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甲醇生产技术介绍了当前国内外甲醇的主要生产工艺甲醇是一种用途广泛的有机化工产品及重要的基本有机化工原料，应用于有机合成、农药、医药、涂料、染料和国防工业等领域。
随着社会经济的快速增长，能源、环境问题日益突出，甲醇作为燃料应用的比例越来越大。
近20年来，甲醇生产发展很快，技术不断提高，生产规模逐年扩大，生产工艺逐步成熟，各项技术指标不断完善，特别是近年来甲醇汽、柴油的开发和应用，使其作为代用燃料，从技术性、经济性上具有了很强的竞争力。
一、甲醇生产技术发展概况甲醇是传统的化工产品，其生产技术、生产工艺经过几十年的试验研究，特别是近20年来不断发展和创新，在原料路线、生产规模、节能降耗、过程控制与优化及与其他化工产品联合生产等方面都有新的突破和进展。
（一）原料路线甲醇生产的原料大致有煤、石油、天然气、生物秸杆和含H2、CO （或CO2）的工业废气等。
从50年代开始，天然气逐步成为制造甲醇的主要原料，但是，随着能源的紧张，有效地开发煤炭资源，以煤制甲醇的煤气化技术发展迅速，除传统的固定床UGI炉外，固定床鲁奇化炉、流化床温克勒气化炉、气流床K－T炉、气流床德士古气化炉的开发均取得进展，并都在工业上得到使用。
从长远的战略观点来看，世界江的贮藏量远远超过天然气和石油，我国情况更是如此，经过不断的发展和创新，我国已处于世界领先地位。
为适应不同的原料、工艺及规模，我国已开发了多种多样的拥有自主知识产权的系列化技术，可适应无烟煤、烟煤、高硫煤、焦炉气、煤层气等不同原料和中小化肥厂联产、单产和煤矿坑口大型化的不同规模。
（二）生产规模甲醇生产技术发展趋势之一是单系列、大型化。
由于高压设备尺寸的限制，50年代以前，甲醇合成塔的单塔生产能力一般不超过100－200吨/日，60年代不超过200－300吨/日。
但近十几年来，单系列大型甲醇合成塔不断被开发，并在工业生产中使用。
Lurgi管壳型甲醇合成塔单塔能力何达1000－1500吨/日，ICI多段冷激型甲醇合成塔单塔生产能力可达2500吨/日。
绿色甲醇生产技术发展现状
绿色甲醇生产技术的发展现状是一个备受关注的话题。
甲醇是
一种重要的化工原料，也被广泛用于燃料和能源领域。
随着对可再
生能源和环保技术的需求不断增加，绿色甲醇生产技术备受关注并
取得了一些进展。
首先，绿色甲醇生产技术包括利用可再生能源，如风能、太阳
能和生物质能源，来进行甲醇生产的技术。
目前，利用氢气和二氧
化碳合成甲醇的技术已经相对成熟，但是如何实现氢气和二氧化碳
的绿色生产仍然是一个挑战。
一些研究机构和公司正在积极探索利
用太阳能和水来制备氢气，以及从大气中捕集二氧化碳的技术，以
实现绿色甲醇生产。
其次，生物质能源也被广泛应用于绿色甲醇生产技术中。
利用
生物质制备甲醇可以有效减少对化石燃料的依赖，降低温室气体排放。
目前，一些国家和地区已经建立了生物质能源生产基地，通过
生物质气化和合成气制甲醇技术，实现了绿色甲醇的大规模生产。
此外，绿色甲醇生产技术的发展还受到政策和经济因素的影响。
一些国家和地区通过制定政策和提供资金支持，鼓励企业和科研机
构加大对绿色甲醇生产技术的研发和推广力度。
同时，随着燃料电池和氢能技术的发展，绿色甲醇作为氢能源的媒介也备受关注，这为绿色甲醇生产技术的发展提供了新的机遇和挑战。
