我国甲醇工业发展现状及合成工艺

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1、我国甲醇工业发展现状及合成工艺摘　要：甲醇是重要的有机化工原料之一，是碳-化学、有机及精细化工的基础材料，又是优质的能源载体。目前世界上甲醇合成技术主要有ICI、TOPSOE、Lurgi及TEC等等甲醇合成技术。本文主要介绍国内外甲醇合成工艺的发展情况。并重点对当前的研究热点如超临界相甲醇工艺、膜反应器等进行评述。关键词：甲醇工业　甲醇合成　合成工艺我国甲醇工业的发展情况5我国甲醇工业开始于20世纪50年代，是由原苏联援建的采用高压法锌铬催化剂合成甲醇技术，它是以煤为主要原料的生产技术。1957年我国第一套锌铬催化剂高压法甲醇合成装置设备在吉林化学工业公司投产使用，设计能力为100t／d

2、，继而在兰州、太原、西安等地也陆续地建厂投产。在60年代，上海吴泾化工厂自己建造了以焦炭和石脑油为原料的甲醇装置；同时联醇用中压铜基催化剂在南京化学工业公司研究院研制成功，推动了具有中国特色的合成氨联产甲醇工业的发展。自2002年年初以来，我国甲醇市场受下游需求强力拉动，以及生产成本的提高，甲醇价格一直呈现一种稳步上升走势。甲醇生产的利润相当可观，因而甲醇生产厂家纷纷扩大生产和新建，由此我国甲醇的产能急剧增加。现在我国已经成为世界第二大甲醇消费国，同时也是甲醇生产增长最快的国家之一，并将继续高速地发展。一、固定床甲醇合成1.采用轴向反应器的甲醇合成工艺ICI和Lugi工艺都是采用轴向反应

3、器。在轴向反应器中，预热后的合成气从底部进入反应器的顶部并沿径向流动与催化剂床层相接触产生反应。为了降低能源消耗，提高甲醇的生产产量，ICI和Lugi都对各自的生产工艺进行了相当大的改进。ICI公司在1984年提出冷管式合成塔和副产蒸汽合成塔，改善了传热功能，降低了操作压差。基本解决了原有反应器床层内部温差大的问题。目前，世界各个国家的甲醇生产的主要装置仍然是轴向甲醇合成反应器。而我国自20世纪70年代以来，大都是采用ICI和Lugi工艺建造的甲醇生产装置。近年来，随着当前国际能源结构的改变，轴向甲醇合成反应器的主要发展方向仍然是改善床层温度的分布、降低床层的压降、提高单程的甲醇生产率、

4、改善设备结构和操作费用等等。2.采用径向反应器的甲醇合成工艺5轴向反应器受到反应管径的限制，很难实现大型化的生产。而且与径向反应器相比，具有循环比过大造成的单程甲醇生产率低的问题。催化床层压降及温差都比较大，能耗高等许多缺点。径向反应器虽然克服了轴向反应器存在的各方面的不足，但同时存在着结构复杂，催化剂装卸过程麻烦，锅炉水打循环问题等。3.自热反应器自热反应器是为了解决传统固定床取热效率低而开发的新型的工艺。在最近几十年才引起人们的广泛关注。根据取热方式不同，将自热反应器分解为固定床反应器和强制非稳态反应器两段。自热固定床工艺是伊朗的Rahimpour在2007年开发出来的一种新工艺。自

5、热两段固定床工艺由两个串联的固定床组成。二、浆态床甲醇合成浆态床甲醇合成工艺是美国AirAndChemicals公司在19世纪80年代开发出来的。1981年在美国德克萨斯州拉波特联合企业建成了日产5吨甲醇的装置。并在1997年建成了工业化示范装置。结果表明：浆态床甲醇合成的操作弹性很大，对不同气化炉型产生的原料合成气适应性良好。特别是催化剂的生产率和甲醇日产量在高浓度催化剂和高气速操作条件下，都比较高。为生产装置的工业化提供了可靠的真实的依据。三、滴流床甲醇合成滴流床反应器与传统的固定床反应器的结构十分相类似。固定层由颗5粒较大的催化剂组成，液体和气体自上而下流动。气体和液体在催化剂颗粒

6、间均匀分布，反应生成的甲醇被液体吸收。滴流床兼有浆态床和固定床两个项目的优点。它的催化剂量大且无磨损，床层中的物料流动顺畅，接近于活塞流，无返混现象。同时它具备浆态床的高转化率、恒温反应等优点。更适用于低氢碳比的合成气。滴流床中合成甲醇的传热研究可以证明：与同体积的浆态床相比，滴流床合成甲醇的生产率几乎增加了近一倍。四、超临界相介质中甲醇合成在超临界相介质中，合成甲醇是最近几年才发展起来的技术。在超临界状态下合成的甲醇，消除了相互间传质的阻力，使甲醇的生产率大幅度提高。由于某些有机溶剂在超临界状态下对甲醇合成反应具有催化作用，因而甲醇的合成在较低温度下就可以实现。超临界甲醇合成工艺装置为

7、高压反应釜。催化剂与有机溶剂同时加入釜中，合成气通入釜内，使反应在超临界状态下进行。五、膜反应工艺5膜反应器是最近几年才发展起来的新型的技术。用于甲醇合成的膜反应器有两种类型。一种是采用致密膜。通过控制氢气的流量来调节催化剂表面的反应物。另一种是通过将产生物及时移出反应器来改变化学平衡的方法提高转化率。反应器为管式结构，管的中心为合成气的通道，催化剂装在夹层内，最外层为吹扫气通道。吹扫气通道与催化剂层用薄膜隔开，反应生成的甲醇和水被