第五章合成气的生成方法VIP免费

第五章 合成气的生成方法 5.1 概述 一 概述 合成气，是以氢气、一氧化碳为主要组分供化学合成用的一种原料气。由含碳矿物质如煤、石油、天然气以及焦炉煤气、炼厂气等转化而得。按合成气的不同来源、组成和用途，它们也可称为煤气、合成氨原料气、甲醇合成气（见甲醇）等。合成气的原料范围极广，生产方法甚多，用途不一,组成（体积％）有很大差别:H2 32～67、CO 10～57、CO22～28、CH4 0.1～14、N2 0.6～23。 制造合成气的原料含有不同的 H／C 摩尔比：对煤来说约为 1:1;石脑油约为 2.4:1;天然气最高,为 4:1。由这些原料所制得的合成气,其组成比例也各不相同,通常不能直接满足合成产品的需要。例如：作为合成氨的原料气，要求 H2/N2＝3，需将空气中的氮引入合成气中（见合成氨原料气）；生产甲醇的合成气要求 H2／CO≈2 或(H2－CO2)/(CO＋CO2)≈2;用羰基合成法生产醇类时,则要求 H2／CO≈1;生产甲酸、草酸、醋酸和光气等则仅需要一氧化碳。为此，在合成气制得后，尚需调整其组成，调整的主要方法是利用水煤气反应（变换反应）：CO+H2O=CO2+H2。以降低一氧化碳，提高氢气的含量。 二 历史沿革 合成气的生产和应用在化学工业中具有极为重要的地位。早在1913 年已开始从合成气生产氨，现在氨已成为最大吨位的化工产品。从合成气生产的甲醇，也是一个重要的大吨位有机化工产品。1939 年，德国开发的乙炔氢羧化工艺曾是生产丙烯酸及其酯的重要方法。第二次世界大战期间，德国和日本曾建立了十多座以煤为原料用费托合成从合成气生产液体燃料（见煤间接液化）的工厂,战后由于有廉价的原油,这些厂先后关闭。1945 年，德国鲁尔化学公司用羰基合成（即氢甲酰化）法生产高级脂肪醛和醇开发成功，此项工艺技术发展很快。60 年代，在传统费托合成的基础上,南非开发了SASOL 工艺，生产液体燃料并联产乙烯等化工产品，以适应当地的特殊情况。1960 年，联邦德国巴登苯胺纯碱公司的甲醇羰基化生产醋酸工艺工业化；1970 年，美国孟山都公司对此法作了重大改进，使之成为生产醋酸的主要方法，进而带动了有关领域的许多研究。70 年代石油涨价以后，又提出了碳一化学的概念。对合成气应用的研究，引起了各国极大的重视。 三 生产方法 第二次世界大战前，合成气主要是以煤为原料生产的;战后,主要采用含氢更高的液态烃（石油加工馏分）或气态烃（天然气）作原料。70 年代以来，煤气化法又受到重视，新技术及各种新的大型装置相继出现...