文档介绍：第2章合成气 synthesis gas or syngas
合成气的制取
烃类蒸汽转化
重油部分氧化
固体燃料气化
合成气的净化
脱硫
一氧化碳变换
二氧化碳的脱除
少量碳氧化物的清除
热法与冷法净化流程的比较
概述
什么是合成气?
指H2 和CO的混合气(Synthesis gas or Syngas)。
其中,H2 /CO的摩尔比为1/2~3/1。
合成气的用途是什么?
是有机合成原料之一;是H2和CO的来源。
合成气的来源是什么?
转化成液体和气体燃料,转化成高附加值的精细化学品。
C1化学和C1化工
含碳资源,如煤、天然气、石油馏分(主要为石脑油和渣油)、农林废料、城市垃圾等。
1 合成气的生产方法
煤为原料
特点
H2/CO摩尔比低,适用于合成有机化合物
过程
间歇式—生产效率低
连续式—生产效率高, 技术先进
在高温下,以水蒸气和氧气为气化剂,与煤反应生成H2和CO的过程—煤气化
天然气为原料
转化法—水蒸气转化法,H2/CO=3 ,适宜生产合成氨和氢气
热效率高、H2/CO易于调节
重油或渣油为原料
部分氧化法—调节原料中油、水蒸气和氧气比例,可达到自热平衡
不同原料制合成气成本
天然气< 重质油≈煤
重质油和渣油制合成气使石油资源得到充分利用
部分氧化法—反应器中通入适量氧气和水蒸气,氧与部分烃燃烧放热,另部分烃与水蒸气发生吸热反应生成CO和H2。
合成气应用新途径
合成气
乙烯或其他烃类
化工产品
甲醇
化工产品
化工产品
2 合成气的应用
生产工业化的一些主要产品
合成氨
N2+3H2 2NH3 (可逆反应)
氨用于制备氮肥,也是重要的化工原料,是目前世界产量最大的化工产品之一。
含碳原料+水蒸气+空气
H2和N2的粗原料气
体积H2:N2=3:1的原料气
脱除杂质
500~600℃ ~20MPa
(400~450℃ 8~15MPa)
铁催化剂
氨
F. Haber
C. ***
甲醇同系化制乙烯
CH3OH+CO+2H2==CH3CH2OH+H2O
反应条件:200℃,2MPa,均相羰基金属配合物催化剂
CH3CH2OH==C2H4+H2O
(1)
钴(Co),钌(Ru),铼(Re)
(2)
乙醇催化脱水制乙烯技术成熟
活性氧化铝(320~450℃),或沸石分子筛(250~320 ℃)
合成醋酸
CH3OH+CO==CH3COOH
1960年,BASF公司将甲醇羰基化合成醋酸工业化,70MPa,醋酸收率90%
1970年,Monsanto公司低压法工业化,碘化物促进的铑配位催化剂, 180℃, 3~4MPa,醋酸收率99%