总的来说，绿色甲醇生产技术的发展现状呈现出多个方面的进展，包括利用可再生能源、生物质能源和政策支持等。
未来，随着技术的不断进步和政策的不断完善，相信绿色甲醇生产技术将会迎来更加广阔的发展前景。
甲醇的生产工艺技术在世界基础有机化工原料中,甲醇消费量仅次于乙烯、丙烯和苯,是一种很重要的大宗化工产品。
甲醇作为基础有机化工原料,用来生产甲醛、甲胺、醋酸等各种有机化工产品。
根据对汽车代用能源的预测,甲醇是必不可少的替代品之一。
甲醇制烯烃的预期经济效益可以和以石脑油和轻柴油为原料制烯烃大体相近。
甲醇制烯烃的技术开发,将有效改善乙烯、丙烯等产业对石油轻烃原料资源的过度依赖,开辟出一条新的烯烃生产途径。
因此,甲醇工业的发展具有战略意义。
甲醇生产工艺技术的进步对甲醇工业的发展起到很大的促进作用。
本文将对国内外甲醇生产工艺技术进展和特点做一简要介绍。
1、国外甲醇工艺技术目前,国外以天然气为原料生产的甲醇占92%,以煤为原料生产的甲醇2.3%,因此国外公司的甲醇技术均集中于天然气制甲醇。
国际上广泛采用的先进的甲醇生产工艺技术主要有:DAVY(原I.C.I)、TOPSOE、Uhde、Lurgi公司甲醇技术等,不同甲醇技术的消耗及能耗差异不大,其主要的差异在于所采用的主要设备甲醇合成塔的类型不同。
1.1DAVY甲醇技术特点DAVY低压甲醇合成技术的优势在于其性能优良的低压甲醇合成催化剂,合成压力:5.0～10MPa,大规模甲醇生产装置的合成压力为8～10MPa。
合成塔型式有:第一种,激冷式合成塔,单塔生产能力大,出口甲醇浓度约为4～6%vol。
第二种,内换热冷管式甲醇合成塔。
最近又开发了水管式合成塔。
精馏多数采用二塔,有时也用三塔精馏,与蒸汽系统设置统一考虑。
蒸汽系统:分为高压10.5MPa、中压2.8MPa、低压0.45MPa三级。
转化产生的废热与转化炉烟气废热,用于产生10.5MPa、510℃高压过热蒸汽。
高压过热蒸汽用于驱动合成压缩机蒸汽透平,抽出中压蒸汽用作装置内使用。
1.2Lurgi甲醇技术Lurgi公司的合成有自己的特色,即有自己的合成塔专利。
其特点是合成塔为列管式,副产蒸汽,管内是Lurgi合成催化剂,管间是锅炉水,副产3.5～4.0MPa的饱和中压蒸汽。
甲醇合成技术的研究进展摘要：甲醇具有来源广、易储存运输、原料价格竞争力强等优势，被视为极具潜力的生物制造非糖基碳源资源。
常用的模式底盘微生物研究历史长、认知清楚、操作工具多，在工程化改造中具有显著优势。
近年来，通过借鉴天然甲基营养型微生物的甲醇利用途径对模式底盘进行改造，获得具备高效利用甲醇能力的合成甲基营养细胞工厂的研究日益受到关注。
关键词：甲醇合成研究进展中图分类号：Q816 文献标识码：A引言某容器制造厂新接成套甲醇合成装置，由于甲醇合成反应器是甲醇装置中的大型关键设备，该设备尺寸大，结构复杂，成型和组装都具有一定难度，其主要受压元件材料的选用、焊接、无损探伤和热处理技术等要求较高，所以需要制定严密的制造工艺方案和监督检验计划，严格控制和监检各关键环节，确保甲醇合成反应器的质量达到设计和国家相关标准要求。
1甲醇合成系统现状分析目前，焦化厂大都以剩余焦炉煤气为原料，采用铜基催化剂，通过低压法制备甲醇。
甲醇合成塔为合成系统的关键装置，其设计生产能力为年 10 万 t/a，设备操作温度为255 ℃，额定工作压力为5．8 MPa。
