合成气制甲醇(精品)

化石资源：原油储量占世界的2.43% 天然气储量占世界的1.20% 煤储量为世界人均的45%
淡水资源：相当世界人均的1/4，居世界第 110位
28
原油
冷凝水
LNG 海水 煤
铁矿石
25万吨
干气
催化裂化
催化裂解
燃料油1000万吨/ 聚年乙烯
乙烯 100万吨/年 其他化工产品
蒸汽
燃气发电
超临界发电
焦炉煤气
山西孝义
10
苏里格天然气公司
17
山东鲁西化工
25
山西原平
20
河北建滔
10
山东鲁南化肥厂
60
贵州贵化
20
旭阳焦化集团甲醇二期
10
河南延化化工有限责任公司 18
唐山中润公司二期
15
宁夏宝丰投资集团
20
山西兰花清洁能源公司
20
中煤能源
25
陕西榆林煤化科技新建
10
33
8.2甲醇的生产工艺原理
碳的氧化物与氢合成甲醇的反应式如下：
9
甲醇的化学性质
E 甲醇的羰基化制醋酸
甲醇与一氧化碳在250℃、50－70MPa下通过碘化钴均相 催化剂，或在180℃、3－4MPa下通过铑的碳基化合物为催 化剂(以碘为助催化剂)，能合成醋酸。
CH3OH+ CO
CH3COOH
F 甲醇的脱水制二甲醚
活性氧化铝
2CH3OH
CH3OCH3+H2O
250 ℃
蒸气压 平均热 燃料种类 分子量 /MPa（60 值
℃） /kJ/kg
二甲醚 46.0 1.35 31450
液化气 56.6 1.92 45760

合成气制甲醇方程式
合成气制甲醇（Methanol Synthesis）通常是通过合成气（一氧化碳和氢气的混合物）的催化反应而实现的。

这个过程的方程式如下：CO+2H2→CH3OH
这个反应是由一种催化剂促进的，通常是以铜为基础的催化剂，也可能包括锌、铝、铬等元素的氧化物。

这个方程式表示一氧化碳（CO）和氢气（H₂）在催化剂的作用下反应生成甲醇（CH₃OH）。

这是一个重要的化学反应，因为甲醇是一种有用的化学品，可用于制备其他化学产品，也可作为燃料使用。

这种合成方法是工业上生产甲醇的主要途径之一。

1/ 1。

温 度
℃
二、固定床间歇法制水煤气的原理
50
气 体 组 成 体 积
)
40 30 20 10 0
H2 O CO 2
H2 CO
图1-2 2.03×106Pa(20atm)下，碳-水蒸气反应的平衡组成
%
(
CH4
600 700 800 900 1000 1100 1200 1300 温度 ℃
二、固定床间歇法制水煤气的原理
一、对固体燃料性能的要求
1.水分 2.挥发分 3.灰分 4.硫含量 5.固定碳
一、对固体燃料性能的要求
6.灰熔点 7.粒度 8.机械强度 9.热稳定性 10.化学活性
二、固定床间歇法制水煤气的原理
固定床间歇法制水煤气是指，以无烟煤、焦碳或各种煤
球为原料，在常压煤气发生炉内，高温条件下，与空气
（富氧空气）和水蒸气交替发生一系列化学反应，维持 热量平衡，生成可燃气体，回收水煤气，并排出残渣的 生产过程。 1.化学平衡 ①以空气为气化剂时，碳和氧之间的独立化学反应方程 式有两个：
二、固定床间歇法制水煤气的原理
表1-2 反应式（1-4）和式（1-5）的平衡常数
温度/K 298 600 700 800 900 1000 1100 1200 1400 1500 C+O2=CO2 KP4=pco2/po2 1.233×1069 2.516×1034 3.182×1029 6.708×1025 9.257×1022 4.751×1020 6.345×1018 1.737×1017 6.048×1014 1.290×1013 C+CO2=2CO KP5=p2CO/pco2 1.101×10-21 1.867×10-6 2.673×10-4 1.489×10-2 1.925×10-1 1.898 1.22×10 5.696×10 6.285×102 1.622×103

