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化工企业甲醇合成与精馏培训讲义 第一节 概 述 第二节 甲醇的性质及合成理论 第三节 合成甲醇催化剂 第四节 工艺流程叙述 第五节 主要设备介绍 第一节 概 述 甲醇是一种重要的化工基础原料和清洁的液体燃料，具有非常广泛的用途。甲醇工业的发展已有近百年的历史。1923年，德国BASE公司在合成氨工业化的基础上，首先用锌铝催化剂在高温高压的操作条件下实现了由一氧化碳和氢合成甲醇的工业化生产，开创了工业化生产甲醇的先河。工业合成甲醇成本低，产量大，促进了甲醇工业的迅猛发展。 1966年，英国的ICI公司成功的实现了用铜基催化剂在5Mpa压力下的低压甲醇合成工艺；1972年又实现了更为经济的10Mpa中压甲醇合成工艺。1970年，德国Lurgi公司也成功建成了年产4000t甲醇的低压生产装置。1996年APC公司建成了三相床（气、液、固）甲醇合成装置，压力5Mpa，温度220～280℃，使用Cu/Zn/Al细颗粒催化剂。虽然世界各地也竞相开发了自己的中压低压甲醇合成工艺，建成了甲醇合成装置，但ICI和Lurgi的中低压法合成工艺是普遍采用的合成技术。现国外甲醇单套生产能力普遍为50～80万t/a,新建和拟建厂为100～165万t/a。 我国甲醇工业始于20世纪50年代，表观生产能力为320万t/a。其中单套生产能力最大为20万t/a，拟建规模20～40万t/a；另外还有100多套联醇生产装置，年生产能力约为200万吨。 我厂甲醇合成采用的是林达公司开发的均温型合成塔，与煤气化技术连接实现等压合成；甲醇精馏采用改进的节能型三塔双效精馏工艺。设计生产能力为20万t/a。产品达到美国AA级产品规格。 第二节 甲醇的性质及合成理论 一.甲醇的一般性质 1.物理性质 甲醇是最简单的饱和脂肪醇，分子式CH3OH，相对分子质量32.04。 常温常压下，纯甲醇是无色透明、易挥发、可燃，略带醇香气味的有毒液体。甲醇可以和水互溶，但不能与脂肪烃类化合物相互溶。甲醇水溶液的密度随甲醇浓度和温度的增加而减小；甲醇水溶液的沸点随液相中甲醇浓度的增加而降低。 甲醇的密度d20 0.7913 g/ml，沸点64.7℃，熔点―97.8℃，闪点12℃（闭杯），16℃（开杯），临界温度240℃，临界压力79.54×105Pa。 甲醇属剧毒化合物，口服5～10ml可以引起严重中毒， 10ml以上可以造成失明，60～250ml致人死亡。误服时可用碳酸铵等碱性物质解毒，直至尿液呈碱性（PH=7.5）时为止。甲醇国家卫生标准50mg/m3。 空气中甲醇许可浓度 持续接触时间 许可浓度（mg/l） 持续接触时间 许可浓度（mg/l） 1 h 1000 168 h 50 8 h 500 30 d 10 24 h 200 60 d 5 40 h 200 90 d 3 2.化学性质 甲醇是最简单的饱和脂肪醇，具有脂肪醇的化学性质，即可进行氧化、酯化、羰基化、胺化、脱水等反应。甲醇裂解产生CO和H2。是制备CO和H2的重要方法。 ①氧化反应 甲醇在电解银催化剂上可被空气氧化成甲醛，是重要的工业制备甲醛的方法。 CH3OH+0.5O2 →HCHO+H2O 甲醛可以被进一步氧化生成甲酸： HCHO + 0.5O2 →HCOOH 甲醇在Cu-Zn/Al2O3催化剂上发生部分氧化： CH3OH+0.5O2→H2 + CO2 甲醇完全燃烧时氧化成CO2和H2O，放出大量的热： CH3OH+O2→CO2 +H2O ②酯化反应　 甲醇可与多种无机酸和有机酸发生酯化反应。 CH3OH+H2SO4→CH3OSO2OH+H2O CH3OSO2OH→CH3OSO2OCH3+H2SO4 甲醇和硝酸作用生成硝酸甲酯： CH3OH+HNO3→CH3NO3+ H2O 甲醇和甲酸作用生成甲酸甲酯： CH3OH+HCOOH→HCOOCH3+H2O ③羰基化反应 甲醇和光气发生羰基化反应生成氯甲酸甲酯，进一步生成碳酸二甲酯。 CH3OH+COCl2→CH3OCOCl+HCl CH3OCOCl+ CH3OH→(CH3O)2CO+HCl 在压力65Mpa、温度250℃下，以碘化钴作催化剂 ，或在压力3Mpa、温度160℃下，以碘化铑作催化剂，甲醇和CO发生羰基化反应生成醋酸或醋酐： CH3OH+CO→CH3COOH CH3OH+CO→（CH3CO2）O+H2O 在压力3Mpa、温度130℃下，以CuCl作催化剂 ,甲醇和CO、氧气发生氧化羰基化反应生成碳酸二甲酯[(CH3O)2CO]： CH3OH+CO+0.5O2→(CH3O)2CO+H2O 在碱催化剂作用下，甲醇和CO2发生羰基化反应生成碳酸二甲酯： 2CH3OH+CO2→(CH3O