甲醇合成工艺进展分析

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。

甲醇合成工艺进展分析关键词：甲醇合成技术发展前景热回收率稳定性甲醇是一种具有多种用途的基本有机化工产品，除了在化工方面的多种应用外，它还可以作为清洁燃料在汽车中代替汽油或与汽油掺混使用。

另外，以其为饲料的微生物蛋白（scp）乃至食品添加剂都在深入的研究当中。

从现阶段甲醇合成工艺的发展上来看，其合成工艺基本上是ici、topso e、lurgi及tec等甲醇合成技术。

本文就从目前甲醛的研究成果着手，详细分析其各自在生产中所面临的问题，以得到甲醇工艺发展的趋势、进一步扩宽其发展市场。

一、发展成果1.气相甲醇在早期的以co、co2、h2及少量的n2和ch4为原料的合成中，煤是其生产的关键性因素。

40年代以后，天然气的发现与推广，使生产方式发生转变，以煤为原料的甲醇生产方式受到了市场的冲击。

但随着时间的推移，未来能源的发展、环境保护关注度的增高又为原始生产方式提供了新的契机，以煤为原料的甲醇生产又进人们的视野。

1.1采用轴向反应器的合成工艺 ici与lurgi工艺：1984年出现的冷管式合成塔与副产蒸汽合成塔，解决了以往反应器床层内温差较大的问题，改善了性能，降低了在操作中的压差。

自20实际70年代以来，我国所建的甲醇装置大都采用了这种工艺，使其成为目前市场的主要装置。

1.2采用径向反应器的合成工艺：由于轴向反应器反应管径的限制且有产率低、能耗高的缺点，采用径向反应器的甲醇合成工艺越来越受到人们的重视。

其能有效降低在生产过程中的能耗，便利催化剂的装卸，成为目前甲醇工艺的目标与方向。

2.液相甲醇合成工艺2.1浆态床床合成工艺（浆态床甲醇合成工艺）：19世纪80年代，美国air and chemicals开发了新的合成工艺即浆态床合成工艺。

在此成果的引导下，1981年，日产5吨甲醇的中试装置由美国德克萨斯拉波特联合企业顺利建成。

考虑到当时的发展水平与发展层次，1997年建成相应的工业化示范基地。

经过以往发展经验的总结，甲醇在不同气化炉型产生的原料的合成中表现除了较高的适应性。

甲醇合成单程转化率-概述说明以及解释1.引言1.1 概述甲醇合成是一种重要的化学反应，其广泛应用于工业生产中。

甲醇是一种重要的有机溶剂和化学原料，其在合成柴油、塑料和涂料等许多领域都具有广泛的应用前景。

甲醇的合成通常通过甲烷的催化转化实现。

在这个过程中，甲烷首先经过氧化反应生成一氧化碳和氢气，然后通过催化剂的作用，再将一氧化碳和氢气转化为甲醇。

然而，甲醇的合成过程中存在许多影响其单程转化率的因素。

首先，催化剂的选择对甲醇合成的单程转化率具有重要影响。

常见的甲醇合成催化剂包括金属氧化物、过渡金属和硅铝酸盐等。

不同的催化剂具有不同的活性和选择性，因此会对甲醇的转化率产生不同的影响。

其次，反应温度也是影响甲醇合成单程转化率的重要因素。

通常情况下，较高的反应温度可以促进甲醇的合成反应，并提高其转化率。

然而，过高的反应温度可能会导致副反应的发生，从而降低甲醇的转化率。

此外，反应物的浓度、反应物之间的摩尔比、催化剂的添加量等因素也会对甲醇合成单程转化率产生影响。

适当地调节这些因素可以提高甲醇的转化率和产率。

综上所述，甲醇合成的单程转化率受到多种因素的影响。

通过深入研究这些因素，并合理调控反应条件，可以有效提高甲醇的合成效率和产量，进一步推动甲醇合成技术的发展和应用。

1.2 文章结构文章结构：本文主要分为三个部分：引言、正文和结论。

引言部分主要对甲醇合成单程转化率进行简要介绍和概述，然后说明文章的结构和目的。

正文部分包括两个小节：甲醇合成的背景和意义以及影响甲醇合成单程转化率的因素。

在第一个小节中，将介绍甲醇合成的背景，并阐述其意义和重要性。

在第二个小节中，将详细探讨影响甲醇合成单程转化率的各种因素，如反应条件、催化剂种类和负载等。

结论部分将对文章进行总结，简要概括讨论的主要内容和结论，强调甲醇合成单程转化率的关键因素。

同时，展望未来的研究方向，指出甲醇合成单程转化率的提高仍面临的挑战和需要深入研究的问题。

通过以上结构，本文将全面系统地介绍甲醇合成单程转化率及其影响因素，为相关领域的研究工作提供参考和指导。

第一部分产品概述一、产品介绍：1.1 物化性质：纯甲醇为无色透明略带酒精气味的易挥发液体，甲醇分子式：CH4O，分子量 32.04，沸点64.5℃，熔点-97.8℃，和水相对密度0.7915(20/4℃)，闪点 12.22℃，自燃点463.89℃。