甲醇是易挥发和易燃的无色液体，具有类似酒精的气味。熔点-100.4 ℃，沸点64.8 ℃。甲醇与水、 乙醚、苯、酮及大多数有机溶剂可按各种比例混溶，但不与水形成共沸物，因此可用分馏方法来分 离甲醇和水。
图3-1 甲醇生产流程图
项目三 合成气制甲醇 生产技术与操作
任务二 合成气制甲醇的生产准备
一、反应原理
目录页
图3-5冷激式绝热反应器结构示意
项目三 合成气制甲醇 生产技术与操作
任务四 甲醇合成工艺流程组织
一、甲醇合成反应器
3．反应器的材质 合成气中含有氢和一氧化碳，氢气在 高温高压下会和钢材发生脱碳反应（即氢 分子扩散到金属内部，和金属材料中的碳 发生反应生成甲烷逸出的现象），会大大 降低钢材的性能。一氧化碳在高温高压下 易和铁发生作用生成五羰基铁，引起设备 的腐蚀，对催化剂也有一定的破坏作用。 为防止反应器被腐蚀，保护反应器机械强 度，一般采用耐腐蚀的特种不锈钢制造反 应器。
项目三 合成气制甲醇 生产技术与操作
任务三 甲醇合成工艺条件
目录页
一、反应温度
合成甲醇反应是一个可逆放热反应。反应速率随温度的变化有一最大值，该最大值对应的温度 即为最适宜反应温度。
实际生产中的操作温度取决于一系列因素，如催化剂、压力、原料气组成、空间速度和设备使 用情况等，尤其取决于催化剂的活性温度：由于催化剂的活性不同，最适宜的反应温度也不同。对 ZnO-Cr2O3二元催化剂，最适宜温度为380 ℃左右；而对CuO-ZnO-Al2O3三元催化剂，最适宜温度为 230～270 ℃。
项目三 合成气制甲醇 生产技术与操作
任务四 甲醇合成工艺流程组织
一、甲醇合成反应器
2．反应器的结构 甲醇合成反应器的结构形式较多，根 据反应热移出方式不同，可分为绝热式和 等温式两大类；按照冷却方式不同，可分 为直接冷却的冷激式和间接冷却的列管式 两大类。以下介绍低压法合成甲醇所采用 的冷激式和列管式两种反应器。

编号：No.20课题：合成气生产甲醇工艺流程授课容：合成气制甲醇工艺流程知识目标：●了解合成气制甲醇过程对原料的要求●掌握合成气制甲醇原则工艺流程能力目标：●分析和判断合成气组成对反应过程及产品的影响●对比高压法与低压法制甲醇的优缺点思考与练习：●合成气制甲醇工艺流程有哪些部分构成？●对比高压法与低压法制甲醇的优缺点●合成气生产甲醇对原料有哪些要求？如何满足？授课班级：授课时间：年月日四、生产甲醇的工艺流程（一）生产工序合成气合成甲醇的生产过程，不论采用怎样的原料和技术路线，大致可以分为以下几个工序，见图5-1。

图5-1 甲醇生产流程图1．原料气的制备合成甲醇，首先是制备原料氢和碳的氧化物。

一般以含碳氢或含碳的资源如天然气、石油气、石脑油、重质油、煤和乙炔尾气等，用蒸汽转化或部分氧化加以转化，使其生成主要由氢、一氧化碳、二氧化碳组成的混合气体，甲醇合成气要求（H2－CO2）/（CO+CO2）=2.1左右。

合成气中还含有未经转化的甲烷和少量氮，显然，甲烷和氮不参加甲醇合成反应，其含量越低越好，但这与制备原料气的方法有关；另外，根据原料不同，原料气中还可能含有少量有机和无机硫的化合物。

为了满足氢碳比例，如果原料气中氢碳不平衡，当氢多碳少时（如以甲烷为原料），则在制造原料气时，还要补碳，一般采用二氧化碳，与原料同时进入设备；反之，如果碳多，则在以后工序要脱去多余的碳（以CO2形式）。

