甲醇合成题库打印Word文件下载.docx

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开发生产乙二醇、乙醇、乙醛等。

甲醇用于生产农药：

甲基对硫磷、多菌灵等。

甲醇发酵生产甲醇蛋白，作饲料添加剂等。

甲醇作燃料：

直接作燃料、燃料添加剂等。

5．甲醇的化学性质有哪些？

答：

A、甲醇氧化生成甲醛、甲酸，燃烧生成二氧化碳。

CH3OH+1/2O2HCHO+H2O

HCHO+1/2O2HCOOH

CH3OH+3/2O2CO2+2H2O

B、甲醇胺化生成甲胺

CH3OH+NH3CH3NH2+H2O

2CH3OH+NH3（CH3）2NH+2H2O

3CH3OH+NH3（CH3）3N+3H2O

C、甲醇羰基化，生成醋酸

CH3OH+COCH3COOH

D、甲醇酯化生成各种酯类化合物

CH3OH+HCOOHHCOOCH3+H2O

2CH3OH+H2SO4（CH3）2SO4+2H2O

CH3OH+HNO3CH3NO3+H2O

E、甲醇氯化，生成氯甲烷

CH3OH+Cl2+H2CH3Cl+HCl+H2O

CH3Cl+Cl2CH2Cl2+HCl

CH2Cl2+Cl2CHCl3+HCl

CHCl3+Cl2CCl4+HCl

F、甲醇与氢氧化钠反应生成甲醇钠

CH3OH+NaOHCH3ONa+H2O

G、甲醇脱水

2CH3OH（CH3）2O+H2O

H、甲醇与苯反应生成甲苯

CH3OH+C6H6C6H5CH3+H2O

I、甲醇与光气生成碳酸二甲酯

2CH3OH+COCl2（CH3O）2CO+2HCl

J、甲醇与二硫化碳反应生成二甲基亚砜

4CH3OH+CS22（CH3）2S+CO2+2H2O

3（CH3）2S+2HNO33（CH3）2SO+2NO+H2O

K、甲醇裂解

CH3OHCO+2H2

6．目前世界上工业生产甲醇所采用的原料是什么？

答:

目前世界上工业生产甲醇所采用的原料主要有煤、石油（渣油、石脑油）、天然气、煤气、乙炔尾气等其他富含氢气、一氧化碳、二氧化碳的废气等。

7.目前工业上生产甲醇所采用工艺路线是什么？

目前工业生产几乎都采用以一氧化碳、二氧化碳、加氢加压合成生产甲醇。

甲醇生产装置主要包括以下几大工序：

原料气制备（脱硫、转化），压缩，甲醇合成、精馏等工序。

8．目前世界上甲醇生产工艺有哪几种？

目前世界上的甲醇生产，按照生产的压力可分为：

高压法：

操作压力在25-35MPa，通常为30MPa；

温度350-420℃，催化剂为Zn-Cr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、活性较铜基催化剂差。

