）。 回转窑系统热效率 heat efficiency of rotary kiln system 回转窑系统热效率指单位质量熟料的形成热与燃料（包括生料中可燃物质）燃烧放出热量的比值，以百分数表示（%）。 根据热平衡参数测定结果计算，热平衡参数的测定按JC/T733规定的方法进行。窑的主要设备情况及热平衡测定结果记录表参见附录A。 熟料形成热的理论计算方法参见附录B 4.1.6.2 水泥回转窑物料平衡 物料平衡计算的范围是从冷却机熟料出口到预热器废弃出口（即包括冷却机、回转窑、分解炉和预热器系统）并考虑了窑灰回窑操作的情况。 物料基础：1kg熟料 1.收入部分 （1）燃料消耗量 1）固体或液体燃料消耗量
+= yr Fr r sh M M m M …………………………（4-1） 式中： m r ——每千克熟料燃料消耗量，单位为kg/kg ； M yr ——每小时如窑燃料量，单位为kg/h ； M Fr ——每小时入分解炉燃料量，单位为kg/h ； M sh ——每小时熟料产量，单位为kg/h 。 2） 气体燃料消耗量 ρ= ?r r r sh V m M …………………………………（4-2） 式中： V y ——每小时气体燃料消耗体积，单位为Nm 3/h ； ρr ——气体燃料的标况密度，单位为kg/Nm 3。 ρρρρρρρρ?+?+?+?+?+?+?= 2 2 2 2 2 22O 222O C 100 m m CO CO m m C H H N H O r CO CO H H N H O ………………………………………………………………………………………………… (4-3) 式中： CO 2、CO 、O 2、C m H m 、H 2、N 2、H 2O ——气体燃料中各成分的体积分数，以百分数表示（%）； ρ2 CO 、ρCO 、ρ2 O 、ρm m C H 、ρ2H 、ρ2N 、ρ2 H O ——各成分的标况密度，单位为 kg/m 3N,参见附录C 。
合成气生产甲醇工艺流程
编号：No.20 课题：合成气生产甲醇工艺流程 授课内容：合成气制甲醇工艺流程 知识目标： ? 了解合成气制甲醇过程对原料的要求 ?掌握合成气制甲醇原则工艺流程 能力目标： ?分析和判断合成气组成对反应过程及产品的影响 ?对比高压法与低压法制甲醇的优缺点 思考与练习: ?合成气制甲醇工艺流程有哪些部分构成？ ?对比高压法与低压法制甲醇的优缺点 ?合成气生产甲醇对原料有哪些要求？如何满足?
授课班级: 授课时间: 四、生产甲醇的工艺流程 （一）生产工序 合成气合成甲醇的生产过程，不论采用怎样的原料和技术路线，大致可以分为以下几个 工序，见图5-1。 图5-1 甲醇生产流程图 1.原料气的制备 合成甲醇，首先是制备原料氢和碳的氧化物。一般以含碳氢或含碳的资源如天然气、石 油气、石脑油、重质油、煤和乙炔尾气等，用蒸汽转化或部分氧化加以转化，使其生成主要由氢、一氧化碳、二氧化碳组成的混合气体，甲醇合成气要求（出—CO2）/（CO+CO2）=2.1 左右。合成气中还含有未经转化的甲烷和少量氮，显然，甲烷和氮不参加甲醇合成反应，其 含量越低越好，但这与制备原料气的方法有关；另外，根据原料不同，原料气中还可能含有 少量有机和无机硫的化合物。 为了满足氢碳比例，如果原料气中氢碳不平衡，当氢多碳少时（如以甲烷为原料），则 在制造原料气时，还要补碳，一般采用二氧化碳，与原料同时进入设备；反之，如果碳多，则在以后工序要脱去多余的碳（以CO2形式）。 2.净化 净化有两个方面： 一是脱除对甲醇合成催化剂有毒害作用的杂质，如含硫的化合物。原料气中硫的含量即 使降至1ppm，对铜系催化剂也有明显的毒害作用，因而缩短其使用寿命，对锌系催化剂也有一定的毒害。经过脱硫，要求进入合成塔气体中的硫含量降至小于0.2ppm。脱硫的方法 一般有湿法和干法两种。脱硫工序在整个制甲醇工艺流程中的位置，要根据原料气的制备方 法而定。如以管式炉蒸汽转化的方法，因硫对转化用镍催化剂也有严重的毒害作用，脱硫工
年产50万吨甲醇合成工艺初步设计
年产50万吨甲醇合成工艺初步设计 摘要 本设计重点讨论了合成方案的选择，首先介绍了国内外甲醇工业的现状、甲醇原料的来源和甲醇本身的性质及用途。其次介绍了合成甲醇的基本原理以、影响合成甲醇的因素、甲醇合成反应速率的影响。在合成方案里面主要介绍了原料路线、不同原料制甲醇的方法、合成甲醇的三种方法、生产规模的选择、改善生产技术来进行节能降耗、引进国外先进的控制技术，进一步提高控制水平，来发展我国甲醇工业及简易的流程图。在工艺条件中，主要介绍了温度、压力、氢与一氧化碳的比例和空间速度。主要设备冷激式绝热反应器和列管式等温反应器介绍。最后进行了简单的物料衡算。 关键词:甲醇，合成塔
一、综述 (一)国内外甲醇工业现状 甲醇是重要的化工原料，应用广泛，主要用于生产甲醛，其消耗量约占甲醇总量的30%～40%;其次作为甲基化剂，生产甲胺、丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸甲酯、甲基叔丁基醚、对苯二甲酸二甲酯;甲醇羰基化可生产醋酸、酸酐、甲酸甲酯、碳酸二甲酯等。其次，甲醇低压羰基化生产醋酸，近年来发展很快。随着碳化工的发展，由甲醇出发合成乙二醇、乙醛、乙醇等工艺正在日益受到重视。国内甲醇装置规模普遍较小，且多采用煤头路线，以煤为原料的约占到78%;单位产能投资高，约为国外大型甲醇装置投资的2倍，导致财务费用和折旧费用高，这些都会影响成本。据了解，我国有近200家甲醇生产企业，但其中10万吨/年以上的装置却只占20%，最大的甲醇生产装置产能也就是60万吨/年，其余80%都是10万吨/年以下的装置。根据这样的装置格局，业内普遍估计，目前我国甲醇生产成本大约在1400,1800元/吨(约200美元/吨)，一旦出现市场供过于求的局面，国内甲醇价格有可能要下跌到约2000元/吨，甚至更低。这对产能规模小，单位产能投资较高的国内大部分甲醇生产企业来讲会加剧增。 而以中东和中南美洲为代表的国外甲醇装置普遍规模较大。目前国际上最大规模的甲醇装置产能以达到170万吨/年。2008年4月底，沙特甲醇公司170万吨/年的巨型甲醇装置在阿尔朱拜勒投产，使得