尹振春 闵祥坤

摘要：甲醇是一种重要基础有机化工原料，在化工产品中广泛应用于有机合成、染料、医药、农药、涂料、汽车和国防等领域中。本文介绍了现代甲醇的生产工艺及技术发展。

关键词：甲醇；生产；进展

引言

甲醇是相当重要的基础有机化工产品和原料。同时甲醇在其它领域也有广阔的应用前景：作为一种清洁燃料替代汽油或与汽油混掺使用；甲醇燃料电池的商业化；甲醇在变压吸附制氢中作为裂解原料；甲醇制微生物蛋白（SCP）；甲醇制低碳烯烃（MTO）、丙烯（MTP）和甲醇制汽油（MTG）工艺取得一定突破。甲醇的深加工与工业应用是许多国家竞相开发的一个重要领域。

一、甲醇原料气的制造以及净化技术的发展

甲醇的生产原料包括石脑油、煤、焦炭、天然气、乙炔尾气和剩余油。在欧洲各国家的天然气资源充足的情况下，甲醇的生产原料大多变为天然气。通过天然气的转换技术可以看出，20世纪70年代之后，世界各地的甲醇大多通过纯氧二段转换，较大型的装置则运用自热型的方法来转化。而我国的甲醇是用天然气作原料的。其合成的技术是：一段蒸汽转化工艺以及中国的成达公司纯氧两段的转化技术。此后则通过纯氧二段转换法来模拟建设大型的甲醇装置。

二、甲醇合成技术现状

全球主要工业企业生产甲醇的方法是：德国鲁奇公司的低压和中压法、美国卜内门公司用的是低压和中压法。丹麦托益普索公司的节能高效低压法、德国斯夫公司的高压法以及三菱气体化学公司则使用的是低压法。

中压以及低压是甲醇生产工艺的主要工艺。这两种工艺所生产的甲醇的产量占世界各地约80%。CO，CO2和H2逆发热反应的时候，需要通过催化剂来加快反应的进行，因此生产甲醇最关键的是催化剂的添加与使用。自60年代以来，甲醇合成的主要研究内容就是反应器以及催化剂。

2.1合成器技术的发展状况

所有运用气体来转换合成甲醇使其发生反应，必须权衡反应时的热力学和动力学的因素。在较高的温度下的反应更迅速，较低的温度更有助于加强反应的稳定性。而高温则对催化剂是有影响的，同时还会生成酮和多余的副产物，最后形成的共沸物，在蒸馏的过程中更难提取。通过运用转化器，德国鲁奇公司很快解决了这个问题，水冷式的反应器中只包含了约1/3的催化剂，拥有相对较高的出口温度（260℃），过程中发生了一半的转换。运用催化剂毒物（如硫）吸收。而在空气冷却时转换发生的反应器的其余部分，在较低的温度（220?250℃）的平衡有利于操作。因此，该催化剂的2/3的既不是在高热的情况下是没有毒性的。此联合循环转换器的出现率的蒸汽反应器中大约有一半，这样在合成回路的过程中节约成本40%，是甲醇的生产成本约80美元/吨。Kvaerner公司通过联合开发和BP紧凑的改革者。共同创新的就是甲醇的循环反应周期，以前的反应器中剩余的未反应气体会再循环到反应器中，未反应气体制作的气体将进入膜分离装置，气体被分成富氢组分，作为重整器燃料，氢的组件则被返回且转化为重整管。甲醇的合成反应器的配置，较常规反应器在较低压力下操作方便，因此在可以运用料管的反应器的反应中，获得较低成本的利润。日本的东洋工程公司开设运用MRF-Z来合成甲醇的反应器的设备产量约为5千吨/天的甲醇工厂。合成的气体直接通入管式反应器管中，并且沿外管道通过催化剂。此公司配备产量1万吨/天的甲醇合成设备，运用特殊的热交换器型转换器。设备新工艺1万吨/天，可降低6亿的施工成本。

2.2催化剂合成技术

通过研究，德国鲁尔大学使用共沉淀及化学气相沉积（CVD）的技术来合成的催化剂。合成了Cu/Zn的甲醇合成催化剂。这项技术和之前的合成工艺比较，采用的CVD法是使用高活性氧化锌粒子覆盖表面，最后使用共沉淀的方法来制备Cu/Al2O3的扩散样品，这样能够有效加入Cu/Zn的活性表面，最终较大程度的改善甲醇合成催化剂活性。

