毕业设计（论文）-甲醇合成研究

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1、1甲醇的发展概况甲醇最早由木材和木质素干馏制的，俗称木醇。1661年，德国的RobertBoyle发现焦木醇中含有一种“中性物质”，称其为木醇（WoodAlcohol）。木材在长时间加热炭化过程中，产生可凝和不可凝的挥发性物质，被称为焦木酸的可凝性液体中含有甲醇、乙酸和焦油。除去焦油的焦木酸可通过精馏分离出天然甲醇和乙酸，是生产甲醇的最古老方法。美国于20世纪70年代初才完全摒弃这一过程。1934年，Damds和Peligt从焦木酸中分离出甲醇，并测定了甲醇的分子量。在世界基础有机化工原料中，甲醇消费量仅次于乙烯、丙

2、烯和苯，是一种很重要的大宗化工产品。作为有机化工原料，用来生产各种有机化工产品。虽然目前世界甲醇市场已供大于求，而且新建装置还将继续建成投产，但是根据专家对汽车代用能源的预测，甲醇是必不可少的替代品之一。另外，甲醇下游产品的开发也会进一步促进甲醇工业的发展，因此，甲醇工业的发展前景还是比较乐观的。1.1我国甲醇发展概况我国的甲醇工业始于20世纪50年代，曾利用前苏联技术在兰州、太原和吉林采用锌铬系催化剂建有高压法甲醇合成装置。60至70年代，上海化工厂先后自建了以焦炭和石脑油为原料的甲醇合成装置，南京化学工业公司研究

3、院研制了合成氨联醇用的中压铜基催化剂，推动了合成氨联产甲醇的工业发展。我国甲醇装置的整体技术装备水平低，生产工艺落后。发达国家以天然气合成甲醇的单位能耗一般低于30GJ/T，而我国生产能力较大的甲醇装置能耗多在40-50GJ/，小装置由于采用国外已淘汰的高压法，单位能耗大多在60GJ/T左右。显然，满足燃料甲醇大宗化、低成本生产的需要，采用先进工艺、建设（超）大型化装置是唯一出路。目前国内甲醇装置规模普遍较小，且多采用煤头路线，以煤为原料的比例大，单位产能投资高。我国大部分甲醇生产以煤为原料，气化装置规模有限和占地面

4、积大的先天缺陷，且催化剂使用落后，技术没有较大创新，生产工艺落后。生产过程中能量损耗大，且对环境污染大，对产物利用不合理，资源浪费现象严42，所选用的催化剂不同最适反应的温度也不同。对Zn0-Cr2O3催化剂，最适温度为653K左右；而对CU0-ZnO-Al2O3催化剂，最适温度为503-543k。最适宜温度与转化深度与催化剂的老化程度也有关，一般为了使催化剂有较长的寿命，反应初期宜采用较低温度，使用一定时间后再升至适宜温度。其后随催化剂老化的程度增加，反应温度也许相应的提高。由于合成甲醇是放热反应、反应热必须及时移

5、除，否则会使催化剂温升过高，不仅导致副反应增加，而且会使催化剂因发生熔结现象而活性下。尤其使用铜基催化剂时，由于其热稳定性较差，严格控制反应温度才显得极其重要。1.2.3甲醇工艺空速对产量的影响一氧化碳加氢合成的主反应与副反应相比，是摩尔数减少最多、而平衡常数最小的反应，因此增加压力对提高甲醇的平衡浓度和加快反应速率都是有利的。在铜基催化剂作用下当空速为3000H-1时，不同压力下甲醇生成量的关系是，压力越大，生成甲醇的量增多。增加一定的空间速度可以提高甲醇生产产量。增加空速有利于反应热的移除，防止催化剂过热。但空速

6、过高，增加了设备的要求，转化率降低，导致循环气量增加，从而增加了较多的反应热量。同时空速过高会增加分离设备和换热设备的负荷，引起甲醇分离效果降低；甚至由于带出反应热量太多，造成塔内的触媒温度难以控制正常。适宜的空速与催化剂的活性反应温度，及进塔气的组成有关。采用铜基催化剂的低压法甲醇合成，工业生产上一般控制空速为10000-20000h-11.3甲醇合成及下游产品发展趋势化石能源资源是不可再生的，随着这类资源的不断开采和使用，能源消费结构将发生重要变化。从制备甲醇的原料来源和甲醇产品的应用领域两个方面来说，甲醇既可以

7、满足化石能源要求，也可以满足可再生能源发展的要求，是理想能源载体之一，必然会获得更为广泛的发展。1.3.1甲醇下游产物乙烯、丙烯、丁烯2006年2月，大连化学物理研究所与洛阳石化工程公司、陕西新兴煤化公司合作建成了年加工甲。甲基丙烯酸甲酯约占全球甲醇需求的2％～3％，主要用来生产丙烯酸板材、表面涂料和模塑树脂等，预计发达国家的增长速度比较适中，而亚洲地区的增长速度较快。421.3.4甲醇的其他用途　　甲醇不仅是重要的化工原料，而且还是性能优良的能源和车用燃料。甲醇与异丁烯反应得到MTBE，它是高辛烷值无铅汽油添加剂，

8、亦可用作溶剂。自1973年第一套100kt/a装置建成投产以来，它已成为世界上仅次于甲醛的第二大甲醇消费大户。甲基叔戊基醚(TAME)也是重要的汽油含氧添加剂，由于历史原因，总产量还不大。　　在寻求汽油替代燃料的过程中，醇醚燃料具有较大的应用潜力。醇醚燃料是指甲醇和二甲醚按一定比例配制而成的新型液体燃料，燃烧效率和热效率均高于液化气。由于二甲醚