第一章 绪论,甲醇生产技术,甲醇原料气的制取,2,脱 硫,3,变 换,4,脱 碳,5,甲醇合成,6,绪 论,1,目 录,粗甲醇的精制,7,生产安全及防护,8,甲醇的物理化学性质,2,甲醇的生产方法,3,概 述,1,第一章 绪论,合成甲醇的生产技术发展,4,第一节 概述,甲醇，分子式CH3OH，是饱和醇中最简单的一元醇，因为它最早是由木材和木质素干馏制得，故俗称“木醇”、“木精”。但用6080kg的木材来分解蒸馏只获得大约1kg的甲醇，产量甚低。20世纪30年代初，几乎全部由木材蒸馏制造甲醇，世界的甲醇产量约4.5万吨。,第一节 概述,甲醇工业的迅速发展，是由于甲醇是多种有机产品的基本原料和重要的溶剂，广泛用于有机合成，染料、医药，涂料和国防等工业。甲醇在有机合成工业中，是仅次于烯烃和芳烃的重要基础有机原料。,第一节 概述,目前，甲醇的消费已超过其传统用途，潜在的耗用量远远超过其化工用途，渗透到国民经济的各个部门。特别是随着能源结构的改变，甲醇有未来主要燃料的候补燃料之称，需用量十分巨大。今后甲醇的发展速度将更为迅速。,第二节 甲醇的物理化学性质,1,2,甲醇的物理性质,甲醇的化学性质,一、甲醇的物理性质,甲醇的分子式为CH3OH，相对分子质量为32.04。常温常压下，纯甲醇是无色透明的，易流动的、易挥发的可燃液体，具有与乙醇相似的气味。,表1-1 甲醇的一般性质,一、甲醇的物理性质,甲醇的密度、黏度和表面张力随温度改变如下：,在标准状况下，甲醇的饱和蒸气压力并不高，但是随着温度的升高却急剧增高。一般文献报道的甲醇的蒸气压，大部为计算值。文献报道了不同的计算方法，如常用的Cox-Antine方程计算法，当已知二或三个温度下的蒸汽压，即可算出其他温度的蒸汽压P(mmHg)。 LogP=AB/（TC）,一、甲醇的物理性质,表1-2 甲醇的蒸气压,二、甲醇的化学性质,甲醇可在银催化剂上，在600650下进行气相氧化，或脱氢生成甲醛。这是工业上生产甲醛的主要方法。甲醇分子羟基中的氢可以被碱金属钠取代而生成甲醇钠。,二、甲醇的化学性质,高温下，在催化剂上进行甲醇的脱水，可以制得二甲醚。加压下，在370400有脱水催化剂存在时，甲醇与氨生成甲胺。,二、甲醇的化学性质,在硫酸存在下，甲醇与芳胺作用生成甲基胺。例如，在200和30.40105Pa（30atm）下，它与苯胺反应生成二甲基苯胺。酸与甲醇反应时，甲醇分子中的甲基易为取代，在有强无机酸存在时反应加快。如甲酸与甲醇生成甲酸甲酯。,二、甲醇的化学性质,氯乙酸与甲醇在90以上进行酯化反应，生成氯乙酸甲酯。丙烯酸与甲醇在离子交换树酯催化剂存在下，在沸点下进行酯化反应生成丙烯酸甲酯。甲醇与三氧化硫作用很容易生成硫酸二甲酯。,二、甲醇的化学性质,甲醇与氢卤酸反应得到甲基卤化物。甲醇与亚硝酸作用生成烈性炸药硝基甲烷。在20.27105Pa（20atm）下，150170时，在碱金属的醇化物存在下，甲醇与乙炔作用生成甲基乙烯基醚。,二、甲醇的化学性质,在30.40105Pa（30atm）下，150220时，在铑催化剂的存在下，一氧化碳和甲醇可以合成醋酸。以离子交换树酯作催化剂，在100以上，甲醇与异丁烯进行液相反应，生成甲基叔丁基醚，加在汽油里可以提高辛烷值而取代有害的烷基铅。,第三节 甲醇的生产方法,生产甲醇的方法有多种，早期用木材或木质素干馏法制甲醇的方法，今天在工业上已经被淘汰了。氯甲烷水解法也可以生产甲醇，其水解反应如下：甲烷部分氧化法也可以生成甲醇，其反应式如下：,第三节 甲醇的生产方法,目前工业上几乎都是采用一氧化碳、二氧化碳加压催化氢化法合成甲醇。碳的氧化物与氢合成甲醇的反应式如下：,第三节 甲醇的生产方法,碳的氧化物与氢合成甲醇的生产过程，大致可以分为以下几个工序： 1.原料气的制备 2.原料气的净化 3.压缩 4甲醇的合成 5.粗甲醇精馏,第四节 合成甲醇的生产技术发展,1.原料路线 甲醇生产的原料大致有煤、石油、天然气和含H2、CO（或CO2）的工业废气等。20世纪50年代，甲醇生产所用的原料主要是煤、焦炭、焦炉气。,第四节 合成甲醇的生产技术发展,以不同原料制取甲醇的经济效果，可以简单地对比如下（以褐煤为100）。,第四节 合成甲醇的生产技术发展,2.合成方法 （1）高压法 这是最初生产甲醇的方法，高压工艺流程一般指采用锌铬催化剂，在300400，30MPa高温高压下合成甲醇的流程。,第四节 合成甲醇的生产技术发展,（2）低压法 ICI低压甲醇法为英国ICI公司在1966年研究成功的甲醇合成方法，从而打破了甲醇合成的高压法的垄断，这是甲醇生产工艺上的一次重大变革。,第四节 合成甲醇的生产技术发展,（3）中压法 中压法是在低压法研究基础上进一步发展起来的，随着甲醇工业规模的大型化，已有日产2000t的装置，甚至更大的规模，如采用低压法，将导致工艺管路和设备体积相当庞大，且不紧凑，因此发展了压力为10 MPa左右的甲醇合成中压法。,第四节 合成甲醇的生产技术发展,表13 以天然气为原料制甲醇，高、中、低压法的综合比较,第四节 合成甲醇的生产技术发展,3.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，20世纪50年代以前，甲醇合成塔的单塔生产能力一般不超过100200t/d，20世纪60年代不超过200300t/d，但近几十年来单系列大型甲醇合成塔不断地被开发，并在工业生产中使用。,第四节 合成甲醇的生产技术发展,表1-4 甲醇装置的规模与投资和产品成本的关系,第四节 合成甲醇的生产技术发展,4.节能降耗 日本报道了开发成功在常压常温下将一氧化碳转化成甲醇的新方法。其工艺特点如下。 能量消耗少。 甲醇转化率可达100。所用催化剂是金属络合物埃弗立特盐(K2FeFe(CN)6)。,第四节 合成甲醇的生产技术发展,5.过程控制 甲醇生产是连续操作，技术密集的工艺。目前正向高度自动化水平发展。化工过程优化控制在甲醇生产中得到推广和应用。,Thank you,