氣體膜分離技術在甲醇生產中的應用

王波

摘? ? 要：甲醇是重要的化工原料，可以生產出多種下游產品。氣體膜分離技術具有技術先進、工藝流程簡單、配套設備少、占用現場空間小，經濟效益顯著特點。

關鍵詞：甲醇;生產;氣體膜分離;回收率

一、氣體膜分離技術綜述

氣體膜分離原理：不同氣體在高分子膜中的滲透速率不同，在壓力的推動下低濃度的氣體通過膜后富集到高濃度的過程。

滲透速率用J=D·S/d（cm3 /cm2.s.cmHg）表示，它是表征氣體透過膜的難易程度的一個物理量，J值越大，則表示某一組份氣體越容易透過膜.從J=D·S/d來看，J值和膜的厚度d成反比，和D·S乘積成正比。氣體分子的大小、氣體和膜本身的特性以及操作的溫度和壓力都對D和S產生影響。

J值一般規律是：

1）一些小分子氣體（H2，He）比大分子氣體（CH4，C2H6）易于透過，其主要原因是由于小分子氣體的D值較大。

2）一些極性氣體分子（H2O，H2S，SO2，CO2）比非極性分子（O2，N2，CH4）易于透過，其主要原因是因為極性氣體分子在一些高分子膜內的溶解度較大（即S值較大）所致。

分離系數α：分離系數標志著高分子膜的選擇分離性能αA/B= JA/JB。J和α是衡量各種高分子膜的氣體分離性能的主要參數。

二、甲醇生產與應用

甲醇生產有焦爐氣轉化、煤炭氣化、天然氣轉化制成合成氣，其中的有效組分co、co2、H2經過除雜，合成器再經過高壓精餾制得甲醇。甲醇生產是催化劑作用下復雜的，可逆的反應。主反應有：

CO + 2H2? ?CH3OH + 102.5 kJ/mol

CO2+3H2? CH3OH + H2O + 59.6 kJ/mol

在甲醇反應中氫碳比為2：1，一般認為加過量氫氣量有利于甲醇合成。

甲醇是重要的化工原料有著廣泛的應用。甲醇傳統下游產品有甲醛，醋酸，二甲醚，MTBE。……