甲醇生产工艺(1)

CH3Cl+HCl+H2O CH2Cl2+HCl CHCl3+HCl CCl4+HCl
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甲醇的化学性质
E 甲醇羰基化制醋酸
或在180℃、3~4MPa下通过铑的碳基化合物为催化剂(以碘为助催 化剂)，能合成醋酸。
CH3OH+ CO CH3COOH 甲醇与一氧化碳在250℃、50~70MPa下通过碘化钴均相催化剂，
甲醇的物理性质
甲醇系结构最为简单的饱和一元醇，化学式CH3OH。 又称“木醇”或“木精”。
是无色、易流动、有酒精气味、易挥发的可燃液体， 燃烧时无烟有蓝色火焰 。 能与水、乙醇、乙醚等有机溶剂互溶，溶解性能优于 乙醇，能与多种化合物形成共沸混合物， 有毒，误饮5～10毫升能双目失明，大量饮用会导致 死亡。 易燃，与空气混合的爆炸极限为6.0%-36.5%（体积） 密度为0.8100 g/cm3， 沸点为64.8℃
结论：主反应在热力学上不占优势！
必须借助催化剂，抑制副反应！ 使主反应在动力学上占优势！
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二、热力和动力学分析
（一）热效应
合成甲醇在低于300 ℃条件下操作比在高 温条件下操作要求严 格，温度与压力波动 时容易失控。 而在20MPa左右， 300~400℃进行反应 时，反应热随温度与 压力变化甚小，反应 比较容易控制。
甲醇的用途
重要的化工原料 重要的有机溶剂 生化原料 汽油添加剂 燃料
……
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甲醇的用途
乙烯的产量代表了一个国家石油化工的水平和能力
石油
裂解
乙烯、丙烯
煤
？
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甲醇的用途
煤
气化
合 成 气
铜基催 化剂
甲 醇
新型分子 筛催化剂
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二、甲醇的生产方法
中压法：
中压法是在低压法研究基础上进一步发展起来的。 由于低压法操作压力低，导致设备体积相当庞大， 不利于甲醇生产的大型化。 因此，发展了压力为10MPa左右的甲醇合成中压法 。它能更有效地降低建厂费用和甲醇生产成本。这 种流程目前主要用于联醇工艺。
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甲醇的化学性质
A 甲醇氧化制甲醛和甲酸
甲醇在空气中可被氧化为甲醛，进而氧化为甲酸， Ag CH3OH+1/2O2 HCHO+H2O HCHO+ 1/2O2
Ag
百度文库
HCOOH
B 甲醇氨化制甲胺
CH3OH+NH3
2CH3OH+NH3
活性氧化铝
370-420 ℃ 5.0-20.0MPa
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第二节 低压法合成甲醇工艺原理 一、反应原理及特点
1、主反应
C O 2H 2
可逆反应
CH3O H
Ho 90.8kJ mol1 298
放热反应
分子数减少的反应
当反应物中有二氧化碳存在时：
CO2 3H 2
CH3O H H 2O
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CH3NH2+H2O
(CH3)2NH+2H2O
3CH3OH+NH3
(CH3)3N+3H2O
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甲醇的化学性质
C 甲醇酯化制甲酯类
(1) 甲醇与甲酸反应生成甲酸甲酯
CH3OH+HCOOH HCOOCH3+H2O
(2) 甲醇与硫酸反应生成硫酸二甲酯
2CH3OH+ H2SO4 (3) 甲醇与硝酸反应生成硝酸甲酯 CH3OH+ HNO3 CH3NO3+H2O
F 甲醇脱水制二甲醚
活性氧化铝
2CH3OH
250 ℃
CH3OCH3+H2O
二甲醚
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终端用户的甲醇需求
氯甲烷 5％ 其他 22％ 甲醛 34％
甲基丙烯 酸甲酯 2％
二甲基对苯二甲酸酯 甲胺 3％
乙酸 7％ 甲基叔丁基醚 26％ 1％
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乙 烯 丙 稀
成熟
MTO: Methanol to Olefin
MTO
关键在于催化剂---SAPO-34分子筛催化剂
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二、甲醇的生产方法
高压法： 最初生产甲醇的方法，使用锌铬催化剂， 在300~400℃，30MPa高温高压下合成甲醇。 自从1923年第一次用这种方法合成甲醇成功后，差 不多有50年的时间，世界上合成甲醇生产都沿用这 种方法。目前使用已不多。 ICl低压法： 1966年，英国ICl公司研究成功的甲醇合成方法，是 甲醇生产工艺上的一次重大变革。 使用Cu基催化剂，在220~260℃， 5MPa低压下，合 成甲醇。投资少，能耗低，是目前普遍采用的工艺。
（脱水、缩合、酰化、酮化）
（2）连串副反应
烯烃、酯、酮
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一、反应原理及特点
（主反应） 副 反 应
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一、反应原理及特点
3、主、副反应之间的竞争
从表中数据可见，合成甲醇主反应的△G0最 大，说明这些副反应在热力学上均比主反应 有利。
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(CH3)2O4S+2H2O
甲醇的化学性质
D 甲醇氯化制氯甲烷
甲醇与氯气、氢气混合，在130－150℃通过金属氯化物作催 化剂的水溶液，或在300－350℃通过沉积在硅胶单体上的氯化
锌(铜、铝)催化剂，可生成一、二、三氯甲烷和四氯化碳
CH3OH+ Cl2+H2 CH3Cl + Cl2 CH2Cl2 + Cl2 CHCl3 + Cl2
一、反应原理及特点
2、副反应
（1）平行副反应 CO + 3H2 → CH4 + H2O 2CO + 2H2 → CH4 + CO2 4CO + 8H2 →C4H9OH + 3H2O 2CO + 4H2 → CH3OCH3 + H2O 2CO →CO2+C（铁、钴、镍存在） 2CH3OH → CH3OCH3 + H2O CH3OH +nCO+2nH2→CnH2n+1CH2OH+ nH2O CH3OH +nCO+2(n-1)H2→CnH2n+1COOH+ (n-1)H2O
第十一章 甲醇生产工艺
第一节
概述
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一、甲醇的性质及用途
甲醇的发现
1661英
木质素干馏
甲醇
木醇或木精
1857法 1923德 1966英 一氯甲烷
水解
甲醇
锌铬催化剂
CO和H2
CO和H2
高压 铜催化剂 低压
甲醇（300吨/年）
甲醇
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