天然气深度转化一步法合成二甲醚工艺研究

【摘要】：随着国际石油价格的一路飙升,寻求新的石油替代品成了当前化工行业研究的重点,二甲醚由于其物化性质与液化石油气非常相似,而且具有低毒、燃烧完全等特点,越来越引起人们的关注。此外,二甲醚还是制备低碳烯烃的重要原料。因此,二甲醚的未来应用前景十分广阔。 本文对天然气通过水蒸气和纯氧二段深度转化制备的合成气,用于二甲醚合成进行了研究。其主要目的是,H2和CO合理配比的高品质合成气通过一步法合成二甲醚,寻求一步法生产二甲醚的最佳工艺条件,从而降低二甲醚的生产消耗和成本。 分别在固定床、浆态床以及固定床和浆态床串联反应器中进行了二甲醚合成的研究。结果表明,天然气深度转化工艺制备的合成气,在固定床和浆态床串联反应器中一步法合成二甲醚,效率最高、天然气消耗最低。对二甲醚大规模工业化生产具有现实的指导意义。 【关键词】：合成气 二甲醚 一步法
【学位授予单位】：西安石油大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2010
【分类号】：TQ223.24
【目录】：

• 摘要3-4
• ABSTRACT4-7
• 第一章 绪论7-30
• 1.1 二甲醚的物化性质和用途7-15
• 1.1.1 二甲醚的物化性质7
• 1.1.2 二甲醚的应用7-15
• 1.2 二甲醚的生产方法15-20
• 1.2.1 甲醇脱水生产二甲醚工艺15-17
• 1.2.2 合成气一步法二甲醚生产工艺17-20
• 1.2.3 二氧化碳加氢直接合成二甲醚20
• 1.3 二甲醚合成反应中存在的问题20-21
• 1.3.1 原料气组成的影响20
• 1.3.2 催化剂的影响20
• 1.3.3 反应器的影响20-21
• 1.4 煤制合成气与天然气制备合成气工艺研究21-28
• 1.4.1 煤气化制备合成气工艺技术21-26
• 1.4.2 天然气转化制备合成气工艺技术26-28
• 1.5 天然气深度转化一步法合成二甲醚工艺研究内容及技术路线28-30
• 1.5.1 研究内容28-29
• 1.5.2 反应机理和活性中心的研究29
• 1.5.3 反应的条件确定29
• 1.5.4 技术路线29-30
• 第二章 天然气深度转化制合成气及合成气一步法制二甲醚理论计算分析30-39
• 2.1 天然气深度转化制合成气流程设计30
• 2.2 天然气深度转化(部分氧化)热力学理论计算结果30-33
• 2.2.1 温度和压力的影响30-31
• 2.2.2 原料气中CH_4/O_2的影响31-32
• 2.2.3 CH_4/H_2O/O_2反应体系热力学理论计算结果32
• 2.2.4 CH_4/O_2/H_2O/CO_2转化制合成气热力学理论计算结果32-33
• 2.3 天然气深度转化制备的合成气一步法生产二甲醚33-39
• 2.3.1 合成气一步法合成二甲醚的热力学分析33-34
• 2.3.2 合成气一步法合成二甲醚的动力学分析34-35
• 2.3.3 合成气一步法生成二甲醚的机理35-36
• 2.3.4 CH_4/H_2O/O_2/CO_2体系制得的合成气制备二甲醚36-39
• 第三章 二甲醚合成最佳工艺条件的优化和确定39-44
• 3.1 固定床反应器中合成气制二甲醚的研究39-40
• 3.1.1 反应温度的影响39
• 3.1.2 反应压力的影响39-40
• 3.1.3 原料气空速的影响40
• 3.2 浆态床反应器中合成气制二甲醚的研究40-42
• 3.2.1 转子转速的影响40-41
• 3.2.2 反应压力的影响41
• 3.2.3 反应温度的影响41-42
• 3.2.4 原料气空速的影响42
• 3.3 二甲醚合成技术路线42-43
• 3.4 小结43-44
• 第四章 结论44-45
• 致谢45-46
• 参考文献46-49
• 攻读硕士学位期间所发表的论文49-50
• 详细摘要50-61

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