甲醇合成技术进展
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大地 促进 了世 界 甲醇工 业 的发展 。 目前 甲醇合 成
１ 国外大型 甲醇气相合成技术
国外各种 甲醇合成技术 的工艺流程 比较相
似， 根本 区别在 于合 成塔 的设计 及催 化剂 的选择 。 甲醇合 成技 术 的工艺 流程 示意 图见 图 １ 。
技术主要 以低压合成技术为主 ， 高压合成技术正
步法合成工艺和两步法合成工艺。一步法合成工艺 中采用 的反应器 为水 冷反应 器 ， 但往往 一个水 冷反 应器无法满足单套产能 １０ ｔａ ０ 万 ／ 的规模要求， 因此
一
作者简 介 ： 周士义（９５ ）男， １７ － ， 山东淄博 人 ， 兖矿 国宏化工 有限责任公司工程师 ， 主要从事 甲醇生产管理及研究工作 。
般是 ２ 个水冷塔并联使用 。两步法合成工 艺中采
用的反应器有 ２ ， 种 一是水冷反应器， 二是气冷反应
・
７ ・ ４
器 。水冷 合 成塔 类 似 于管壳 式 换 热器 。在 水 冷塔 中， 催化剂装填 在管壳 里 ， 管外走 锅 炉给水 ， 成产 合
生的反应热是利用水的蒸发 以及热虹吸循环不 断将
合 成新 鲜气从 反 应器 中间具有 筛孔 的管道 进
入 ， 应 气从 合 成 塔 两侧 出来 ， 反 因此 ， 个 反应 过 整
程压 力降较 低 ， 以加 长合 成 塔 的长 度来 增 加 合 可 成塔 的产 能 。但 是 ， 由于 锅 炉水 走 列 管 内 ， 因此 ， 移热 能 力较鲁 奇公 司 的反应塔 差 ， 反应 温度 较高 ， 温差 较大 ， 要 使 用耐 较 高 温 度 的催 化 剂 。由 于 需 反应 温 度 高 ， 程转 化 率低 ， 单 因此 ， 压缩 机 循 环 比
期， 各国甲醇装置都采用高压合成技术 ＿ 。 自从 １ ］ 英 国 ＩＩ 司和德 国鲁 奇 （ Ｕ Ｇ ） 司分别 于 Ｃ公 Ｌ Ｒ Ｉ公 １６ 年和 １７ ９６ ９１年 开发成功 低压 合成 甲醇技 术 ［ 反应压力为（ ￣１ ） ａ温度 ２０ ７ ］ 极 ５ ０ ＭＰ ， １￣２０Ｃ ， ｏ
大， 造成循 环 气压 缩机 功率 大 。 ２０ ０ ４年 ， 国庄 信万 丰集 团收购 了戴 维 工 艺 英
热量带走 。在气冷反应器 中， 化剂在管外 ， 内走 催 管 反应气 ， 气冷反应器起 到中间换 热器 （ 合成塔 进料与 出料之 间） 和再反应的作用 。 鲁奇公 司的 甲醇 合 成 技 术 的优 点 是 ： 应 移 反 热快 速稳 定 ， 几乎 为等 温反应 ， 应 曲线 非 常接 近 反 理 想温度 曲线 ， 以有 效保 护催化 剂 活性 ， 化剂 可 催 操 作周 期长 ； 的转化 率高 ， 碳 合成 塔 出 口甲醇含 量 高 ， 少 了驰 放 气 排放 ， 小 了循 环气 量 ， 减 减 降低 了
（ 指单套装置产能为 １ ０ ｔａ 装置合成技术 的 ０ 万 ／） 公 司 有 德 国 的鲁 奇 公 司 、 国 的戴 维 工 艺 技 术 英