2．净化净化有两个方面：一是脱除对甲醇合成催化剂有毒害作用的杂质，如含硫的化合物。

原料气中硫的含量即使降至1ppm，对铜系催化剂也有明显的毒害作用，因而缩短其使用寿命，对锌系催化剂也有一定的毒害。

经过脱硫，要求进入合成塔气体中的硫含量降至小于0.2ppm。

脱硫的方法一般有湿法和干法两种。

脱硫工序在整个制甲醇工艺流程中的位置，要根据原料气的制备方法而定。

如以管式炉蒸汽转化的方法，因硫对转化用镍催化剂也有严重的毒害作用，脱硫工序需设置在原料气设备之前；其它制原料气方法，则脱硫工序设置在后面。

✓ 调节压力时，必须缓慢进行，确保合成塔温度正常。如果压力急剧上升会使 设备和管道的法兰接头和压缩机填料密封遭到破坏。
✓ 一般压力升降速度可控制在≤0.4MPa/min。
一、反应温度
动力学分析: 温度升高，分子运动加剧，加快反应速率， 对合成反应有利。
化学平衡: 放热反应，温度升高，对合成反应不利； 因此，甲醇合成反应存在一个最适宜温度。 另一方面: 反应温度与所选用的催化剂有关，不同的催
化剂活性温度不同。 目前甲醇合成采用铜基催化剂，活性温度200℃ ～
一、气体组成
当一氧化碳和二氧化碳同时存在时，对原料气中氢碳比也可用下列表达形式
f= n（H2-CO2）/n（CO+CO2）=2.05～2.15
• 采用不同原料和不同工艺所制得的原料气的组成，往往偏离上述M 值或者f值。
• 实际生产中合理的氢碳比例应比化学计量比稍高一些，实际生产中 控制得略高于2。
一般来说，适宜的惰性气体含量，要根据具体情况而定，而 且也是调节工况手段之一。触媒使用初期，活性较高，可允 许较高(20%-25%)的惰性气含量，使用后期一般应维持较 低(15%-20%)的惰性气含量。目标若是高产则可维持惰性 气体含量低些。目标若是低耗，则可维持惰性气体含量高些。
二、空速的控制
空速增加，合成气在反应器内的停留时间减少，与催化剂的接触时 间减少，从而不利于副反应的发生，这样甲醇的选择性就会有所提 高，进而使催化剂的生产能力提高，甲醇收率提高，所以我们说增 加空速可以提高了催化剂的活性。
如果采用高空速，催化剂的生产强度虽然可以提高，但增大了预热 所需的面积，出塔气热能利用价值较低，系统阻力增大，压缩循环 气功耗增加，同时增加了分离反应产物的费用，当空速增大到一定 程度后，催化剂的床温度难以控制。适宜的空速与催化剂活性，反 应温度及进塔气体组成有关，在铜基催化剂上为10000-30000h-1。

合成气制甲醇工艺甲醇是主要的基本有机化工原料之一，除可做许多有机物的良好溶剂外，还可用于制造甲酸、醋酸、氯甲烷、甲胺、甲基叔丁基醚、对苯二甲酸二甲酷、丙烯酸甲酷等一系列有机化工产品。

