甲醇及其生产方式

科技情报开发与经济I-TECH INFORMATTON DEVELOPMENT& ECONOMY2011年第21卷第21期文章编号:1005-6033(2011)21-0163-04收稿日期:2011-05-24甲醇及其生产方式侯瑞生(忻州市新技术研究所,山西忻州,034000擴要:介绍了利用煤炭、石油、天然气生产甲醇的发展历程,阐迷了甲醇合成工艺条件的选择,并简要介绍了甲醇生产过程中的重要技术—膜分离氢回收工艺关键词:甲醇生产;工艺条件;膜分离氫回收工艺中图分类号:TQ223.121文献标识码:A1甲醇的用途及其生产发展历程入甲醇蒸汽,如果甲醇溅到皮肤上和眼睛里应迅速用大量清水冲洗。在工业甲醇作业处应有防毒面具、橡皮手套防护眼镜等甲醇是最简单的饱和醇分子式为CHO常温下是无色、透安全用具以备需用。明、易挥发、易燃烧的有毒液体沸点为6451℃,相对密度(20℃甲醇最早由木材和木质素干馏制得故俗称木醇。自然界中14℃)07913,是重要的化学工业基础原料和清洁液体燃料。甲醇游离态甲醇很少见,但在许多植物油脂天然染料、生物碱中却的用途十分广泛除可作许多有机物的良好溶剂外,主要用于合有它的行生物。成纤维、甲醛塑料医药、农药、染料、合成蛋白质等工业生产甲醇工业已有近百年的发展历史。在1923年以前,甲醇几是一种基本的有机化工原料。甲醇和汽油(柴油)或其他物质可乎全部是用木材或其废料的分解蒸馏来生产的。甲醇的世界产混合成各种不同用途的工业用或民用的新型燃料,甲醇和汽油量当时每年只有4500t用60kg-100kg木材干馏只能获得约混合可作为燃料用于运输业1kg的甲醇,1m3的白桦木只能制得5kg-6kg的甲醇,而1m3甲醇液体及气体都是剧毒的,人体应避免与甲醇接触或吸的针叶树木只能得到2kg-3kg的甲醇。这种“森林化学”的甲醇[5]左书华De3D在鳌江口外平阳咀海域流场模拟中的应用 channel cross flow using two different turbulence models[J[J]水文,2007,27(6):55-58.International Joumal of Heat and Mass Transfer, 2006, 49: 3914[6]张继民张新周,汤红亮等DeB3D在海湾电厂温排水数3928值模拟中的应用[]人民长江,2009,40(1):5962.[10]范丽丽,沙海飞杨海燕热污水表面侧排的近区特性[][7]阳昌陆倪浩清完全三维湍流数值模拟及其在冷却水工程江苏大学学报:自然科学版,2007,28(2):151-155中的应用J]水利学报,1993(5):12-22(实习编辑:唐尊进)[8]郝瑞霞.潮汐水域电厂温排水的水流和热传输准三维数值模拟[]水利学报,2004(8):6670第一作者简介:丁兆利男,1986年2月生,现为北京工业大[9]PATHAKM,DEWANA,DassAK.comPutationalprediction学209级水利水电工程专业在读硕士研究生,北京市朝阳区平of a slightly heated turbulent rectangular jet discharged into a narrow E 100 9,100124Summary of Thermal Discharge Numerical Simulation SoftwareDING Zhao-li, MA Chang-mingABSTRACT: With the development of computer technology, the study on thermal discharge numerical simulation iscontinuously deepening. This paper makes a brief introduction to some commercial software such as FLUENT, MIKE21 andDELFT3D that are commonly used in the field of thermal dischar中国煤化工 zes the advantages,disadvantages and applicable scopes of each mode, and puts forwardCNMH GNt trends of thermaldischarge numerical simulationKEY WORDS: FLUENT; MIKE21: DELFT3D; numerical simulation; thermal discharge侯瑞生甲醇及其生产方式本刊 E-mailbjb@ arcinfo. ne综述含有丙酮和其他杂质要从甲醇中除去这些杂质比较闲难。