（ Ｐ ） 司 、 士 的卡 萨利 （ ＡＳ Ｅ 公 司 等 ， Ｄ Ｔ公 瑞 Ｃ ＡＬ ） 在 合成 塔设 计方 面他 们各 有优 点 。国 内对 甲醇合 成 技术 也 有部分 研究 ， 中， 其 甲醇反 应器 的研究 成 果 主要 有华 东理 工 大 学 绝 热 管 壳式 反 应 器 、 州 杭 林 达均 温 反应器 等 。但 目前 国 内甲醇合 成技 术还 无 法达 到单 套产 能 １０ ｔａ ０ 万 ／。
综 述 专 论
Ｓ Ｎ ＆Ｅ Ｎ Ｏ化 ＥＩＩ５Ｓ７ Ｃ Ｃ ＴＨ Ｌ Ｙ 科 ＭＡＩＵＲ Ｉ Ｅ Ｃ Ｏ ＧＩ Ｈ２ ， Ｄ３Ｙ Ｅ Ｃ ，１（７ ６ Ｎ 技０ １）Ｔ 工 Ｃ ： １９ ￣ Ｎ
甲醇 合 成 技 术 进 展
周士义， 李 杰
（ 兖矿国宏化工有限责任公司 ， 山东 邹城 ２ ３ ０ ７５ ０）
被逐 渐淘 汰 。 生产 甲醇 的 原 料 主 要 有 天 然 气 、 炭 、 油 煤 石
等， 利用这些原料生成有效气体 （ Ｏ Ｃ ＋Ｈ ）然后 ， 将有效气体导人到反应器 中 ， 在催化剂的作用下 生 成 粗 甲醇 ， 甲醇 在 精 馏 装 置 中进 行 提 纯 得 到 粗
合 格 的 甲醇 。 为 了尽 可 能地 降低 单 位 甲醇 的生 产 成 本 ， 甲 醇 装 置规模 向大 型 化 发展 ， 了提 高单 套 装 置 的 为
关 键 词 ： 醇 ； 压 合 成 ； 耗 甲 低 能
中图分类号 ： Ｑ ２ ． ２ Ｔ ２ ３ １ １
文献标识码 ： Ａ
文章编号 ： ０ ８０ １ （０ １０ —０ ３０ １ ０—５ １ ２ １ ） ５０ ７—４
甲醇是 重要 的碳 一 产 品 ， 可 作 为 多 种 化 工 它
产品的原料 ， 甲醇也是一种洁净燃料。作 为汽油 燃料 的替代品， 近几年 甲醇需求量不断增加 ， 促进 了 甲醇合 成 工业 的发 展 。
图 １ 甲 醇合 成 技 术 的工 艺 流 程 示 意 图
１ １ 德 国鲁奇公 司 甲醇合 成 工艺 ． 目前德 国鲁奇公 司 甲醇 合成 工艺有 两种 ， 即一
产能 ， 需在催化剂 、 合成塔结构及工艺设计方面做
出重要 改进 。 目前 ， 国外 拥 有 较 先进 的 大 型 甲醇
收 稿 日期 ：０ １０ —９ ２ １ —６０
甲醇 的合成 始 于 １２ ９３年 ， 由德 国 Ｂ Ｆ公 司 ＡＳ 研 究 人员 用 一 氧 化碳 （ ０） 氢气 （ ） ３０ Ｃ 和 Ｈ 在 ０ ～ ４０℃和 （Ｏ ０ ＭＰ ０ ３ ～５ ） ａ压力 的条 件 下 ， 过 锌一 通 铬 催化 剂合 成 出 甲醇 ， 实 现 了工业 化生 产 ， 并 该技 术 被称 为 高压合 成技 术 。在 ２ 世 纪 ２ ￣ ６ Ｏ ０ ０年代 中
摘
要： 主要 介绍 了 目前世界上 几种先进的大型 甲醇合成 工艺， 对工 艺中的核 心设 备一 合成塔 的
Baidu Nhomakorabea
结构做 了说 明， 对大型 甲醇合成 工艺的特点进行 了论 述 ， 对几种 工 艺特 点做 了详细 比较 ， 并 同时介绍 了 液相 甲醇合成技术 ， 并预测 了未来甲醇工艺的发展趋 势。