另外，还可以掺入汽油或代替汽油作为各种不同用途的工业用或民用的新型燃料等。

因此，甲醇在化学工业、医药工业、轻纺民用工业以及运输行业等国民经济部门都有广泛的用途。

目前甲醇市场前景很好，建设甲醇及其下游产品工程具有十分重要的意义。

甲醇的主要衍生物有:甲醛、醋酸、甲胺类、氯甲烷类、对苯二甲酸二甲酷、甲基丙烯酸甲酷、合成燃料(MTBE)等。

这些产A可形成各自的系列产品LZl。

今后随着石油开采量的日渐减少，甲醇汽油将会发展成为需求量最大的替代燃料，特别在我国，用煤炭替代石油、天然气转化制甲醇汽油的消耗量将很大。

1923年，德国BASF公司在合成氨工业化的基础上，首先用锌铝催化剂在高温高压下实现了由一氧化碳和氢合成甲醇的工业化生产，开创了工业合成甲醇的先河。

工业合成甲醇成本低，产量大，促使了甲醇工业的迅猛发展。

甲醇消费市场的扩大，又促使甲醇生产工艺不断改进，生产成本不断下降，生产规模日益增大。

1966年，英国ICI公司成功地实现了铜基催化剂的低压法甲醇合成工艺，随后又实现了更为经济的中压法甲醇合成工艺。

同时德国鲁奇((Lurgi)公司也成功地开发了中低压甲醇合成工艺。

1甲醇合成气的生产合成甲醇不论采用石油、天然气还是煤为原料，都必须先制成合成气，然后合成甲醇。

而甲醇合成气的生产是要通过天然气、煤、焦炉气等产生的。

天然气制甲醇合成气工艺在国外甲醇生产中，以天然气为原料的约占so Qio，煤仅占2 %。

在我国，已建和在建的甲醇装置中以天然气为原料的约占三分之一左右。

天然气制甲醇工艺总体上可分为蒸汽转化，自热转化，部分氧化三类.在天然气的蒸气转化中天然气在转化炉中与蒸汽在高温和镍催化剂作用下生成H2，CO和CO2。

该工艺存在诸多问题，太高的水碳比使反应消耗更多的蒸汽能量，高温带来能量传递问题，对转化炉管材要求苛刻;低压操作提高了整个装置的费用，同时增加了合成气压缩功耗。

合成气制备甲醇原理与工艺合成气制备甲醇原理与工艺简要概述班级：XXXXXXXXXXXXXXXXXXXXX专业：化学工程与工艺___________姓名: _________ X XXXX ______________________学号：201473020108 _____________________扌旨导教师： ______ X XXXX ______________________按基化—甲酉莹備酿、甲酿甲酊酣化一丿无机酸曹討七- CH3OH〈脱水一 '氧化炼基化裂解- 甲星叔丁星酣•隣酸三甲醉、硫酸二甲醉二甲醜—碳酸二甲酉：•氢气一、甲醇的认识1. 物理性质无色透明液体，易挥发，略带醇香气味；易吸收水分、CO和HS,与水无限互溶；溶解性能优于乙醇；不能与脂肪烃互溶，能溶解多种无机盐磺化钠、氯化钙、最简单的饱和脂肪醇。

2. 化学性质I 氯化氢------------ 氯代甲烷J生化1甲醇蛋白3. 甲醇的用途（1）有机化工原料甲醇是仅次于三烯和三苯的重要基础有机化工原料中醇的川途r c 性药*硝舷类、佥事奉j <C昭酸)(2)有机燃料化脫氢(1)、甲醇汽油混合燃料；(2)、合成醇燃料; ⑶、与异丁烯合成甲基叔丁基醚(MTB)、高辛烷值无铅汽油添加剂；(4)、与甲基叔戊基醚(TAME合成汽油含氧添加剂4. 甲醇的生产原料甲醇合成的原料气成分主要是CO C02、H2 及少量的N2和CH4主要有煤炭、焦炭、天然气、重油、石脑油、焦炉煤气、乙炔尾气等。

天然气是生产甲醇、合成氨的清洁原料，具有投资少、能耗低、污染小等优势，世界甲醇生产有90%以上是以天然气为原料，煤仅占2%。

二、合成气制甲醇的原理1. 合成气的制备a.煤与空气中的氧气在煤气化炉内制得高CO含量的粗煤气；b.经高温变换将CO变换为H2来实现甲醇合成时所需的氢碳比；c.经净化工序将多余的CO2和硫化物脱除后即是甲醇合成气。

合成气制甲醇的生产工艺及其发展现状摘要：甲醇是当前需求量大增的化工原料，具有广阔的应用前景。

本文分析了合成气制甲醇的生产工艺及其发展。

关键词：合成气；甲醇；生产工艺；发展甲醇是一种重要的基本有机化工产品，广泛应用于化工、医药、轻纺、国防等工业领域。

随着科技的发展，人们一直在探索新的甲醇合成工艺，例如，目前的研究主要集中在二氧化碳加氢制甲醇、甲烷氧化制甲醇等方面，然而，目前这些方法大多处于科研攻关阶段，能投入大规模稳定生产的较少。

当前，最传统、最主要的甲醇生产方法是合成气制甲醇。

一、合成气成分对甲醇合成生产的影响1、氢碳比的影响。

甲醇合成是在5.0 MPa、220～270℃的反应条件下，在铜基催化剂作用下，CO、CO2与H2反应生成粗甲醇，同时也生成烃类、酮类、醚类、醇类等副产物。

原料气的氢碳比代表着CO、CO2、H2等有效成分含量的比值。

(H2～CO2)/(CO+CO2)一般控制在2.05～2.15，氢碳比控制过低，易使副反应增加，加速催化剂活性的衰退，还引起积碳反应的发生；氢碳比控制过高，入塔气的氢碳比偏高，则造成氢气积累，惰性气含量增加，使弛放气量增加，致使消耗增加。

实际生产中，入塔气的氢碳比(H2～CO2)/(CO+CO2)控制在4～9。

因循环气中惰性气会不断累积，需不断排放一定的气体来维持氢碳比。

在催化剂使用初期，入塔气的氢碳比可控制在4～5，在催化剂使用后期，入塔气的氢碳比可控制在7～9。

2、合成气成分的影响。

在合成反应中，由于CO与CO2反应速率不同，前者大于后者，而变换和逆变换反应并不能很快就达到平衡，因此在合成反应中往往会出现CO2积累。

CO/CO2控制得高一些，即在指标范围内，CO含量控制得高一些，对反应有利。

特别是催化剂使用后期，CO含量更低一些，一般控制在3以下。

适当控制合成气中CO2含量有以下好处：(1)有利于提高甲醇产率；(2)减缓CO与H2。

合成甲醇的剧烈反应，有利于稳定床层温度，保护催化剂活性；(3)由于有水生成，可抑制二甲醚的生成；(4)防止结蜡。

合成气制甲醇工艺技术介绍第一篇：甲醇的主要用途及国内外生产状况：1、甲醇的主要用途：甲醇是一种重要的基本有机化工产品，在化工、医药、轻纺、国防等许多工业部门有着广泛用途。