中压法：

生产操作压力为10MPa，其流程工艺与低压甲醇工艺差不多，催化剂为铜基（铜-锌-铝，铜-锌-铬）。

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。

低压法：

生产操作压力为5MPa，铜基催化剂（铜-锌-铝，铜-锌-铬），合成塔进口220℃左右，出口250-270℃。

能耗低，杂质少，催化剂活性好。

9．简述甲醇合成反应机理。

在催化剂的作用下，气体中的一氧化碳、二氧化碳、与氢气反应生成甲醇。

基本反应方程式：

CO+2H2=CH3OH+Q

CO2+3H2=CH3OH+H2O+Q

主要副反应：

CO+H2=HCHO

CO2+H2=CO+H2O

2CH3OH=CH3OCH3+H2O

2CO+4H2=C2H5OH+H2O等

甲醇反应可生成二甲醚、甲酸甲脂、乙二醚、乙醛、乙醇、丙醇、丙酮、丁醇、水等杂质40多种。

10．目前世界上比较常见的甲醇合成反应器种类有哪些？

答：

1）ICI多段段间冷激型甲醇反应器。

2）鲁奇管冷式合成塔。

3）三菱瓦斯冷激型合成塔（四段冷激塔）。

4）三菱重工与瓦斯联合开发的管壳-冷管复合型合成塔（双套管反应器）。

5）TOPSOE托普索径向反应器。

6）东洋的MRF-Z型反应器。

7）卡萨利的轴径向反应器。

8）林德等温型螺旋管反应器（等温型水冷型合成塔）。

11．鲁奇管冷式甲醇合成塔的优点有哪些？

1）床层温度比较平稳。

2）通过控制合成汽包压力，能准确、灵敏地控制合成塔反应温度。

3）出口甲醇含量高，已经成功广泛运用于世界各地。

4）温度恒定，可有效地控制副反应，避免石蜡、羰基化合物的形成。

5）容易操作控制，催化剂没有超温的危险。

催化剂使用寿命长。

6）可回收高位能热，每生产1吨甲醇能够产生4.0MPa的中压蒸汽1.0-1.4吨。

7）结构紧凑，开工方便，压降小。

12．甲醇反应的影响因素有哪些？

在正常工况下，对甲醇反应影响较大的因素有：

温度、压力、空速、气体成分与惰气含量，催化剂活性等。

1）温度：

操作温度增加，反应速度增加，平衡常数下降，但副反应加大。

2）压力：

操作压力加大，反应向反应物平衡方向移动，对反应有利。

3）空速：

与催化剂接触时间有关。

空速降低，生产强度下降。

空速增加，催化剂生产强度增加，但阻力增加，能耗上升，入塔气预热面积需要增大、出塔气体中甲醇浓度下降。

3）气体组成：

对于甲醇原料气，氢碳比要求控制在H2-CO2/CO+CO2=2.05～

2.15,并保持一定量的CO2。

4）惰气成分：

氮气，甲烷等不参加反应的惰性成分的存在，在反应气体中

减少了反应气体的有效分压。

在不同工艺中，不同种类催化剂的要求，在催化剂的不同使用时期，在甲醇合成系统中控制不同含量的惰气成分。

一般在催化剂使用初期，催化剂活性好，惰气含量可适当控制高一点，后期则可以低一点。

通常初期合成气体中可控制其含量在20-25%左右，末期，15-20%左右。

6）催化剂：

活性越高，反应越好，选择性越高，副产物越低。

13．铜基催化剂的特点是什么？

活性高，选择性好。

缺点：

抗硫、抗氯性能差，耐温性能差。

14．甲醇合成气中二氧化碳的作用是什么？

1）二氧化碳本身是甲醇合成的一种原料。

2）二氧化碳的存在，在一定程度上抑制了二甲醚的生成。

3）阻止了一氧化碳转化为二氧化碳，这个反应在有水蒸汽存在时会发生。

4）有利于温度调节，防止超温，因为二氧化碳的合成反应热比一氧化碳的反应热要低42.9KJ/mol,所以二氧化碳参加反应时可以有效地阻止合成温度的升高，从而保证催化剂的活性，延长催化剂的使用寿命。

15．甲醇合成原料气的要求有哪些？

1）合理的氢碳比

根据甲醇反应的方程式，氢气与一氧化碳合成甲醇的当量比为2，与二氧化碳的化学当量比为3，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：