１ 国外大型 甲醇气相合成技术
国外各种 甲醇合成技术 的工艺流程 比较相
似， 根本 区别在 于合 成塔 的设计 及催 化剂 的选择 。 甲醇合 成技 术 的工艺 流程 示意 图见 图 １ 。
技术主要 以低压合成技术为主 ， 高压合成技术正
步法合成工艺和两步法合成工艺。一步法合成工艺 中采用 的反应器 为水 冷反应 器 ， 但往往 一个水 冷反 应器无法满足单套产能 １０ ｔａ ０ 万 ／ 的规模要求， 因此
一
作者简 介 ： 周士义（９５ ）男， １７ － ， 山东淄博 人 ， 兖矿 国宏化工 有限责任公司工程师 ， 主要从事 甲醇生产管理及研究工作 。
般是 ２ 个水冷塔并联使用 。两步法合成工 艺中采
用的反应器有 ２ ， 种 一是水冷反应器， 二是气冷反应
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器 。水冷 合 成塔 类 似 于管壳 式 换 热器 。在 水 冷塔 中， 催化剂装填 在管壳 里 ， 管外走 锅 炉给水 ， 成产 合
生的反应热是利用水的蒸发 以及热虹吸循环不 断将
合 成新 鲜气从 反 应器 中间具有 筛孔 的管道 进
入 ， 应 气从 合 成 塔 两侧 出来 ， 反 因此 ， 个 反应 过 整
程压 力降较 低 ， 以加 长合 成 塔 的长 度来 增 加 合 可 成塔 的产 能 。但 是 ， 由于 锅 炉水 走 列 管 内 ， 因此 ， 移热 能 力较鲁 奇公 司 的反应塔 差 ， 反应 温度 较高 ， 温差 较大 ， 要 使 用耐 较 高 温 度 的催 化 剂 。由 于 需 反应 温 度 高 ， 程转 化 率低 ， 单 因此 ， 压缩 机 循 环 比
期， 各国甲醇装置都采用高压合成技术 ＿ 。 自从 １ ］ 英 国 ＩＩ 司和德 国鲁 奇 （ Ｕ Ｇ ） 司分别 于 Ｃ公 Ｌ Ｒ Ｉ公 １６ 年和 １７ ９６ ９１年 开发成功 低压 合成 甲醇技 术 ［ 反应压力为（ ￣１ ） ａ温度 ２０ ７ ］ 极 ５ ０ ＭＰ ， １￣２０Ｃ ， ｏ
大， 造成循 环 气压 缩机 功率 大 。 ２０ ０ ４年 ， 国庄 信万 丰集 团收购 了戴 维 工 艺 英
热量带走 。在气冷反应器 中， 化剂在管外 ， 内走 催 管 反应气 ， 气冷反应器起 到中间换 热器 （ 合成塔 进料与 出料之 间） 和再反应的作用 。 鲁奇公 司的 甲醇 合 成 技 术 的优 点 是 ： 应 移 反 热快 速稳 定 ， 几乎 为等 温反应 ， 应 曲线 非 常接 近 反 理 想温度 曲线 ， 以有 效保 护催化 剂 活性 ， 化剂 可 催 操 作周 期长 ； 的转化 率高 ， 碳 合成 塔 出 口甲醇含 量 高 ， 少 了驰 放 气 排放 ， 小 了循 环气 量 ， 减 减 降低 了
（ 指单套装置产能为 １ ０ ｔａ 装置合成技术 的 ０ 万 ／） 公 司 有 德 国 的鲁 奇 公 司 、 国 的戴 维 工 艺 技 术 英
