甲醇合成工艺

第一章概述

1.1甲醇的用途及在化学工业中的地位

甲醇俗称“木精”，是重要的有机化工产品，也是重要的有机化工原料，其分子式为

CH

OH,是碳化工的基础。甲醇产品除少量直接用于溶剂，抗凝剂和燃料外，绝大多数被用3

于生产甲醛，农药，纤维，医药，涂料等。

长期以来，人们一直把甲醇作为农药、染料、医药等工业的原料。随着科学技术的不

断发展与进步，突破了甲醇只作传统原料的范围，甲醇的应用领域不断地被开发出来，广

度与深度正在发生深刻变化。随着甲醛等下游产品的不断开发，甲醇在化学工业中的作用

必将越来越重要[1]。

1.2甲醇市场的状况及建厂的可行性

近几十年来，由于传统加工工业的发展和世界能源结构的变化，以甲醇为原料的新产

品的不断开发，世界对甲醇的生产和需求量都大幅增加，表1.1是世界甲醇市场状况，表

1.2是国内甲醇市场状况。

表1.1 世界甲醇生产能力及消耗量及开工率

Table 1.1 World methyl alcohol productivity and consumption, utilization of capacity

年度1987 1991 1993 1995 2000 2020 生产能力万T/年1999 2300 2470 2600 5000 20000

总消耗量万T/年1718 2010 2141 2390

开工率 % 86 87 86.7 92

表1.2 国内甲醇生产能力及消耗量

Table 1.2 Domestic methyl alcohol productivity and consumption

年度1985 1987 1990 1994 1995 2000 生产能力万T/年69 71.1 71.1 125.53 146.9 197.5

生产量万T/年44.3 49.5 64.0 100

消耗量70.7 120 121.4 200 根据预测，世界范围内的生产与需求将持续发展，主要原因是：甲醇下游产品市场的

扩大、甲醇作为燃料的使用将大大增加[2]。

1.3甲醇的性质

1.3.1一般性状

甲醇蒸汽在空气中的浓度随温度的升高而迅速增大。空气中甲醇蒸汽的最高允许浓度为0.05mg/L。甲醇具有明显的麻醉性，甲醇对呼吸道和粘膜有强烈的刺激作用，流经皮肤也能使人发生中毒迹象[3]。

常温常压下，甲醇是易挥发，易燃的无色液体，具有类似酒精的气味。甲醇能与水任意比混溶，但不能形成共沸物，故可用分馏的方法分离甲醇和水。甲醇是良好的有机溶剂，能溶解多种树脂，但不能溶解脂肪。甲醇蒸汽能与空气形成爆炸性混合物，爆炸极限为6.0～36.5%（V），燃烧时为蓝色火焰。甲醇比水轻，有很强的毒性，误饮能导致眼睛失明，甚至死亡。

1.3.2甲醇的物理性质

①甲醇的物理常数如下表所示

表1.1甲醇的物理常数

Table 1.1 Thephysicsdateofmethanol

项目数值项目数值

沸点64.5℃～64.7℃(0.1013MPa)膨胀系数0.00119 1/℃

凝固点-97℃～-97.8℃表面张力0.00221kg/m(20 ℃)

自燃点473℃～461℃蒸汽压力-44℃ 131.45Pa

相对密度0.7915(20℃)-20℃ 839.9Pa

闪点12℃～16℃0℃ 3572.98Pa

粘度液体：0.0005945Pa.S(20℃)

气体：0.0000114Pa.S(65℃)

10℃ 6679.3Pa

64.5℃ 101323.2Pa

折光系数 1.32874(20 ℃) 100℃ 320634.6Pa

②甲醇的热力学常数如下表所示

表1.2甲醇的热力学常数

Table 1.2 Thethermo-dynamice date of methanol

项目数值项目数值

临界压力0.076985Pa 蒸发潜热1129.5kJ/kg

临界温度240℃液体热容 2.49-2.53kJ/kg(20-25℃）燃烧热726.55kJ/mol(25℃)气体热容 1.63kJ/kg(77℃)

1.3.3甲醇的化学性质

甲醇不具酸性，也不具碱性，对酚酞和石蕊试液均呈中性。分子式CH

3

OH，分子量32.04。

①氧化反应

完全氧化：CH

3OH+

2

3

O

2

→CO

2

+2H

2

O+726.55kJ/mol

不完全氧化：CH

3OH+

2

1

O

2

→HCHO+H

2

O+159kJ/mol

②脱氢反应

CH

3OH→HCHO+H

2

-86.38kJ/mol

③与有机酸反应

CH

3OH+CH

3

COOH→CH

3

COOCH

3

+H

2

O

④与无机酸反应

CH

3OH+HCl→CH

3

Cl+H

2

O

CH

3OH+H

2

SO

4

→CH

3

SO

2

OH+H

2

O

⑤与氨反应生成甲胺

CH

3OH+NH

3

→CH

3

NH

2

+H

2

O+20.75kJ/mol

2CH

3OH+NH

3

→(CH

3

)

2

NH+2H

2

O+60.88kJ/mol

3CH

3OH+NH

3

→(CH

3

)

3

N+3H

2

O+407.35kJ/mol

⑥与苯作用生成甲苯

CH

3OH+C

6

H

6

→C

6

H

5

CH

3

+H

2

O

⑦与CO 作用生成醋酸

CH

3OH+CO→CH

3

COOH

⑧与乙炔作用

CH

3OH+C

2

H

2

→CH

3

OCHCH

2

⑨与金属Na作用

2CH

3OH+2Na→2CH

3

ONa+H

2

⑩与苯胺作用，生成二甲基苯胺

2CH

3OH+C

6

H

5

NH

2

→C

6

H

5

N(CH

3

)

2

+2H

2

O