由于甲醇生产提供了大规模的需求,而单系列大型甲醇生产装置和甲醇的需要量与日俱增,木材干馏法不能满足需要因此人们开合成塔又是甲醇生产经济性的有效途径。目前国外已提出百万始采用化学合成的方法生产甲醇。吨级的大甲醇装置,国内随着国家能源安全战略方针的考虑和利用化学方法生产甲醇的原料大致有煤、石油、天然气和含大力发展煤化工和醇醚清洁燃料的进展,目前在建和在立项设H2CO(或CO2)的工业废气等。1923年德国BASF公司在合成氨计的甲醇装置不断扩大规模,有多套20万谁、30万a40万v工业化的基础上,首先用锌铝催化剂在高温高压下实现了由碳a50万va、60万v和更大规模的甲醇装置陆续建成投产。与氢合成甲醇的工业化生产开创了工业化生产甲醇的先河。2甲醇合成工艺条件的选择业合成甲醇成本低、产量大,促进了甲醇工业的迅猛发展。1966年英国ICI公司成功地实现了铜基催化剂在5MPa压力下的低甲醇合成反应为放热、体积缩小的可逆反应,温度压力及压甲醇合成工艺;1972年又实现了更为经济的1MPa中压法甲气体组成对反应进行的程度及速度有一定的影响。下面围绕温醇合成工艺。1971年德国的Lg公司相继开发了适用于天然度、压力、空间速度及气体的组成对甲醇合成反应的影响来讨论气渣油为原料的低压法工艺。由于低压法比高压法在能耗装工艺条件的选择置建设和单系列反应器生产能力方面具有明显的优越性,所以21温度从20世纪70年代中期起,国外新建装置大多采用低压法工艺在甲醇合成反应过程中,温度对于反应混合物的平衡和速1996年APC公司建成了三相床(气液、固)甲醇合成装置,压力率都有很大的影响。对于化学反应来说温度升高会使分子的运5MPa温度220℃-280℃使用Cu/ZA细颗粒催化剂动加快,分子间的有效碰撞增多,并使分子克服化合时阻力的能我国的甲醇生产始于1957年,20世纪50年代在吉林、兰州力增大从而增加了分子有效结合的机会,使甲醇合成反应的速和太原等地建成了以煤或焦炭为原料来生产甲醇的装置。60年度加快但是由一氧化碳加氢生成甲醇的反应和由二氧化碳加代建成了一批中小型装置,并在合成氨工业的基础上开发了联氢生成甲醇的反应均为可逆的放热反应,对于可逆的放热反应产法生产甲醇的工艺。70年代四川维尼纶厂引进了一套以乙炔来讲温度升高固然使反应速率常数增大但平衡常数的数值将尾气为原料的95万a低压法装置采用英国IcI技术。195年会降低。因此选择合适的操作温度对甲醇合成至关重要。所以12月,由化工部第八设计院和上海化工设计院联合设计的20万必须兼顾两个条件温度过低达不到催化剂的活性温度则反应甲醇生产装置在上海太平洋化工公司顺利投产,标志着我国不能进行;温度太高不仅增加了副反应消耗了原料气而且甲醇生产技术向大型化和国产化迈出了新的一步。2000年,杭州应过快温度难以控制容易使催化剂衰老失活。随着温度逐渐林达公司开发了拥有完全自主知识产权的wW低压均温甲醇合增加平衡常数逐渐降低,当温度达到一定数值反应速度到成塔技术,打破长期来被IcI、Jgi等国外少数公司所垄断拥的大,再继续增加温度,反应速度下降。所以对于一定组成的反应局面,并在2004年获得国家技术发明二等奖。200年该技术成物具有最大反应速度的温度,称为相应这个组成的最佳温度。功应用于国内首家焦炉气制甲醇装置上。最佳温度与组成有关,当甲醇含量低时由于平衡影响较小,最南京国昌化工科技有限公司研发的GC型轴径向低压甲醇佳温度就高。随着反应的进行,甲醇含量升高平衡影响增大,最合成塔技术,通过了中国石油和化学工业协会组织的鉴定。专家佳温度就低。最佳温度不是最佳反应温度反应温度取决于催化认为该甲醇合成塔结构新颖设计合理属国内首创填补了我剂的活性温度不同催化剂其反应温度不同。同时为了延长催化国轴径向低压甲醇合成塔的空白。该项目为我国甲醇工业提供剂寿命反应初期宣采用较低温度使用一段时间后再升温至适了一种技术先进造价低且易于大型化的新型合成装置。该技术宜温度。已于2003年底在山东久泰化工科技有限公司5万恤低压甲醇22压力装置上首次运用成功。甲醇合成反应为分子数减少的反应,因此增加压力有利于20世纪90年代,甲醇合成工艺日趋成熟,生产规模大型化反应向甲醇生成方向移动,使反应速度提高,增加装置生产能并向高度自动化操作水平发展。在国内外,大多数甲醇装置都是力对甲醇合成反应有利。