甲醇合成的工艺方法发展路线介绍

        甲醇合成是可逆的强放热反应,受热力学和动力学控制，通常在单程反应器中，CO和CO₂的单程转化率达不到100％，反应器出口气体中，甲醇含量仅为6～12％，未反应的CO、CO₂和H₂需与甲醇分离，然后被压缩到反应器中进入一步合成。为了保证反应器出口气体中有较高的甲醇含量，一般采用较高的反应压力。根据采用的压力不同可分为高压法、中压法和低压法三种方法。 自1923年开始工业化生产以来，甲醇合成的原料路线经历了很大变化。按反应压力分，甲醇合成方法分为：高压法、中压法、低压法。
        一、 高压法
        即用一氧化碳和氢在高温（340～ 420℃）高压（30.0～50.0MPa）下使用锌-铬氧化物作催化剂合成甲醇。这是八十年代以前世界各国生产甲醇的主要方法。缺点：高压法生产压力过高、动力消耗大，设备复杂、产品质量较差。
        一、 低压法
        即用一氧化碳和氢气为原料在低压（5.0MPa）和275℃左右的温度下，采用铜基催化剂(Cu-Zn-Cr)合成甲醇。这种方法是70年代实现工业化的合成甲醇方法。低压法成功的关键是采用了铜基催化剂，铜基催化剂比锌-铬催化剂活性好得多，使甲醇合成反应能在较低的压力和温度下进行。优点是：铜基催化剂的选择性比锌-铬催化剂好，因此，消耗在副反应中的原料气和粗甲醇中的杂质都比较少。缺点是：设备体积庞大，生产能力较小，且甲醇合成收率较低。
        低压法，目前世界上工业化比较成功的主要有： I.C.I.法合成工艺和鲁奇合成工艺。
        三、中压法
       随着甲醇合成工业的迅速发展，新建厂的规模也日趋大型化，目前已建成投产的装置有日产超过5000吨的。如果采用低压法搞这样的大型工厂，由于处理气量大，会出现设备庞大而一次性投资高的弊病，以及带来设备制作和运输的困难。因此在70年代出现了中压法合成甲醇的工艺流程，它是在低压法基础上开发的在5-10MPa压力下合成甲醇的方法，该法成功地解决了高压法的压力过高对设备、操作所带来的问题，同时也解决了低压法生产甲醇所需生产设备体积过大、生产能力小、不能进行大型化生产的困惑，有效降低了建设费用和甲醇生产成本。该法综合利用指标要比低压法更好。
        目前，在国内60万/年规模的甲醇装置，无论国内还是国外的供应商都采用80公斤以上的操作压力。