在化工生产中，甲醇主要用于制造甲醛、醋酸、氯甲烷、甲胺、甲基叔丁基醚（MTBE）、碳酸二甲酯、对苯二甲酸二甲酯（DMT）、丙烯酸甲酯、二甲基甲酰胺、甲基丙烯酸甲酯（MMA）等一系列有机产品。

另外，近年开发成功的MTO 工艺和MTP工艺，开辟了由甲醇生产烯烃的工艺路线，由甲醇替代石油生产石油化工产品的时代已经来临，其对甲醇的需求量将是非常巨大的。

甲醇又是一种很好的有机溶剂；甲醇还是新一代能源的重要原料，是一种易燃的液体，具有良好的燃烧性能，可以应用于运输、工业、厨房和发电用燃料中。

如：以合成气合成低碳混合醇可直接加入汽油作燃料使用，可解决汽油加铅造成的污染问题；由合成气可制造液体燃料；以甲醇为原料可生产高辛烷值汽油等。

作为液体燃料，甲醇－汽油混合燃料在国外早已研究、开发并正在推广应用，我国许多单位已开发含甲醇15～20%的甲醇－汽油混合燃料并通过鉴定。

今后将进一步推广应用。

以甲醇为原料的燃料电池即将投入商业运行，用甲醇制微生物蛋白（SCP）作为饲料乃至食品添加剂也有着巨大的市场潜力。

2、生产状况：（1）国外生产状况：从上世纪的20年代开发成功合成气生产甲醇以来，甲醇工业得到了飞速发展。

近20年来，世界甲醇生产能力的地区分布及生产状况已发生了巨大变化，甲醇工业与天然气的开发是同步发展的，新建装置大多建在天然气资源丰富的地区。

这些地区的需求有限，因此大量的甲醇出口到美国、西欧和日本，而美国、西欧和日本的装置则由于经济方面的原因，已逐步减产或关闭，转而进口甲醇，如日本曾是世界主要的甲醇生产国，但现在已不再生产甲醇。

预计这种趋势将会进一步发展。

目前，甲醇生产世界各地分布也比较广。

依据生产能力的大小，依次分布在北美、拉丁美洲、中东、东亚、东欧、西欧、大洋洲及非洲等地区。

合成气制甲醇（合成气可以由煤、焦炉煤气、天然气等生产）一、甲醇合成工艺技术合成甲醇工艺技术概况:自从1923年德国BASF公司首次用一氧化碳在高温下用锌铬催化剂实现了甲醇合成工业化之后，甲醇的工业化合成便得以迅速发展。

当前，合成法甲醇生产几乎成为目前世界上生产甲醇的唯一方法。

半个多世纪以来，随着甲醇工业的迅速发展，合成甲醇的技术也得以迅速改进。

目前世界上合成甲醇的方法主要有以下几种：1、高压法（19.6~29.4 MPa）这是最初生产甲醇的方法，采用锌铬催化剂，反应温度为360~400℃，压力19.6~29.4Mpa。

随着脱硫技术的发展，高压法也在逐步采用活性高的铜系催化剂，以改善合成条件，达到提高效率和增产甲醇的效果。

高压法虽然有70多年的历史，但是，由于原料及动力消耗大，反应温度高，投资大，成本高等问题，其发展长期以来处于停滞状态。

2、低压法（5.0~8.0 MPa）这是20世纪60年代后期发展起来的甲醇合成技术。

低压法基于高活性的铜系催化剂。

铜系催化剂活性明显高于锌铬催化剂，反应温度低（240~270℃），在较低的压力下获得较高的甲醇收率，而且选择性好，减少了副作用，改善了甲醇质量，降低了原材料的消耗。

此外，由于压力低，不仅动力消耗比高压法降低很多，而且工艺设备的制造也比高压法容易，投资得以降低，总之低压法比高压法有显著的优越性。

3、中压法（9.8~12.0 MPa）随着甲醇单系列规模的大型化（目前已有日产2000吨的装置甚至更大单系列的装置），如采用低压法，势必导致工艺管道和设备非常庞大，因此在低压法的基础上，适当提高合成压力，即成为中压法。