但压力的提高对设备的材质加工制与其他化工产品联合生产,其中具有代表性的是合成氨联产甲造的要求也会提高,原料气压缩功耗也要增加以及由于副产物醇与城市煤气联产甲醇。近20年来甲醇生产在原料路线生产的增加还会引起产品质量变差,所以工厂对压力的选择要综合规模节能降耗、过程控制与优化及与其他化工产品联合生产等考虑技术经济效果各方面均有突破性进展单产甲醇成为目前的发展方向。同时2.3空间速度随着技术的发展和能源结构的改变,甲醇合成和应用已成为化中国煤化工气体与催化剂接触时学工业中个重要分支在经济和社会发展中起着重要的作用。间的长CNMHG倒数。一般来说催化随着甲醇制二甲醚(DME)、甲醇制烯烃(MTP)、甲醇制氢剂活性意高对同样的生产负荷所需的接触时间就愈短,空速就(MTH)以及甲醇汽油(汽油中掺烧10%-15%的甲醇)的发展为意大。瑞生甲醇及其生产方式本刊 Email: b jbesxinfone综述甲醇合成所选用的空速的大小既涉及合成反应的醇净值、的氢含量要大于理论量,以提高反应速度。氢气过量同时还能抑合成塔的生产强度循环气量的大小和系统压力降的大小,又涉制高级醇、高级烃和还原物质的生成减少HS中毒,提高粗甲及反应热的综合利用。醇的浓度和纯度。同时又因氢的导热性好,有利于防止局部过热当甲醇合成反应采用较低的空速时,气体接触催化剂的时和降低整个催化层的温度。但氢气过量会降低生产能力,工业生间长,反应接近平衡,反应物的单程转化率高。由于单位时间通产中用铜系催化剂进行生产时,一般认为在合成塔人口的v(H2)过的气量小,总的产量仍然是低的。由于反应物的转化率高,单:v(co)=4-5较为合适。实际生产中我们的氢碳比按照以下关系位甲醇合成所需要的循环量较少,所以气体循环的动力消耗确定:v(HxCO2):v(C0+CO2)=205-215243cO2的影响当空速增大时,将使出口气体中醇含量降低,即醇净值降cO2的影响比较复杂而且存在极值。完全没有CO2的合成低催化剂床层中既定部位的醇含量与平衡醇浓度增大,反应速气,催化剂活性处于不稳定区,催化剂运转几十小时后很快失度也相应增大。由于醇净值降低的程度比空速增大的倍数要小,活。所以CO2是活性中心的保护剂,不能缺少。CO2的体积分数在从而合成塔的生产强度在增加空速的情况下有所提高,因此可4%以前,CO2的影响呈正效应促进CO合成甲醇自身也会合成以增大空速以增加产量但实际生产中也不能太大,否则会带来甲醇:但如果CO2含量过高就会因其强吸附性而占据催化剂的系列的问题第一,提高空速,意味着循环气量的增加,整个系活性中心,因此阻碍反应的进行,同时也降低了CO和H2的浓统阻力增加,使得压缩机循环功耗增加。第二,甲醇合成是放热度,从而降低反应速度,影响反应平衡,而且由于存在大量的反应,依靠反应热来维持床层温度。若空速增大,单位体积气体CO2,使粗甲醇中的水含量增加,在精馏过程中增加能耗。一般认产生的反应热随醇净值的下降而减少。空速过大催化剂温度就为cO2的体积分数在3%~5%左右为宜难以维持,合成塔不能维持自热则可能在不启用加热炉的情况3膜分离技术在甲醇生产中的应用下使床层温度垮掉24入塔气体组成现在新上甲醇合成项目均采用膜分离氢回收工艺。1977年,原料气组成对催化剂活性的影响是比较复杂的问题,由于美国 MONSANTO公司率先推出了商品化的普里森气体膜分离浓度的交互作用和CO2浓度的影响,出现极值使许多动力学方装置用于合成气HCO的比例调节。其所用的分离膜是梯度致程都难以概括其组成变化时,测定结果是宽范围的。密的聚酰亚胺中空纤维膜。到目前为止,许多套气体膜系统在世241情性气体(CH、N2A)的影响界各地运行,其中包括中国境内的200余套普里森和卡特斯膜合成系统中情性气体含量的高低,影响到合成气中有效气分离系统体成分的高低。膜法气体分离技术日趋成熟,并在许多领域中得到推广和合成系统中情性气体含量取决于制取合成气工艺过程中所应用其中包括气体分离、回收和浓缩;环保和节能;替代和完补入工艺新鲜气中情性气体的多少和从合成系统排放的气量。成传统分离过程不能承担的任务,成为膜工业的重要组成部非放量过多增加新鲜气的消耗量损失原料气的有效成分。分调节情性气体的含量,可以改变触媒床层的温度分布和系我国气体膜分离技术研究始于20世纪80年代初,自1988统总体压力。当转化率过高而使合成塔出口温度过高时,提高情年起大连化物所用白己研制生产的膜分离器先后为国内外近气含量可以解决温度过高的问题。此外,在给定系统压力操作百家化肥厂提供了膜分离氢回收装置到日前为止国内各厂家下,为了维持一定的产量,必须确定适当的情气含量,从而选择利用自己研制开发的或引进国外先进的膜材料和膜组件已开发合适的排放量。