f=（H2-CO）/（CO+CO2）=2.1-2.15

M=H2/（CO+1.5CO2）=2.0-2.05

在实际生产中,控制的氢碳比应该比化学计量略高。

2）合理的二氧化碳和一氧化碳比例

二氧化碳在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。

使用锌、铬催化剂的高压甲醇装置，CO2以低于5%为宜，而在铜基催化剂中，原料气的CO2含量可适当提高。

鲁奇公司设计的以天然气为原料生产的中低压甲醇装置，合成新鲜气的CO含量为15.1%，CO2为7.0%左右。

M.M卡那拉华耶夫认为：

原料气中的二氧化碳的浓度决定于技术经济指标，最大允许浓度为12%-14%，通常为4.5-5.5%，单位体积的催化剂可取得最大量的甲醇。

3）毒物与杂质的要求：

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。

锌铬催化剂要求原料气中硫化物低于50ppm；

铜基催化剂对硫、氯化合物更敏感，ICI要求小于0.06ppm，鲁奇要求小于0.1ppm，国内要求小于0.2ppm。

16．原料气净化的作用是什么？

原料气必须经过净化处理，净化的任务是清除油、水、尘埃、羰基铁、硫化物、氯化物等杂质。

17．甲醇原料气中硫化物害处是什么？

1）引起催化剂中毒。

2）造成管道、设备的腐蚀。

3）造成粗甲醇质量下降。

18．合成塔在使用过程中热点温度为什么会下移？

1）催化剂长期处于高温或温度波动下，活性下降。

2）催化剂上层中毒，活性下降。

3）催化剂还原不好，上层催化剂活性差。

4）操作不当，空速过高，热点温度下移。

19．甲醇合成催化剂种类及主要成分是什么？

目前，世界上使用甲醇合成催化剂主要有锌铬催化剂和铜基催化剂两种。

锌铬催化剂主要成分：

ZnO，CrO3，Cr2O3，还含有Fe2O3、H2O、石墨等成分。

铜基催化剂有Cu-Zn-Al和Cu-Zn-Cr两种催化剂。

主要成分：

CuO，ZnO，Al2O3或CuO，ZnO，Cr2O3。

20．锌铬催化剂活性及使用条件是什么？

锌铬催化剂活性温度高，约350-420℃，由于受平衡的限制，需要在高压下操作。

21．铜基催化剂活性及使用条件是什么？

铜基催化剂活性温度低，约在230-290℃，可以在低压、中压下操作。

近年来，低压铜基催化剂使用更普遍。

22．目前世界上的甲醇合成催化剂的主要种类有哪些？

目前国外几种典型的甲醇合成催化剂：

ICI51-1、ICI51-2、ICI51-7、ICI51-8。

TopsφeMK-102、MK-121、MK-101。

日本三菱瓦斯MGC甲醇催化剂、BASF甲醇合成催化剂等。

国内：

西南化工研究院C207、X-98等；

南京化工研究院的C301、C302、C306等催化剂等。

23．锌-铬催化剂如何进行还原？

甲醇合成催化剂无论是锌铬催化剂还是铜基催化剂在使用前都要还原。

在150℃以前，主要脱去吸附水；

150℃-220℃，与还原介质氢气进行反应，高价铬还原成低价铬，铬酸锌还原为亚铬酸锌，并还原出大量水分；

到350℃时，还原基本结束。

350℃以后，催化剂开始发生晶格转化过程，400℃左右，完成晶格转化，此时催化剂获得最好的活性。

24．铜基催化剂如何进行还原？

答甲醇合成铜基催化剂的还原是放热反应：

：

甲醇合成铜基催化剂在正常还原条件下只有氧化铜被还原，锌和铝的氧化物不被还原。

还原分层进行，对催化剂床层而言，是从上到下逐层还原的。

对每一粒催化剂来讲，是由表及里逐步还原的。

CuO+H2=Cu+H2O（-△H25℃）=86.5KJ/mol。

在还原过程中出水量约为催化剂重量的20%左右，各种催化剂的含铜量有差异，其中化学水占约8-10%，物理水占10-13%。

25．铜基催化剂还原控制的关键是什么？

铜基催化剂还原的关键是控制还原速度，还原速度不宜太快，因此必须严格控制氢浓度和温度。

还原过程要求升温缓慢平稳，