中压法仍采用与低压法相同的铜系催化剂，反应温度也与低压法相同，因此它具有与低压法相似的优点，但由于提高了合成压力，相应的动力消耗略有增加。

目前，世界上新建或扩建的甲醇装置几乎都采用低压法或中压法，其中尤以低压法为最多。

英国I.C.I公司和德国Lurgi公司是低压甲醇合成技术的代表，这两种低压法的差别主要在甲醇合成反应器及反应热回收的形式有所不同。

使催化剂呈现高活性； 使催化剂床层温度易于控制；
合成气中CO2最佳含量，应根据催化剂与操作温度而定。
CO2 + 3H2 → CH3OH + H2O
第一节 焦炉煤气制甲醇的原理
（3）合成气中杂质的要求
导致催化剂失活的有毒物质：硫化物、羰基金属和Cl-。
总硫体积分数不大于0.1ppm，甲烷含量不大于0.6%。
3. 水碳比 水碳比：加入水蒸气的分子数与焦炉气中碳的原子数的比值。 提高水碳比有利于转化反应进行，可以降低转化气中残余甲烷的含量。 增大水碳比的好处：（1）转化率一定时，降低反应温度和压力；（2）防止析碳现象。 水碳比过高的坏处：增大系统阻力，增加能耗。 实际生产中，水碳比不低于2.5，一般控制在3.8左右。
温度 甲烷转化反应是可逆吸热反应，提高温度对反应平衡和反应速率有利。 控制转化气质量措施：转化炉出口温度在960℃左右。 控制出口温度的方法：控制氧气量和焦炉气的入炉温度。 转化炉加入氧气的目的：使部分焦炉气燃烧以提供转化反应所需的热。
二、焦炉气转化工艺
1. 纯氧催化部分氧化转化法 焦炉气纯氧催化部分转化是将焦炉气中的烃类进行部分氧化和蒸汽转化反应，在转化炉中首先发生H2、CH4与部分氧气燃烧反应，然后气体进入催化剂层进行烷烃与蒸汽的转化反应。 第一阶段： 2H2 + O2 → 2H2O CH4 + 2O2 → CO2 + 2H2O 第二阶段： CH4 + H2O → CO + 3H2 CH4 + CO2 → 2CO + 2H2
二、焦炉气转化工艺
2. 非催化部分氧化转化法 第一阶段： 2H2 + O2 → 2H2O CH4 + 2O2 → CO2 + 2H2O 第二阶段： CH4 + H2O → CO + 3H2 控制步骤 优点：不需要催化剂、精脱硫可以后移，无需再加蒸汽、转化气中CO2的含量较满足甲醇合成； 缺点：转化温度高（>1200℃）、合成气碳不足、单位甲醇消耗原料气比纯氧催化转化工艺多30%、纯氧消耗高。

合成气制甲醇工艺综述引言甲醇是一种非常重要的有机化工原料，也是非常重要的化工产品和清洁燃料，在国民生产中占有重要的地位。

以甲醇为原料可以生产氯甲烷、醋酸、甲酸、甲胺、甲基叔丁基醚等高附加值化工产品。

随着科技的发展，人们一直在探索新的甲醇合成工艺，比如目前研究比较多的是二氧化碳加氢制甲醇、甲烷氧化制甲醇和生物质制甲醇等，但目前这些方法大都处在科研攻关阶段，能大规模投入稳定生产的很少，目前最为传统也是最主要的甲醇生产方法是合成气制甲醇。

the process of methanol prepared by syngas一、合成气合成气即以氢气、一氧化碳为主要组分的混合气体，由含碳矿物质如煤、石油、天然气以及焦炉煤气、炼厂气、污泥和生物质等转化而得。

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、CO2 2～28、CH4 0.1～14、N2 0.6～23。

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），以降低一氧化碳，提高氢气的含量。

生产甲醇的合成气要求H2/CO≈2或（H2－CO2）/（CO+CO2）≈2。

1合成气来源种类目前世界上唯一的甲醇合成方法是由合成气(CO+H2)合成甲醇：CO+H2=CH3OH当反应物中有CO2存在时，还能发生下述反应：CO2+3H2=CH3OH+H2O原则上讲，能够生产合成气的原料都可以生产甲醇，因此，不同原料在生产甲醇的时，差别主要体现在合成气的制造方面[2]。

1.1.天然气制合成气从天然气制合成气，最常使用且应用最广泛的方法是蒸汽转化法。

甲烷与水蒸气反应，生成CO、H2、CO2。

CH4+H2O=CO+3H2CH4+2H2O=CO2+4H2CH4+CO2=2CO+2H2CO+H2O=CO2+H2催化剂使用的是镍催化剂，反应为强吸热反应，通常采用管式炉从外部提供反应热量。

