第五章 甲醇生产-3.1.docVIP

编号：No.19课题：甲醇生产 授课内容： ● 甲醇生产方法 ● 合成气生产方法 ● 合成气生产甲醇原理 知识目标： ● 了解常见甲醇生产方法　 ● 了解合成气生产方法　 ● 掌握合成气生产甲醇原理　 能力目标： ● 分析和判断各种甲醇生产方法的优缺点 ● 分析和判断合成气制甲醇反应产物中产品的分布特点 思考与练习： ● 常见生产甲醇方法有哪些？ ● 合成气生产方法有哪些？ ● 影响合成气生产甲醇的主要因素有哪些？ 授课班级： 授课时间： 年 月 日 第五章　甲醇的生产 甲醇是饱和醇中最简单的一元醇，最早是由木材和木质素干馏制得，俗名又称“木醇”或“木精”。甲醇（CH3OH）在通常状态下为无色、略带乙醇香味的挥发性液体。甲醇与水互溶，在汽油中也有很大的溶解度，熔点175.6K，常压沸点337.8K。甲醇毒性很大，饮入5～8ml30ml能致人死亡。甲醇蒸气与空气能形成爆炸性混合物，爆炸极限为6.0%～36.5% CH3OH +HCl 但是，即使与碱溶液共沸至140℃，其水解速度仍很慢。在300～2CH3Cl + Ca（OH）2CaCl2 +2CH3OHCH3OCH3 + HCl CH3OCH3 + H2O 2CH3OH 在350℃，于流动系统中进行这一过程时，所得到的甲醇产率为67%，二甲醚为33%。氯甲烷的转化率达98%。 尽管反应指标尚好，又是在常压下进行反应，工艺简单，但反应过程中氯以氯化钙的形式消失，因此水解法价格昂贵，没有在工业上得到广泛应用。 甲烷部分氧化法 甲烷直接氧化生成甲醇的反应式如下： 2CH4 + O22CH3OH 这种制甲醇的方法工艺流程简单，节省建设投资，而且将便宜的原料甲烷变成贵重的产品甲醇，是一种可取的生产甲醇的方法。 但是，这种氧化过程不易控制，常因深度氧化生成碳的氧化物和水，而使原料和产品受到很大损失，使甲醇的总收率不高。在催化剂作用下，采用压力101.32～202.64×105Pa，在～下30%），虽然已有运行的工业试验装置，甲烷氧化制甲醇的方法仍未实现工业化。但它具有上述优点，国外在这方面的研究一直没有中断，应该是一个很有工业前景的生产甲醇的方法。 合成气生产甲醇 合成气是指主要成分为氢和一氧化碳的气体混合物。合成气生产甲醇的反应式如下： CO + 2 H2 CH3OH 自从1923年工业上实现了这一人工合成甲醇的方法以后，甲醇的生产迅速发展，成为目前世界上生产甲醇的常用方法，在实际生产中又分为高压法、低压法和中压法。 高压法，即合成气在高温（340～30～5010～27MPa～CO + 3H2 天然气中所含的多碳烃类与水蒸气发生类似反应： CnHm + nH2OnCO + （n+m/2）H2 2．部分氧化法 部分氧化法是指用氧气（或空气）将烷烃部分氧化制备合成气的方法。甲烷在高温和有氧气存在的条件下，发生如下反应： CH4 + 1/2O2CO + 2H2 +35.60 kJ 液体原料制取合成气 生产合成气的液体原料都是石油产品，如轻质石脑油、重油、渣油等。这些液体原料大多是含有碳原子数目不等的碳氢化合物，因其化学性质都很接近，所以用这些原料生产合成气的方法也大致相同。常用的方法仍然是水蒸气转化法和部分氧化法。 1．水蒸汽氧化法 对于沸点较低的轻质油产品，大多采用水蒸气转化法。液体原料的水蒸气转化反应通式 为： CnHm + n H2On CO + （n +m/2）H2 －Q 2．部分氧化法 液体原料通过部分氧化法来制取合成气，是利用原料油在氧化炉内不完全燃烧提供高温热源，使烃类碳氢化合物裂解，制得甲醇生产所需要的氢气和一氧化碳。 （三）固体原料制取合成气 固体原料成分以固定碳为主，主要指煤和焦碳。固体原料在高温下通入水蒸气，生成氢和一氧化碳等合成气。其反应主要包括碳的氧化和水蒸气的分解两个部分。其主反应为： C + H2OCO +H2 －119.2kJ 二、生产甲醇的原理 1．主、副反应 主反应：　　　　　　　　　　CO +2H2 CH3OH 当有二氧化碳存在时，二氧化碳按下列反应生成甲醇： 　CO2 + H2 CO + H2O CO + 2H2 CH3OH 两步反应的总反应式为： CO2 + 3H2CH3OH+ H2O 副反应 ： （1）平行副反应 CO + 3H2 CH4 + H2O 2CO + 2H2 CO2 + CH4 4CO + 8H2C4H9OH+3 H2O 2CO + 4