出了多套膜分离装置将进一步降低膜分离装置的投资,有利于242C和H2比例的影响加快我国气体膜分离市场的快速发展甲醇合成主反应有:参考文献Co+2H,=CH,OH+102.5 k]/mol[1]夏春江气体膜分离技术在甲醇生产中的应用[门]贵州化CO +3H_CH,OH+H 0+59.6 kJ/mol工,2004(4):4041Co+H 0=CO,+H:+41. 19 k/mol2]钱百章甲醇市场和生产技术进展门]国际化工信息,2004从化学反应方程式来看,合成甲醇时CO与H2的分子比为(7):12-14.2:1,CO2和H2的分子比是13,这时可以得到甲醇最大的平衡浓(實任编辑:薛培荣)度。而且在其他条件一定的情况下,可使甲醇合成的瞬间速度最V凵中国煤化工大。由生产实践证明,当CO含量高时温度不易控制,且会导致CNMHG月生1984年毕业于羰基铁聚集在催化剂上,引起催化剂失活同时由于C0在催化太原理工大学煤化工专业,助理饼死员仿州市新技术研究所,剂的活性中心的吸附速率比H2要快得多所以要求反应气体中山西省忻州市03400科技情报开发与经济SCI-TECH INFORMATION DEVELOPMENT ECONOMY2011年第21卷第21期文章编号:10056033(2011)21-0166-03收稿日期:2011-0608无线网络技术在交通管理中的应用康晓丽(山西省自动化研究所,山西太原030012)摘要:简要介绍了无线网络技术探讨了基于RFID传感技术的道略交通状况监视系统的建立,分析了系统的优势。关键词:无线网络技术;交通管理;RFID;道路交通状况监视系统中图分类号:U491文献标识码:A近年来,各大城市由于人口密度大新车增长速度过快施工的集约访问阶层管理;第三层为 Application层,是上层应用系项目多、市民的交通观念差等原因交通拥挤情况十分严重已经统,通过采用 NET API库(只支持 Windows)、应用 WebService严重影响到人们的日常生活。由于交通路况的好坏与人们的日常DB实现流量实时监控、实时交通管制交通规划系统等功能生活息息相关因此实时掌握全市各路段的车流量建立全面的交21RFD车辆感应标签系统通流量管理系统从而合理建设、规划交通,从根本上解决缓解交2..1车辆感应标签构逵通拥挤问题已经成为交通管理部门的重要目标之一。车辆感应标签构造如图1所示信号灯1无线网络技术介绍射频识别即RFD( Radio Frequency Identification)技术,又称无线通信为电子标签、无线射频识别,是一种通信技术,可通过无线电信号识别特定目标并且读写相关数据,无需识别系统与特定目标之间建立机械或光学接触也是一种非接触的自动识别技术。识别工作无须人工干预可工作于各种恶劣环境可识别高速运动物体并可同时识别多个标签操作快捷方便是目前发展最为迅cPU内存速潜力最大的新兴无线技术之一。2基于RFID传感技术的道路交通状况监枧系统通过将RFID系统划分为3层实现可靠、通用、易扩展的道图1车辆感应标签构造路交通状况监视系统构建平台。第一层也是最底层,为 Device车感标签可以分为无线通信、传感器、时钟CPU内存层,即RFID传感器硬件部分包括读写装置、物理设备(TCPP、电池等几个部分。其中无线通信模块保证了车辆感应标签与信串口( USB,RS-23C)等);第二层为中间件层即RFD传感器控号接收器之间的通信,通信距离根据天线型号的不同有80m、制服务器端,通过 Event控制管理(包括数据过滤和 Event通知)300m和200m等3种,通信方式采用低功耗技术,每枚电池保和设备管理(包括设备登陆管理和数据收集)实现Log收集分析证不间断通信5年时间,通信速度高达2Mbs;传感器模块可以Methanol and Its Production ModeHOU Rui-shengABSTRACT: This paper introduces the development history of the凵中国煤化工eol, petroleum andCNMHG briefly an importanttechnology adopted in the production of methanol, membrane separation hydrogen recovery processKEY WORDS: production of methanol; process condition; membrane separation hydrogen recovery process166