甲醇能和水以任意比相溶，但不形成共沸物，能和多数常用的有机溶剂(乙醇、乙醚、丙酮、苯等)混溶，并形成恒沸点混合物。

甲醇能和一些盐如CaCl2、MgCl2等形成结晶化合物，称为结晶醇如CaCl2·CH3OH、MgCl2·6CH3OH，和盐的结晶水合物类似，甲醇遇热、明火或氧化剂易着火。

遇明火会爆炸，蒸汽与空气混合物爆炸下限6%~36.5%（体积）。

燃烧时无烟，火焰呈蓝色。

甲醇具有脂肪族伯醇的一般性质,连有羟基的碳原子上的三个氢原子均可被一一氧化,或脱氢生成甲醛,再氧化成甲酸,甲酸氧化的最终产物是二氧化碳和水。

试剂甲醇常密封保存在棕色瓶中置于较冷处。

1.2 用途：甲醇是一种重要的有机化工原料，主要用于生产甲醛，消耗量要占到甲酵总产量的一半。

目前用甲醇合成二甲醚、乙二醇、乙醛、乙醇也日益受到重视。

甲醇是一种重要的有机溶剂，其溶解性能优于乙醇，可用于调制油漆。

一些无机盐如碘化钠、氯化钙、硝酸铵、硫酸铜、硝酸银、氯化铵、氯化钠都或多或少地能溶于甲醇。

作为一种良好的萃取剂，甲醇在分析化学中可用于一些物质的分离，还用于检验和测定硼。

甲醇还可以做防冻剂。

甲醇经微生物发酵可生产甲醇蛋白，富含维生素和蛋白质，具有营养价值高而成本低的优点，是颇有发展前景的饲料添加剂，能广泛用于牲畜、家禽、鱼类的饲养。

甲醇是一种优良燃料可作能源，甲醇和汽油（柴油）或其它物质可混合成各种不同用途的工业用或民用的新型燃料，甲醇和汽油混合可作为燃料用于运输业。

二、甲醇行业介绍：2.1 世界甲醇行业新特点：1）装置大型化全球已有12套百万吨级的甲醇装置，更有3套产能超过170万吨的装置。

甲醇合成催化剂的进展摘要:本文综述了甲醇合成催化剂的现状，对各种催化剂的性能、特点进行了对比分析，介绍了甲醇合成催化剂的最新技术进展。

关键词：甲醇催化剂1前言甲醇是一种重要化工原料,可广泛用于医药、农药、染料、合成纤维、合成树脂和合成塑料等工业,更重要的是随着石油资源日益短缺,石油价格急剧攀升，甲醇做为可替代能源，大力发展甲醇燃料和甲醇制低碳烯烃及其产品的技术具有巨大的潜力和十分广阔的前景。

充分利用我国丰富的煤炭资源发展合成甲醇具有十分重要的意义。

合成甲醇催化剂是合成甲醇的关键技术之一,本文仅从合成甲醇催化剂的性能参数等方面介绍国内外甲醇催化剂的研究情况和进展[1]。

当代甲醇生产技术以海尔德-托普索（Haldor Topsoe）公司、Kvaerner工艺技术/Synetix公司（英国）、克虏伯-乌德公司、鲁齐油气化学（Lurgi）公司、Synetix公司的技术最为典型。

2甲醇催化剂的现状2.1 锌铬催化剂锌铬(ZnO/Cr2O3)催化剂是一种高压固体催化剂,由德国BASF公司于1923年首先开发研制成功。

锌铬催化剂的活性较低,为了获得较高的催化活性,操作温度必须在590 K~670 K。

为了获取较高的转化率,操作压力必须为25 MPa~35 MPa，故称为高压催化剂。

锌铬催化剂的特点是: a)耐热性能好，能忍受温差在100℃以上的过热过程；b)对硫不敏感；c)机械强度高；d)使用寿命长、范围宽，操作控制容易；d)与铜基催化剂相比较, 其活性低、选择性低、精馏困难(产品中杂质复杂)。

由于在这类催化剂中Cr2O3的质量分数高达10%, 故成为铬的重要污染源之一。

铬对人体是有毒的, 目前该类催化剂已逐步被淘汰。

2.2 铜基催化剂铜基催化剂是一种低温低压甲醇合成催化剂，其主要组分为CuO/ZnO/Al2O3(Cu-Zn-Al),由英国 ICI公司和德国Lurgi公司先后研制成功。

低(中) 压法铜基催化剂的操作温度为210℃~300℃，压力为5MPa~10MPa，其特点是：a)活性好，单程转化率为7%~8%；b)选择性高，大于99%，其杂质只有微量的甲烷、二甲醚、甲酸甲酯，易得到高纯度的精甲醇；c)耐高温性差，对硫敏感。

