甲醇生产工艺与操作

概述

甲醇是一种透明、无色、易燃、有毒的液体，略带酒精味。熔点－97.8度，沸点64.8度，闪点12.22度，自燃点47度，相对密度0.7915(20度/4度)，爆炸极限下限6%，上限36.5%，能与水、乙醇、乙醚、苯、丙酮和大多数有机溶剂相混溶。

它是重要有机化工原料和优质燃料。主要用于制造甲醛、醋酸、氯甲烷、甲氨、硫酸二甲脂等多种有机产品，也是农药、医药的重要原料之一。

甲醇亦可代替汽油作燃料使用。

甲醇是假酒的主要成分，过多食用会导致失明，甚至死亡！

1、 产品介绍

1.1 甲醇

甲醇又名：木醇， 木酒精 英文名： Methanol; Methyl

alcohol;Carbinol;Wood alcohol; Wood spirit; Methyl hydroxide;

1.2 理化性质：无色、透明、高度挥发、易燃液体。略有酒精气味。分子式 C-H4-O。分子量32.04。相对密度0.792(20/4℃)。熔点-97.8℃。沸点64.5℃。闪点 12.22℃。自燃点463.89℃。蒸气密度 1.11。蒸气压

13.33KPa(100mmHg 21.2℃)。蒸气与空气混合物爆炸下限 6～36.5 % 。能与水、乙醇、乙醚、苯、酮、卤代烃和许多其他有机溶剂相混溶。遇热、明火或氧化剂易着火。

2、国内生产情况和分析

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:DAV Y (原I. C.

I)、O PSO E、U hde、L u rgi 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. 1 DAV Y 甲醇技术特点DAV Y 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. 0～10M Pa, 大规模甲醇生产装置的合成压力为8～10M Pa。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%vo l。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10.5M Pa、中压2. 8M Pa、低压0. 45M Pa 三级。转化产生的废热与转化炉烟气废热, 用于产生10. 5M Pa、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. 2 L u rgi 甲醇技术L u rgi

- 1 - 甲醇生产工艺

甲醇是一种重要的工业原料，可用于制造烯烃、烷烃、芳香烃、烯烃醇和醚醇等基础化学原料，也可外延应用于制造甲酸、氯乙烯和甲醇酯等衍生产品。它的生产工艺有多种，主要有氢解法、合成气气压蒸馏法和合成空气蒸馏法。本文将介绍这三种主要的甲醇生产工艺。

氢解法是用植物油、动物油、煤油或天然气作原料，经过热力学转化，在高温和高压下与水结合，产生甲醇和微量的甲醛。氢解工艺的优点：（1）产品组分稳定，产品纯度高；（2）生产设备简单，操作容易；（3）工艺流程简单，操作温度低，能耗较低；（4）反应可以循环，可以强化热能。但是，氢解法的缺点也是明显的：（1）运输成本高，原料易变质；（2）产品成本高；（3）维护和保养费用高；（4）产品的毒副作用较大，不符合生态环境保护要求。

合成气气压蒸馏法是以合成气（甲烷，氢气，乙烯）作原料，利用高温和高压的气相蒸馏分离方法，将气体分离成低碳烃和甲醇两部分，其中低碳烃可以用于烯烃的生产，而甲醇主要用作最终产品。合成气气压蒸馏法具有以下优点：（1）零污染，不需要化学添加剂；（2）反应速率快，无需长时间的催化；（3）可以同时生产多种低碳烃，降低单一原料的需求；（4）操作简单，能够满足大规模生产的需求；（5）可以节省大量的能源消耗。不过，合成气气压蒸馏法也有缺点：（1）生产设备昂贵，投资成本高；（2）系统运行复杂，操作困难；（3）由于气体混合物较复杂，反应条件很难控制；（4）由于温度太高，而造成甲烷热裂解，系统出现停滞现象。 - 2 - 合成空气蒸馏法是以空气为原料的甲醇生产工艺，其原理是将含有氧的空气通过催化剂转化为甲醇和水，通过蒸馏工艺分离出来。合成空气蒸馏法的优点是：（1）反应速率比氢解法快，能耗较低；（2）无毒副作用，符合环保要求；（3）不需要原料运输，投资成本较低；（4）可以多次循环进行反应，提高产品纯度。合成空气蒸馏法的缺点是：（1）设备复杂，操作复杂；（2）催化剂活化程度要求高，耗费大量的费用；（3）反应温度高，反应压力高，系统的运行复杂，操作技巧高；（4）反应不可控，对设备的控制要求严格。