2.3二氧化碳转化甲醇的新工艺

ICI低压法是当前化工企业较常使用的一种工业合成甲醇的有效方法。过程为：脱硫，转化，压缩，合成，精馏。特点是运行可靠，开车简单，产品纯度高，可以充分利用反应热。故新的化工企业大多使用低压法。

目前，制约中国化工企业生产乙醇效率的重点问题就是大型的甲醇反应器设备的设计以及制造程序。近几年，华东理工大学与杭州林达公司成功的开发了大型的低温反应器数学模型以及计算的软件，最终了解了大规模的低压堆芯设计方法以及制造技术。这样能够大大的降低投资及产品单位成本。作为合成甲醇重要的催化剂，这项技术推进了甲醇的生产行业。国内的科技工作者通过对改善催化剂的不懈努力，取得了不错的成果。

三、粗甲醇精馏进展

粗甲醇含有各种水分、有机杂质，必须再精制生产。精炼的过程分为精馏和化学处理两部分。甲醇的精馏过程常用的是双塔。第一列就是通过按压操作，来分离挥发物。在周围的大气压力下运作第一列，并与高沸点的的水形成主分离。这样可以增加产量且减少蒸汽造成的消耗。而粗甲醇的精馏序列，分别是预加压以及常压塔逆行蒸馏，大多数的氢组份在预精馏塔中除掉，加压塔及常压塔生产的产品，成分约各占一半的分量。三塔蒸馏可以制取出乙醇成分较低的甲醇。

四、甲醇其余方面的进展

国内的化工企业通过实际的生产试验，在甲醇生产的节能减排方面获得有效的效果：

（1）充分利用合成过程中产生的热量。运用反应的气压驱动压缩机及锅炉供给水泵，实现了循环水泵的透平和能源的有效利用。

（2）通过运用新型的甲醇合成反应器，大幅度减少了能源的消耗。

（3）多處运用节能技术。例如氢同收技艺、燃烧空气预热技术以及过程中冷凝水饱和技术。

五、我国甲醇行业未来发展的建议

面对市场竞争和内部需求较低、生产工艺落后等问题，本文对我国甲醇行业未来的发展提出了一些建议，主要有以下几点内容。

5.1严格控制新上甲醇项

国内市场甲醇生产量与需求量不相符，这充分体现了过于强调甲醇生产量是不科学的，保证甲醇生产质量有利于提高我国生产甲醇在国内市场和国外市场中的竞争地位。因此，在甲醇生产项审批中进行严格控制，控制国内甲醇生产规模，提高产品质量，保证我国甲醇生产行业的健康发展。

5.2加快结构调整

在经济和科技快速发展的环境之下，仅以控制国内甲醇生产规模，是无法达到改善市场环境的目的的。面对如今甲醇行业市场环境供大于需的情况，加大甲醇应用新技术的开发和推广，扩大甲醇市场需求量是非常必要的，从市场角度出发，积极拓展甲醇应用和价值增长空间，实现资源与经济效益和社会效益的转化。

5.3加大甲醇生产工艺进步

我国生产甲醇受到进口甲醇的严重冲击是存在原因的，在生产质量和生产成本控制方面，我国甲醇都达不到国际水平，因此在市场竞争中明显处于劣势地位。面对着整情况，从甲醇生产的根本技术出发，实现现代生产技术的研发和应用，极力缩短与世界生产水平之间的差距，是我国提高甲醇市场竞争力的必要措施。

六、结束语

我国地域辽阔，其中富含着较为大量的煤炭资源，为我国甲醇的生产提供了原料支持。但是在我国甲醇生产中仍存在着一些问题，这些问题影响着甲醇业的发展。面对问题的存在，我国应结合自身国情，加强对甲醇生产行业的管理，推进现代化生产工艺的研发和推广，促进我国甲醇的生产的应用达到世界先进水平。

参考文献

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[2]李鹏飞.甲醇生产技术新进展[J].化工管理，2014（21）：171.

[3]谢永海.甲醇的生产工艺及其发展现状[J].科技传播，2013，5（15）：113+109.

（作者单位：兖矿国宏化工有限责任公司）