自甲醇合成系统投产以来，甲醇的产量达到预期的水平，但是根据所配置设备的能力，甲醇合成系统及工艺还存在进一步优化改进的问题。
为进一步增加甲醇合成的产量，在原甲醇合成塔的基础上为其新增并联甲醇合成塔，与此同时还降低了甲醇的生产成本。
实践表明，并联新的甲醇合成塔后，系统中 CO 和 CO2的转化率得到显著提升，进而导致循环气中的 CO 和 CO2含量明显降低，有时会降低至2%以下。
循环气中 CO和 CO2含量的降低，导致合成塔中的 H2过剩，造成合成塔中碳含量与氢含量的严重失衡，最终严重影响甲醇的产量[1]。
2合成甲基营养细胞工厂中构建RuMP同化甲醇2.1增强甲醛受体再生合成甲基营养细胞工厂中甲醛受体Ru5P不足是限制甲醇同化效率的关键原因，阻断F6P进入氧化型磷酸戊糖途径的代谢流，提高非氧化戊糖磷酸途径（non-oxidative pentose phosphatepathway， PPP）相关基因的表达，是增强Ru5P再生的一种策略。
甲醇合成技术的研究进展摘要：本文首先介绍了甲醇合成反应作用机理，重点研究了甲醇合成技术，以期能够对甲醇合成技术的应用起到一定的借鉴意义。
关键词：甲醇；合成技术；研究进展引言：甲醇是一种比较主要的碳产品，众多不同种类化工产品的生产中，都可以使用甲醇作为原料，同时甲醇亦是一种比较主要的清洁燃料。
作为汽油这一燃料的替代品，近些年来，甲醇的实际需求量正在逐渐加大，推动了甲醇合成工业的良好发展。
一、甲醇合成反应作用机理甲醇合成中需要应用碳源，在大型甲醇合成中我国主要使用CO与CO2作为其中的碳源，在相关催化剂的作用下，CO与CO2会同H2发生反应生成甲醇，通常状况下，反应中应用的催化剂是氧化锌、氧化铝。
相应的反应式如下：CO+2H2CH3OH+Q，CO2+3H2CH3OH+H2O+Q。
通过上述反应方程式能够得知，甲醇的合成过程属于放热反应[1]。
反应起始阶段催化剂会在高温的作用下得以活化，在床层温度超过200度的情况下，便可将反引入其中，并利用合成反应时所释放的热能使床层温度能够维持，这时即可按照床层相应的工作温度逐步退出中压或者高压蒸汽。
相应的合成反应机理如下图一所示。
图一：甲醇合成反应机理二、甲醇合成技术研究（一）固定床合成技术自从大型甲醇这一概念被提出，大型甲醇技术就逐步地朝着化的方向发展，许多公司也都相继开展了大型甲醇生产关键技术的研发。
在甲醇规模正逐步向着规模化发展的今日，又因为其相对较小的运行压力，促使装置的体积比较庞大，在此种情况下，大规模甲醇项目大多选择低压法。
从全球范围来看，中低压固定床法制备甲醇的工艺技术目前主要存在Lurgi 中低温法和ICI中低温法，而利用以上两种工艺技术所合成的甲醇产品在全世界的生产量中，占有比重超过了80%。
而我国于上个世纪七十年代建立的生产甲醇装置，便以上述两种工艺技术为主。
相应的固定床工艺技术中包括三菱工艺技术、Linde工艺等，上述工艺技术都是由过往所采用的Lurgi工艺技术或是ICI工艺技术所演变发展而来，从技术上来看，并不具有特别大的先进性差距。
甲醇生产技术进展甲醇是重要的有机化工原料，在工业发达国家中，产量仅次于烯烃和芳烃。
目前，甲醇多数以天然气和重油为原料合成，广泛用于农药、医药、燃料、化工原料合成等多个领域。
随着化学工业的发展，甲醇生产工艺技术有了很大发展，甲醇消费领域也发生了巨大的变化，传统的甲醛、对苯二甲酸二甲酯、甲基丙烯酸甲酯生产及溶剂对甲醇的需求趋缓，甲醇羰基化合成醋酸、甲醇合成甲基叔丁基醚以及甲醇作为燃料的应用对甲醇的需求增长很快。