1 甲醇的生产讲义

CH3OH 又名木醇或木精,无色、略带醇香气味的挥发性液体,沸点64.7℃,能溶于水，在汽油中有较大的溶解度。有毒、易燃、其蒸气与空气能形成爆炸混合物。甲醇是由合成气生产的重要化学品之一，既是重要的化工原料,也是一种燃料。1984年世界甲醇生产能力为17.7Mt。

沿革:

1661年英国R.玻意耳首先在木材干馏的液体产品中发现了甲醇，这成为工业上获得甲醇的最古老方法。1857年法国M.贝特洛用一氯甲烷(见甲烷氯化物)水解制得甲醇。合成甲醇的工业生产开始于1923年，德国巴登苯胺纯碱公司首先建成以合成气为原料、年产300t甲醇的高压法装置。至60年代中期,所有甲醇生产装置均采用高压法。1966年英国卜内门化学工业公司研制成功铜系催化剂并开发了低压工艺,简称ICI低压法。1971年，联邦德国鲁奇公司开发了另一种低压合成甲醇工艺（简称鲁奇低压法）。1973年意大利一座氨和甲醇联合生产装置开工,日产600t甲醇和1250t氨。70年代中期以后，世界上新建和扩建的甲醇厂均采用低压法，已有的高压法老厂也在逐步改成低压法，并出现了其他低压生产工艺和生产燃料甲醇的工艺。

用途:

作为化工原料,甲醇主要用于生产甲醛,其消耗量约占甲醇总量的40％～50％。其次用作甲基化剂,生产丙烯酸甲酯（见丙烯酸酯）、甲基丙烯酸甲酯、对苯二甲酸二甲酯、甲胺、甲烷氯化物等。甲醇羰基化（见羰基合成）可生产醋酸、醋酐、甲酸甲酯、碳酸二甲酯等，甲醇也是生产敌百虫、甲基对硫磷、多菌灵等农药的原料。由甲醇生产醋酸，以及甲醇与异丁烯反应生产甲基叔丁基醚，发展很快，用量逐年增大。甲醇经生物发酵可生产甲醇蛋白，用作饲料添加剂。此外，近年来，碳一化学的发展，由甲醇出发合成乙二醇、乙醛、乙醇等工艺路线（现多由乙烯出发制得）正在日益受到注意。

甲醇不但是重要的化工原料，而且是优良的能源和车用燃料，它可直接用于发电站,或经ZSM-5分子筛的催化作用转化成汽油,或与汽油混合直接用作车用燃料,专为此而生产的甲醇称为燃料甲醇。

甲醇生产工艺与操作

甲醇（CH3OH）是一种无色、难燃的液体，是重要的工业原料和溶剂。甲醇的生产工艺主要有合成气法、天然气法和余热法等。下面简要介绍甲醇的生产工艺和操作。

1. 合成气法

合成气法是目前甲醇生产中最常用的方法。该方法是通过将天然气或煤转化为合成气（一氧化碳和氢气的混合物），再通过催化剂的作用，将合成气转化为甲醇。合成气法的主要步骤包括气化、净化、合成、分离和净化等。

2. 天然气法

天然气法是利用天然气作为原料生产甲醇的方法。该方法在气化步骤中，直接利用天然气进行气化，生成合成气，然后经过合成、分离和净化等步骤得到甲醇。天然气法相对于合成气法，减少了气化步骤，简化了工艺流程。

3. 余热法

余热法是利用工业生产中产生的余热来生产甲醇的方法。该方法在循环床和余热再利用等工艺条件下，通过将废气进行循环利用，使得废气中的有机物充分利用，生成合成气，再经过催化剂的作用转化为甲醇。

甲醇的生产操作包括原料准备、反应、分离、回收和净化等步骤。

1. 原料准备 在甲醇生产过程中，对于不同的工艺，相应的原料也不同。合成气法中，主要原料包括天然气和煤。天然气法中，主要原料为天然气。余热法则是利用工业生产中的余热进行甲醇生产。

2. 反应

甲醇的合成反应主要通过催化剂的作用进行。合成气与催化剂在适当的温度和压力条件下进行反应，生成甲醇。

3. 分离

在反应后，需要对产物进行分离。主要的分离操作包括冷凝分离和蒸馏分离。通过降温，将甲醇从反应气体中分离出来。

4. 回收

回收操作主要是对分离得到的甲醇进行回收利用。通过蒸馏、过滤和再结晶等操作，将甲醇进行纯化。

5. 净化

甲醇的净化操作主要是去除杂质。通过吸附剂或催化剂的作用，去除甲醇中的杂质，提高甲醇的纯度。

总的来说，甲醇的生产工艺主要有合成气法、天然气法和余热法等方法，生产操作包括原料准备、反应、分离、回收和净化等步骤。这些工艺和操作对于甲醇的生产具有重要意义，能够确保甲醇的质量和产量。