使用天然气作为原料制备甲醇原料气，如果不加入CO2，得到的原料气的氢碳比会偏高，需要分离出部分氢气[3-4]。

10万吨甲醇操作法全套第一篇合成岗位操作规程第一章工艺原理一、合成工艺原理甲醇合成是在5.0MPa压力下，在催化剂的作用下，气体中的一氧化碳、二氧化碳与氢反应生成甲醇，基本反应式为：CO+2H2=CH3OH+QCO2+3H2=CH3OH+H2O+Q在甲醇合成过程中，尚有如下副反应：2CO+4H2=（CH3）2O+H2O2CO+4H2=C2H5OH+H2O4CO+8H2=C4H9OH+3H2O此外，还有甲酸甲酯，乙酸甲酯及其它高级醇、高级烷烃类生成。

以铜为主体的铜基催化剂，对于甲醇合成具有极高的选择性，而且在不太高的压力及温度下，要求合成气的净化要彻底，否则其活性将很快丧失，它的耐热性也较差，要求维持催化剂在最佳的稳定的温度下操作。

铜基催化剂一般可在210-280℃下操作，视催化剂的型号及反应器型式不同，其最佳操作温度范围与略有不同。

管壳式反应器的最佳操作温度在230-260℃之间。

在铜基催化剂上合成甲醇，合适的操作压力是 5.0～10.0MPa，对于合成气中二氧化碳较高的情况，压力的提高对提高反应速度有比较明显的效果。

合成气的成份对甲醇合成反应的影响较大，由前述反应式可见，要降低能耗，应采用适量的二氧化碳浓度的合成气，若合成气中二氧化碳含量过高，会加重精馏工序的负担并增加了能耗，但二氧化碳含量太低，会导致催化剂活性和转化率过低。

理论的合成新鲜气成份，应满足以下比值：氢碳比f=（H2-CO2）/（CO+CO2）=2.05实际操作中氢碳比应适当增大,大约在2.05～2.15之间。

空速一般控制在8000～10000h-1左右。

甲醇合成是强烈的放热反应，必须在反应过程中不断的将热量移走，反应才能正常进行，管壳式反应器利用管子与壳体间副产中压蒸汽来移走热量，这样，合成反应适宜的温度条件维持就几乎全依赖于副产品中压蒸汽压力操作的正常与稳定。

第二章工艺流程简述由压缩工序来的循环气经入塔气预热器（C0401）预热至225℃，由顶部进入管壳式等温甲醇合成塔（D0401），在铜基触媒的作用下，CO、CO2与H2反应生成甲醇和水，同时还有少量的其它有机杂质生成。

空速:影响选择性和转化率,直接关系到催化剂的生产 能力和单位时间的放热量。
适宜的空速与催化剂的活性、反应温度及进塔气体 的组成有关
ZnO-Cr2O3: 20000-40000h-1 CuO-ZnO-Al2O3： 10000h-1
●增加空速在一定程度上能够增加甲醇产量
●增加空速有利于反应热的移出，防止催化剂过热
ZnO-Cr2O3：
380 ～ 400℃
CuO-ZnO-Al2O3： 230 ～ 270℃
与副反应相比，主反应是摩尔数减少最多而平衡常数最小的 反应，因此增加压力合成甲醇有利
反应压力 反应压力因催化剂种类而异
b.空速
ZnO-Cr2O3： 30 MPa CuO-ZnO-Al2O3： 5 ～10MPa
眼睛防护：戴化学安全防护眼镜。 身体防护：穿防静电工作服。 手防护： 戴橡胶手套。
急救措施
皮肤接触：脱去被污染的衣着，用肥皂水和清水彻底冲洗皮肤。 眼睛接触：提起眼睑，用流动清水或生理盐水冲洗。就医。 吸入： 迅速脱离现场至空气新鲜处。保持呼吸道通畅。如呼吸困难，
要输氧。如呼吸停止，立即进行人工呼吸。就医。 食入：饮足量温水，催吐，用清水或1%硫代硫酸钠溶液洗胃。就医
上世纪40年代以后随着天然气的大量发现, 以煤为原料的甲醇 生产受到冷落。天然气是生产甲醇、合成氨的清洁原料，具有投 资少、能耗低、污染小等优势，世界甲醇生产有90％以上是以天 然气为原料，煤仅占 2%。但是在南非以煤为原料的甲醇工业化生 产从未中断过。 考虑到未来能源的发展及环境保护等方面的因素, 以煤为原料 的甲醇生产工艺又重新受到人们的重视.我国由于受天然气资源和 价格的制约，国家已经限制用天然气生产化工产品，而是把天然 气优先用于城市作燃料，在我国,已建和在建的甲醇装置中以天然 气为原料的约占三分之一左右。

