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5.0MPa、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。据有关资料介绍，氧化铜还原后，催化剂存在活性中心，活性中心为一价铜离子与ZnO形成的固熔体。CO2等弱氧化性物质的存在有助于一价铜的稳定，单纯的CO加H2反应会使活性中心一价铜向零价铜转变，而使催化剂活性下降。但CO2含量过高，会出现热烧结现象。水分压越高，活性越低，因而活性过早衰退。另外，CO2含量过高，粗甲醇中甲醇含量偏低，使精馏系统蒸汽消耗增加。因而控制适当的CO2含量有利于生产。惰性气体含量升高，反应速率降低，单位产量的动力消耗增加，维持低惰性气体含量，则放空量增加，有效气体损失多。惰性气含量的控制，要根据具体情况而定。催化剂使用初期，活性好，则允许较高的惰性气含量，催化剂使用后期，一般维持较低惰性气含量。3、循环气中甲醇含量的影响。入塔气中甲醇含量应尽可能低，这样有利于合成甲醇反应的进行，也可避免二甲醚、高级醇等副产物的生成。入塔气中的甲醇含量与水冷器水冷温度有关。水冷器的温度越低，甲醇蒸气分压越低，循环气中甲醇含量也越低，所以应尽可能降低水冷器的温度。另外，入塔气中甲醇含量与甲醇分离器的分离效果有关。结蜡是造成分离器分离效果差的主要原因，分离器液位过高也会使循环气中甲醇含量偏高，这样不仅缩短了压缩机的使用寿命，还造成副反应增加，导致烷烃、醚类、高级醇及其他杂质的生成。不仅给生产高纯度的精甲醇带来困难，而且易造成环境污染，因此要定期煮蜡。同时应避免因开停车处理不当，催化剂在210℃左右与原料气接触时，导致蜡的生成。二、合成气制甲醇的工艺现状1、天然气添加二氧化碳，一段蒸汽转化。天然气制合成气的典型工艺是水蒸气催化转化法，该方法技术较成熟，但投资成本及能耗较高，生成的合成气不适于直接用来合成甲醇。在催化剂存在及高温工况下，使甲烷与水蒸气反应，生成氢气和一氧化碳等混合气体，因该过程为强烈的吸热过程，需外界持续供给热量。但此方法制取的甲醇会造成氢气过量，无论是一氧化碳还是二氧化碳，在生成时氢气的生成量均过量，每产生1mol甲醇，都会有1mol的多余氢气生成，可通过分离出多余的氢气或补充适量的二氧化碳，添加二氧化碳后，解决了天然气制甲醇...