甲醇技术的发展已经从一个侧面反映出一个国家的工业水平，对化学工业的发展起着越来越重要的作用一典型工业化技术[1]甲醇合成可以采用固体(如煤、焦炭) 液体(如原油、重油、渣油、轻油)或气体(如天然气及其它可燃性气体)为原料的路线，根据合成反应的压力大小，可分为高压法、低压法、中压法和联醇法。
1923年．德国BASF公司首先采用高压法下实现了甲醇的工业化生产。
高压法合成甲醇投资大．生产成本高。
为此，世界各国都在探求能够降低合成压力的工业生产方法 20世纪六七十年代，英国ICI公司和德国Lur西公司分别成功地研制出中低压甲醇合成催化剂．降低了反应压力。
合成气制甲醇工艺技术是BASF公司191 3年创立的，1966年12月ICI公司采用铜系催化剂在5MPa压力下合成出了甲醇，后来，低压合成甲醇的工艺成为国内外普遍采用的方法其中最常用的低压法是英国帝国公司的ICI法和西德鲁奇公司的LURGI法。
目前，世界上有50 %以上的生产能力采用lCI法，15%生产能力采用LURGI法I法和LURGI法工艺过程大致相同，各项工艺指标也相差无几，技术都较成熟，其主要区别在于两种工艺所采用的反应器不同，反应热回收利用的方式也不同 1C1工艺合成塔为冷激式，不副产中压蒸汽；鲁奇工艺热能利用率高，能耗低，但投资高于ICI法;3I法在采用不同原料时开车简单，操作可靠，并且在不同生产能力的工厂均能使用离心式压缩机，产品纯度高，也能充分利用反应热。
国内部分新建设的大型甲醇生产装置也采用了低压法工艺。
我国以天然气为原料合成甲醇技术主要有：一段蒸汽转化工艺和中国成达公司的纯氧两段转化工艺。
我国以煤为原料合成甲醇技术主要有：固定床气化(包括Lurgi炉、恩德炉和间歇式气化炉)、流化床气化(灰熔聚气化)、气流床气化炉，近几年引进的Texaco水煤浆气化和Shell粉煤气化，其中Texaco的气化引进较早，使用的经验较多，国产化率高，投资较省。
Shell气化还没有使用经验。
二技术进展由我国自主开发的低压合成甲醇技术工艺和质量日臻完善，已经走向成熟。
近几年在科技创新方针指引和实施能源替代战略的推动下，国内甲醇的合成技术有了新的发展。
主要表现在以下几点：一是国内单系列大型甲醇装备技术发展迅猛。
我国华东理工大学、南京国昌化工科技有限公司、杭州林达化工技术工程有限公司等单位在甲醇大型合成塔设计方面做了大量的创新工作，拥有多项自主创新的先进技术，为我国甲醇生产大型化奠定了基础。
二是高效甲醇含成催化剂技术研发很快。
我国白20世纪70年代自行开发成功铜基催化剂以来，从未间断过甲醇催化剂的研制与开发，不断出现低温活性更好、时空收率更高、稳定性高的新型甲醇含成催化剂。
南化集团研究院、西南化工研究院等单位开发成功的新型甲醇合成催化剂在不断提高其性能水平，已逐步接近、有的甚至超过国际先进水平。
2.1 节能型的新工艺采用LCA两段天然气转化法由烃类制原料气；重油部分氧化采用废锅和半废锅流程；煤气化利用连续制气型炉，提高煤气化压力，有利于等压合成；不断完善、改进合成塔的结构。
如日本三菱瓦斯化学公司和三菱重工业公司共同开发成功超级合成塔，它使用垂直双套管生产甲醇，这一方法提高了催化剂的冷却效率，使甲醇合成过程具有最高的活性，单程转化率比传统合成法提高一倍，另外使用新合成塔时只要增加管子根数就能很容易她扩大生产规模，更重要的是可降低能耗。