天然气转化合成甲醇的工艺HEN system office room 【HEN16H-HENS2AHENS8Q8-HENH1688】天然气转化合成甲醇的工艺综述2015-6-24专业：化工12-3班学号：学生姓名：**指导教师：**天然气转化合成甲醇的工艺一．前言20世纪60年代，石油和天然气作为一次能源与煤炭一起成为主要能源。

与此同时，以石油和天然气为原料的化学工业也迅猛发展起来。

与石油不同的是，天然气的成分主要是低分子量的烷烃。

因此，天然气化工在发展中逐步成为一个体系。

天然气是储量十分丰富的资源和能源，同时也是主要的温室气体之一，合理地利用天然气不仅关系到未来的资源配置和能源利用，而且也是可持续发展的重要战略发展方向之一。

天然气可以合成多种化工原料产品，比如生产合成氨还有甲醇，其中甲醇是最重要的。

甲醇是一种重要的基础化工产品和化工原料，主要用于生产甲醛。

醋酸、甲苯胺、氯甲烷、乙二醇及各种酸的酯类和维尼纶等，并在很多工业部门中广泛用作溶剂。

甲醇在气田开发中用作防冻剂，添在汽油中可提高汽油的辛烷值，甲醇还可直接用作燃料用于发动机。

目前工业上几乎都是采用一氧化碳、二氧化碳加压催化氢化法合成甲醇。

典型的流程包括原料气制造、原料气净化、甲醇合成、粗甲醇精馏等工序。

天然气、石脑油、重油、煤及其加工产品（焦炭、焦炉煤气）、乙炔尾气等均可作为生产甲醇合成气的原料。

天然气与石脑油的蒸气转化需在结构复杂造价很高的转化炉中进行。

由天然气制合成气进而合成甲醇是制甲醇产品一条重要的工艺路线。

二．主体部分1.天然气合成甲醇的原理天然气转化合成气中的CO 或2CO 与2H 在一定温度、压力和催化剂作用下反应生成甲醇。

其主反应为：OH CH H CO 322⇔+ （1）O H OH CH H CO 23223+⇔+ （2）主要副反应有：O H OCH CH H CO 233242+⇔+ （3）O H CH H CO 2423+⇔+ （4）O H OH H C H CO 2942384+⇔+ （5）O H CO H CO 222+⇔+ （8）甲醇的合成反应是减分子放热反应，由化学热力学原理可知，增加压力、降低温度、减少反应气流中的惰性气体浓度均有利于甲醇的生成。

这些副反应的产物还可以进一步发生脱水, 这些副反应的产物还可以进一步发生脱水,缩 酰化或酮化等反应,生成烯烃,酯类, 水,酰化或酮化等反应,生成烯烃,酯类,酮类等 副产物. 副产物. 当催化剂中含有碱性化合物时, 当催化剂中含有碱性化合物时,这些化合物生 成更快. 成更快. 副反应不仅消耗原料, 副反应不仅消耗原料,而且影响粗甲醇的质量 和催化剂的寿命. 和催化剂的寿命. 特别是生成甲烷的反应,是一个强放热反应, 特别是生成甲烷的反应,是一个强放热反应, 不利于操作控制, 不利于操作控制,而且生成的甲烷不能随产品冷 凝,存在于循环系统中更不利于主反应的化学平衡 和反应速率. 和反应速率.
二,生产甲醇的原理
1.主,副反应 主反应: 当有二氧化碳存在时,二氧化碳按下列反应生成甲醇: 当有二氧化碳存在时,二氧化碳按下列反应生成甲醇:

副反应 :
(1)平行副反应 )
当有金属铁, 反应. 当有金属铁,钴,镍等存在时,还可以发生生碳反应. 镍等存在时, (2)连串副反应 )
但是,即使与碱溶液共沸至 但是,即使与碱溶液共沸至140℃,其水解速度仍很慢. ℃ 其水解速度仍很慢.
在300～350℃,在碱石灰作用下氯甲烷可以定量地转变 ～ ℃ 为甲醇和二甲醚,反应式如下: 为甲醇和二甲醚,反应式如下:
在350℃,于流动系统中进行这一过程时,所得到的甲 ℃ 于流动系统中进行这一过程时, 醇产率为67%,二甲醚为 醇产率为 ,二甲醚为33%.氯甲烷的转化率达 .氯甲烷的转化率达98%. . 尽管反应指标尚好,又是在常压下进行反应, 尽管反应指标尚好,又是在常压下进行反应,工艺简 但反应过程中氯以氯化钙的形式消失, 单,但反应过程中氯以氯化钙的形式消失,因此水解法价格 昂贵,没有在工业上得到广泛应用. 昂贵,没有在工业上得到广泛应用.