气体膜分离技术在甲醇生产中的应用作者:王波来源:《视界观·上半月》2020年第04期
摘; ; 要:甲醇是重要的化工原料,可以生产出多种下游产品。气体膜分离技术具有技术先进、工艺流程简单、配套设备少、占用现场空间小,经济效益显著特点。
关键词:甲醇;生产;气体膜分离;回收率
一、气体膜分离技术综述
气体膜分离原理:不同气体在高分子膜中的渗透速率不同,在压力的推动下低浓度的气体通过膜后富集到高浓度的过程。
渗透速率用J=D·S/d(cm3 /Hg)表示,它是表征气体透过膜的难易程度的一个物理量,J值越大,则表示某一组份气体越容易透过膜.从J=D·S/d来看,J值和膜的厚度d成反比,和D·S乘积成正比。气体分子的大小、气体和膜本身的特性以及操作的温度和压力都对D和S产生影响。
J值一般规律是:
1)一些小分子气体(H2,He)比大分子气体(CH4,C2H6)易于透过,其主要原因是由于小分子气体的D值较大。
气体膜分离 2)一些极性气体分子(H2O,H2S,SO2,CO2)比非极性分子(O2,N2,CH4)易于透过,其主要原因是因为极性气体分子在一些高分子膜内的溶解度较大(即S值较大)所致。
分离系数α:分离系数标志着高分子膜的选择分离性能αA/B= JA/JB。J和α是衡量各种高分子膜的气体分离性能的主要参数。
二、甲醇生产与应用
甲醇生产有焦炉气转化、煤炭气化、天然气转化制成合成气,其中的有效组分co、co2、H2经过除杂,合成器再经过高压精馏制得甲醇。甲醇生产是催化剂作用下复杂的,可逆的反应。主反应有:
CO + 2H2; ;CH3OH + 102.5 kJ/mol
CO2+3H2; CH3OH + H2O + 59.6 kJ/mol