（ Ｐ ） 司 、 士 的卡 萨利 （ ＡＳ Ｅ 公 司 等 ， Ｄ Ｔ公 瑞 Ｃ ＡＬ ） 在 合成 塔设 计方 面他 们各 有优 点 。国 内对 甲醇合 成 技术 也 有部分 研究 ， 中， 其 甲醇反 应器 的研究 成 果 主要 有华 东理 工 大 学 绝 热 管 壳式 反 应 器 、 州 杭 林 达均 温 反应器 等 。但 目前 国 内甲醇合 成技 术还 无 法达 到单 套产 能 １０ ｔａ ０ 万 ／。
综 述 专 论
Ｓ Ｎ ＆Ｅ Ｎ Ｏ化 ＥＩＩ５Ｓ７ Ｃ Ｃ ＴＨ Ｌ Ｙ 科 ＭＡＩＵＲ Ｉ Ｅ Ｃ Ｏ ＧＩ Ｈ２ ， Ｄ３Ｙ Ｅ Ｃ ，１（７ ６ Ｎ 技０ １）Ｔ 工 Ｃ ： １９ ￣ Ｎ
甲醇 合 成 技 术 进 展
周士义， 李 杰
（ 兖矿国宏化工有限责任公司 ， 山东 邹城 ２ ３ ０ ７５ ０）
被逐 渐淘 汰 。 生产 甲醇 的 原 料 主 要 有 天 然 气 、 炭 、 油 煤 石
等， 利用这些原料生成有效气体 （ Ｏ Ｃ ＋Ｈ ）然后 ， 将有效气体导人到反应器 中 ， 在催化剂的作用下 生 成 粗 甲醇 ， 甲醇 在 精 馏 装 置 中进 行 提 纯 得 到 粗
合 格 的 甲醇 。 为 了尽 可 能地 降低 单 位 甲醇 的生 产 成 本 ， 甲 醇 装 置规模 向大 型 化 发展 ， 了提 高单 套 装 置 的 为
关 键 词 ： 醇 ； 压 合 成 ； 耗 甲 低 能
中图分类号 ： Ｑ ２ ． ２ Ｔ ２ ３ １ １
文献标识码 ： Ａ
文章编号 ： ０ ８０ １ （０ １０ —０ ３０ １ ０—５ １ ２ １ ） ５０ ７—４
甲醇是 重要 的碳 一 产 品 ， 可 作 为 多 种 化 工 它
产品的原料 ， 甲醇也是一种洁净燃料。作 为汽油 燃料 的替代品， 近几年 甲醇需求量不断增加 ， 促进 了 甲醇合 成 工业 的发 展 。
图 １ 甲 醇合 成 技 术 的工 艺 流 程 示 意 图
１ １ 德 国鲁奇公 司 甲醇合 成 工艺 ． 目前德 国鲁奇公 司 甲醇 合成 工艺有 两种 ， 即一
产能 ， 需在催化剂 、 合成塔结构及工艺设计方面做
出重要 改进 。 目前 ， 国外 拥 有 较 先进 的 大 型 甲醇
收 稿 日期 ：０ １０ —９ ２ １ —６０
甲醇 的合成 始 于 １２ ９３年 ， 由德 国 Ｂ Ｆ公 司 ＡＳ 研 究 人员 用 一 氧 化碳 （ ０） 氢气 （ ） ３０ Ｃ 和 Ｈ 在 ０ ～ ４０℃和 （Ｏ ０ ＭＰ ０ ３ ～５ ） ａ压力 的条 件 下 ， 过 锌一 通 铬 催化 剂合 成 出 甲醇 ， 实 现 了工业 化生 产 ， 并 该技 术 被称 为 高压合 成技 术 。在 ２ 世 纪 ２ ￣ ６ Ｏ ０ ０年代 中
摘
要： 主要 介绍 了 目前世界上 几种先进的大型 甲醇合成 工艺， 对工 艺中的核 心设 备一 合成塔 的
Baidu Nhomakorabea
结构做 了说 明， 对大型 甲醇合成 工艺的特点进行 了论 述 ， 对几种 工 艺特 点做 了详细 比较 ， 并 同时介绍 了 液相 甲醇合成技术 ， 并预测 了未来甲醇工艺的发展趋 势。