甲醇生產(chǎn)工藝參數(shù)確定甲醇的合成除了主反應之外，還有多個副反應。因此，提高合成甲醇反應的選擇性，提高甲醇的收率是關鍵。影響甲醇生產(chǎn)的工藝參數(shù)主要有反應溫度、反應壓力、原料氣的組成、原料氣的純度、空間速率等。本節(jié)學習以上工藝參數(shù)對甲醇生產(chǎn)的影響?？赡娣艧岱磻?，總速率是正、逆反應速率之差。反應溫度增加，正、逆反應速率都增加，但吸熱方向（逆反應）反應速率增加的更多?？赡娣艧岱磻目偹俾视幸粋€最大值，此最大值對應的溫度為“最佳溫度”。TxArA=1rA=10rA=100允許溫度最佳溫度曲線平衡曲線最佳溫度：某一可逆放熱反應具有最大反應速率的溫度。最佳溫度曲線：相應于各轉(zhuǎn)化率的最佳溫度所組成的曲線。1、反應溫度1、反應溫度操作溫度：選用的催化劑、使用的設備要求等，尤其是催化劑的活性溫度。鋅鉻催化劑：320～400℃，銅基催化劑：200～290℃。防止催化劑老化：初期采用較低的反應溫度，使用一段時間后，逐步提高至適宜的溫度。及時移除熱量，防止熔結(jié)，使催化劑活性下降，甚至失活。整個催化劑床層的溫度維持在催化劑的活性范圍之內(nèi)。銅基催化劑的熱穩(wěn)定性較差，控制反應溫度尤為重要。甲醇合成反應的速率越快，副反應也越多，生成的粗甲醇中雜質(zhì)也越多，對后期粗甲醇的提純要求也越高。1、反應溫度2、反應壓力主反應：體積縮小的可逆反應，壓力增高，平衡向生成甲醇的方向移動，且體積縮小，分子之間相互碰撞的機會增大，反應速率加快，甲醇的平衡產(chǎn)率增大。反應壓力高：設備的制造、工藝管理和操作要求提高，設備投資增加，生產(chǎn)能耗增加。壓力提高到一定程度，平衡產(chǎn)率不再增加。綜合考慮各項因素來確定合理的反應壓力。2、反應壓力鋅鉻催化劑：反應溫度高，必須提高壓力以提高推動力，25~35MPa。銅基催化劑：活性高，反應溫度較低，反應壓力要求低，5~10MPa。催化劑、反應溫度和反應壓力：高壓法、中壓法、低壓法。3、原料氣的組成CO+2H2?CH3OH；CO2+3H2?CH3OH+H2OCO和H2合成甲醇，n(H2)︰n(CO)=2︰1CO2和H2合成甲醇，n(H2)︰n(CO2)=3︰1當采用不同原料組成時，往往需要調(diào)整氫碳比。用天然氣為原料：采用蒸汽轉(zhuǎn)化法得到的粗原料氣H2過多，需要加入CO2用重油或煤為原料：粗原料氣中H2過少，需要設置變換工序，使過量的CO變?yōu)镠2和CO2，再將過量的CO2除去。3、原料氣的組成保持氫過量：氫導熱性好，帶出反應熱，有利于防止局部過熱和控制整個催化劑床層的溫度，延長催化劑使用壽命；稀釋物料，減少或防止副反應。原料氣中含有一定量的CO2：減少反應熱量放出，利于催化劑床層溫度穩(wěn)定，抑制二甲醚的生成。鋅鉻催化劑n(H2)︰n(CO)≈4.5；銅基催化劑n(H2)︰n(CO)=2.2~3.0。4、原料氣的純度主要組分CO、CO2和H2，也含有少量N2、CH4或其他雜質(zhì)。N2、CH4

：降低CO、CO2和H2的分壓，降低轉(zhuǎn)化率，增加能量消耗。硫化氫能使銅催化劑中毒。CO與Fe高壓下容易生成五羰基鐵[Fe(CO)5]：分解析出鐵，積聚在催化劑表面，失去對主反應的催化活性。必須除去五羰基鐵及其雜質(zhì)。合成反應器還需用銅襯里。5、空間速率單位時間內(nèi)，每單位體積催化劑所通過的氣體量。單位：m3/(m3催化劑﹒h），簡寫為h-1。氣體與催化劑接觸時間的長短，用空速來表示?？账儆绊戇x擇性和轉(zhuǎn)化率，直接關系到生產(chǎn)能力和單位時間的放熱量。5、空間速率鋅-鉻催化劑上空速與接觸時間、生產(chǎn)能力的關系空間速率/h-1接觸時間/s產(chǎn)量/[m3/（m3催化劑·h）]60000.60.3190000.40.32180000.20.375350000.10.75空速小，接觸時間長，單程轉(zhuǎn)化率高。接觸時間長，氣量小，設備生產(chǎn)能力低。增加空速可以移走反應熱，防止催化劑過熱。適宜的空速與催化劑活性、反應溫度及進塔氣體的組成有關。鋅鉻催化劑：35000~40000h-1，銅基催化劑：10000~20000h-1。思考題：試分