2.2 催化剂技术发展[2]甲醇合成催化剂的发展，经历了传统的zn—cf催化剂向cu—zn—Al催化剂的转化，使生产技术有了新的突破。
随着生产的发展，各国都在研究开发新型高效催化剂，以提高甲醇生产的经济性。
早在80年代后期，ICI公司就推出了它研制的低压法51～3型催化剂，铜相活性组分载在特殊设计的载体铝酸锌上。
现在又研制成功新一代51～7型，IcI一51—7型以镁为稳定剂，活性高，而且稳定性好。
德国BASF公司开发了s3—86型催化剂，该催化剂活性组分是氧化铜和氧化锌，载体是氧化铝，它可以在5～7MPa的压力和250℃的温度范围内使用。
新型催化剂的使用，该催化剂活性组分是氧化铜和氧化锌，载体是氧化铝，它可以在5～7MPa的压力和250℃的温度范围内使用。
新型催化剂的使用可使投资降低50 %，能耗降低20% 。
三天然气制甲醇研究开发新动向3.1 生产规模大型化[3]单系列最大规模达225万吨每年，即单系列Et产7500万吨。
规模扩大后，可降低单位产品的投资和成本。
随着1997年德国Lurgi公司大甲醇(MegaMethano1)概念的提出，甲醇技术逐渐向大型化发展，Lurgi，Davy，Topsoe等公司相继提出大甲醇技术，目前已有数套5 000 t／d装置成功投入运行．另有多套类似规模装置正在建设中。
甲醇装置的大型化将大大降低单位产能的投资及运行费用。
3.1.1 新型甲醇反应器的开发甲醇反应器是大型甲醇技术的核心．为实现甲醇装置的大型化．各甲醇技术供应商竞相开发新型甲醇反应器。
主要有Lurgi甲醇反应器，Topsoe甲醇反应器，Casale甲醇反应器，MGC甲醇反应器，Davy甲醇反应器。
工艺流程有并联，串联，并串联等。
3.2 充分回收系统的热量产生经济压力的蒸汽，以驱动压缩机及锅炉给水泵、循环水泵的透平，实现热能的综合利用。
采用新型副产中压蒸汽的甲醇合成塔，降低能耗。
3.3 节能技术采用节能技术，如氢回收技术、预转化、工艺冷凝液饱和技术、燃烧空气预热技术等，降低甲醇消耗。
3.4 天然气与C02催化转化纯氧换热转化工艺CO2与CH4反应可用来生成富含CO的合成气，既可解决常用的天然气蒸气转化法制合成气在许多场合下的氢过剩问题，又可实现CO2的减排。
常规的是两段蒸气转化法。
中国成达化学工程公司据此于20世纪90年代在国内率先推出纯氧换热转化工艺。
该工艺利用来自两段转化炉的高温工艺气体提供一段转化反应所需的热源，从而实现大幅度减少燃料天然气的目的。
同时该工艺也解决了氢、碳不平衡问题，在两段炉添加纯氧，相当于在两段炉补人CO，(反应式如下)，调节两段炉的燃烧量，即可实现氧碳平衡，达到节省原料天然气的目的。
同时该技术开工难度比较大，所以并没有推广普及。
除了成达公司的纯氧换热转化工艺，英国的ICI公司也据此开发成功了气体加热转化(GHR)工艺。
3.5 甲烷部分氧化甲烷部分氧化法是由甲烷与氧气进行不完全氧化生成合成气。
又分为非催化氧化和催化氧化。
3.5.1 非催化部分氧化非催化氧化工艺(POX)以cI-h、O2的混和气为原料，伴有燃烧反应进行：由于没有催化剂，需要很高反应温度，因此反应器材要求苛刻，需要很复杂的热回收装置来回收反应热和除尘。
其典型代表有Texaco法和Shell法。
3.5.2 催化部分氧化甲烷催化部分氧化(CPOX)是在非催化部分氧化的基础上发展起来的一种合成气制造工艺。