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。

第七章甲醇制烯烃7.1 甲醇制烯烃概述7.1.1简介随着天然气探明储量的不断增加、油田伴生气的利用和煤层气的开采，以及世界石油的持续短缺和资源日益枯竭，以甲烷为主要成分的天然气原料的化工利用逐渐成为国际各大石油化工公司的战略研究和开发重点。

特别是天然气制烯烃技术的开发更是重中之重，因为天然气制烯烃与传统的石脑油法相比，在装置的投资和原料成本上具有优势。

传统的石脑油、轻柴油制烯烃工业与炼油工业的发展密切相关，从油田开采的原油需经炼油装置的加工获得用于生产乙烯的石脑油和轻柴油。

过去由于炼油工业和乙烯工业大多独自建厂，导致重复建设过多、投资过大、效益低下。

而天然气制烯烃无需投资巨大的炼油装备，故装置组成简单，投资省，产品乙烯中固定成本费用大为降低。

与传统油基烯烃工艺比较，甲醇制烯烃工艺从成本上来看，当煤炭价格为250元/吨时，聚烯烃的成本价格为5440元/吨。

按当前的市场价格9500元/吨推算，利润为4060元/吨，相当于原油价格为50美元/桶时油基烯烃的利润。

随着国际市场原油价格的不断提升，以煤为原料，通过甲醇制烯烃的工艺路线在经济上有不少优势.目前，天然气制烯烃的研究开发主要集中在三种方法上。

第一是天然气直接合成制烯烃，称作一步法。

一般天然气中含有95％以上甲烷，用甲烷制取乙烯是一条较合理的工艺路线，但技术难度很大，研究工作目前尚处于实验室阶段；第二是天然气经合成气制烯烃，称为二步法，由天然气蒸汽转化制取合成气，再由合成气制乙烯，其方法是用费一托法由合成气直接制乙烯，即以CO与H2反应制烯烃，副产水和coz，该法产品分布受Andorson—Sohulz—Flory规律的限制，轻质烯烃的收率不高，近期没有工业化的可能；第三种是天然气先制成甲醇再制烯烃，称作三步法，该法又分为甲醇制乙烯、丙烯(MTO)和甲醇制丙烯(MTP)两种工艺。

生产烯烃的常规工艺路线是通过蒸汽裂化。

乙烷的裂化非常适合于NGL（液态天然气）物流丰富的地区；而且产品主要是乙烯、和少量的丙烯，特别适合提供给聚乙烯生产厂。

二氧化碳制甲醇研究的进展二氧化碳是造成全球变暖的祸首，应对不断增长的碳排放量成为全球经济发展的重大课题。

但它作为工业原料的用途却十分广泛。

在低碳、减排成为世界经济发展主题词的今天，国内外已经开发出多项二氧化碳的新用途——发电、洗涤、杀虫……在这些五花八门的新技术中，有一项技术因有望对石化产业乃至整个工业发展产生颠覆性影响尤其值得关注，这便是二氧化碳加氢制甲醇。

国外攻关日渐升温二氧化碳制甲醇对石化行业乃至世界工业的可持续发展究竟意味着什么？“二氧化碳制甲醇如果实现产业化将引发石化行业原料来源的变革。

因为一方面甲醇是用途最广的基础石油化工原料之一，它不仅本身可以直接用作燃料或者制汽油，同时甲醇也可以制芳烃、烯烃等化学品；另一方面，这一技术一旦获得突破和推广，意味着经济发展中面临的碳减排压力将得到有效缓解，之前人类发展中的减排负担将化身成为一项绿色产业的增长点。

”北京化工大学一位副教授告诉CCIN 记者。

据了解，二氧化碳制甲醇曾经一度在全球引发一场关于“甲醇经济”的广泛探讨。

诺贝尔化学奖得主、著名有机化学家乔治A·奥拉曾提出，以可再生能源制氢，再利用二氧化碳加氢合成甲醇的循环模式可作为应对油气时代过后能源紧缺问题的一条解决途径。

诺贝尔物理学奖获得者卡罗·卢比亚也多次公开建议采用二氧化碳制甲醇的方式取代现在风行的碳捕捉和封存，实现减排的同时为工业提供原料。

“正是基于以上原因，该技术成为目前全球最受关注的二氧化碳应用技术之一。

”北京化工大学这位副教授说，近几年来发达国家对二氧化碳制甲醇技术的探索研究步步升温，其探索步伐也一波三折。

早在2002年，韩国科学技术研究院纳米技术研究中心就已经开发出利用过渡金属催化剂在加温加压条件下日产100千克的二氧化碳加氢制甲醇中型试验装置，但由于种种原因，该装置后续的试验一度搁浅。

2009年，新加坡生物工程和纳米技术研究院的研究人员通过著名的专业杂志《应用化学》宣布，他们用N-杂环碳烯有机催化剂成功开发出了在室温下将二氧化碳转化为甲醇的催化工艺。