CPOX工艺的反应器主要有固定床微反应器、蜂窝反应器和流化床反应器等。
催化部分氧化工艺是在以活性组分Ni、Rh和Pt等为主的负载型催化剂存在下，氧气和天然气进行部分氧化生成CO和H2，该反应可在较低温度750—800℃下达到90％以上的热力学平衡转化：这一过程具有许多优点：①放热反应，能耗低；②放热量小，反应温度低，易控制；③反应生成n(H2)／n(co)=2的合成气，便于直接合成甲醇；④反应速度快，反应器体积小。
但若用传统的空气液化分离法制取氧气，则能耗太高，最近国外正在研制一种陶瓷膜，可在高温下从空气中分离出纯氧，这将避免N2进入合成气，并降低能耗。
英国Amoco、美国TRW、英国Davy McKee等公司对该工艺均有研究。
国内也对该工艺进行了大量研究，此外，大庆石化研究院等开发陶瓷膜反应器，大连化物所采用流态化技术等，这些试验都在进行之中，尚未工业化。
3.5.3 两段法甲烷催化氧化甲烷部分氧化制合成气是一个温和的放热反应，但由于反应的空速很高，单位催化剂表面的放热量很大，容易产生热点和飞温。
而且原料气甲烷／氧=2时，在高温下处于爆炸极限内，需要考虑该过程的安全问题。
为了解决上述问题，石油大学CNPC催化重点实验室开发了一种将甲烷低温催化燃烧和部分氧化相结合制取合成气的新方法。
即采用异形催化剂的固定床两段法甲烷催化氧化制合成气工艺，在一段反应器中进行甲烷的低温催化燃烧，完全燃烧掉部分甲烷，使反应更加偏离爆炸极限并利用其放出的热量预热原料气；第一段产物气和剩余的O2一同进入第二段反应器发生部分氧化及重整反应。
目前，该工艺尚处于试验研究阶段。
3.5.4 甲烷自热转化Uhde公司开发的联合自热转化工艺(CAR)进一步把蒸气转化和部分氧化反应结合在一个管壳式反应器中进行，以壳程进行的部分氧化反应放出的热量供给管程内蒸气转化反应用。
Topsge公司开发的自热转化工艺(ATR)不仅把蒸气转化和部分氧化结合在同一个反应器中进行同时还取消了蒸气转化用的炉管。
自热转化工艺的化学反应比较复杂，主要有甲烷部分氧化反应，蒸气转化反应以及变换反应。
[4]四新技术4.1 液相甲醇工艺美国空气产品液相转化公司(空气产品和化学品公司与伊士曼化学的合资公司)开发出液相甲醇工艺——LPMEOH，并于1997年4月开始在伊士曼公司金斯波特工厂进行工业规模试运转。
LP MEOH 工艺使用淤浆鼓泡塔式反应器(SBCR)，合成气在催化剂(粉末状催化剂分散在惰性矿物油中)作用下反应生成甲醇。
LPMEOH 工艺以煤气化合成气为原料，无需脱除CO (常规技术需除去CO )，甲醇的浓度大于97％。
即使使用CO 含量高的原料，产品的含水率也仅为1％ (常规工艺为4％---20％)。
4.2 Camere工艺韩国科学技术研究院(KIST)开发的Camere工艺，以ZnA1 2O4为催化剂，CO2与H2在600℃、常压条件下经变换反应生成CO和H2O，干燥除水后进入甲醇合成反应器，CO与未反应的H2于250℃、5 MPa条件下反应得到甲醇。
该工艺可以有效利用温室气体CO，，生产费用约300美元／t，100 kg／d甲醇的试验装置已投运，有几家公司准备采用该工艺，工业示范装置可在5年内启动。
4.3 直接法甲烷生产甲醇UOP公司投资500万美元计划在3年内验证低温、低压直接法甲烷生产甲醇 1：艺的经济可行性。
