甲醇合成工艺范文

甲醇合成工艺范文（通用7篇）

篇1：甲醇合成工艺范文

甲醇合成汽油与甲醇合成柴油技术论证

西安大使新能源科技有限公司在刘君总经理带领下，经过多年科研攻关，研制成功大使甲醇合成汽油、大使甲醇合成柴油两款替代新能源产品，采用改性羟化技术将99。9%工业甲醇与大使甲醇合成汽油添加剂及大使甲醇合成柴油添加剂在系列工艺科学配比严格生产的大使甲醇合成汽油、大使甲醇合成柴油；在一年多的各种机动车试用反映良好后，着手产业化开发以及大批量生产、布局加油站与店铺营销等商业运做中，受到众多投资商、用户以及行业赞誉、惊叹及讽刺。

如此科研重大发明，将改变石油使用历史，并有逐步主导能源新市场趋势；为此，2013年8月7日我们将小试产品投送陕西省石油产品质量监督检验中心、陕西省石油产品质量监督检验二站、西安市石油产品质量技术监督检验站做产品全项成分、性能鉴定，期待我们13日后的圆满报告。

甲醇属于常用工业品、溶剂、燃料以及各种合成添加剂，应用于医药、化工、燃料以及各个领域的众多行业。所以，以甲醇为母基开发新能源燃料符合能源发展需要；此能源燃烧充分，燃烧后排除CO²与H2O，属于环保低碳，无硫无铅，燃烧呈现淡兰色火焰，辛烷值高于100以上，燃烧当量拉大，需要机动车发动机间距也拉大；同时甲醇属于溶剂，具有腐蚀、溶胀、清洗等作用，在机动车使用中，将损坏机动车橡塑元件、过滤网器以及堵塞油路，使用中出现动力不足、发动机损坏以及元件损坏等众多不良作用与不足缺陷。

因为以上不足与缺陷，目前市场推广使用的汽油掺入甲醇直接使用与机动车，使用中出现以上诸多缺点与不足，使推广与使用已经在消费者心目中产生不良影响。公司研发之初，依据市场调查做出抛开汽油、柴油，单纯研究甲醇性能，经过上万次数千种化学品配比试验，最终以市场试用一年多反映良好的30余种化学品组合配制成功汽油、柴油添加剂，结合改性技术，使微酸性甲醇改性为中性，且不失去燃烧当量所需要能耗，以分子羟化过滤筛选羟化羟基乙烷组分，代替甲醇主要组分并燃烧当量符合机动车间距要求，所以不需要机动车任何改变，随意使用。羟化后组分大颗粒与组分小颗粒选择性保留，防止添加剂燃烧后积碳形成。并在添加剂中实现防腐、抗老化、提高燃点、降低冷凝点、调节点火间隙，使用于汽油、柴油机动车做到真正替代，实现环保、清洁新能源最基础要求。

以上将在8月13日的鉴定报告中科学证明，随后公司也将在整车使用对比实验专家评审会得到证实产品的高科技含量。目前此项不同技术所研究开发开发的产品如德国在90年代就以专利技术保护使用于汽车燃料，中国社会科学院也在2年前以二步法〔以上可以在网上搜索查看〕生产同类不同产品。因此，大使甲醇合成汽油、大使甲醇合成柴油不是空穴来风，更不是胡编捏造，不是有些人讽刺与嘲笑的话柄。科学有依据，实验有参数，试用有客户，验证有记录；科学讲求严谨真实，实验要求环环相扣，实用性、科学性与创新性，已经在一年多的使用中得到了体现；因此公司的产品的推出是做了大量准备与工作的。

篇2：甲醇合成工艺范文

煤制甲醇的合成工艺按合成压力的高低主要分为高压、中压和低压法三种。早期的高压法合成使用活性较低的锌铬催化剂, 合成压力一般为30 MPa, 合成温度为300~400℃[1]。高压合成法的不足是设备复杂、能耗偏高、产品质量不稳定, 目前在工业上基本淘汰。1970年以后, 世界各地企业新建与改造的甲醇装置几乎全部采用低压合成法。低压合成法采用了活性强的铜锌基催化剂, 合成压力约为5~10 MPa, 合成温度为220~280℃, 低压合成法相对于高压合成法相比, 有独特的长处, 设备简单投资少、节省原料、动力消耗低、产品质量稳定、建设费用低, 具有明显的优越性, 是目前国内外合成甲醇的主要生产方法。煤制甲醇主要成分为氢气和一氧化碳, 经净化处理制得总硫含量小于0.1 ppm、氢碳比 (H2-CO2) / (CO+CO2) =2.05~2.15的合格合成气[2]。经透平压缩机压缩段多级叶轮加压后, 出口压力达到4.6 MPa, 在气缸内与甲醇分离器分离所得的循环气 (40℃, 4.6 MPa) 按一定比例充分混合, 经过循环段加压至5.20 MPa后, 送入缓冲罐中, 获得压力为5.15 MPa, 温度约为60℃的入塔气。入塔气以每小时16594.2 Nm3的流量进入合成气预热器进行预热, 预热介质是来自合成塔反应后温度较高的出塔甲醇气体, 合成气被加热到225℃后, 从塔顶进入合成塔进行合成反应。

根据甲醇合成的工况要求, 合成塔选用立式固定床气-固相催化反应器。属于“管壳外冷-绝热复合型”型列管式反应器。列管内填充NC306型低铜锌基催化剂, 当合成气从合成塔顶部通过列管进入催化剂床层后, 在压力为5.10 MPa、温度为220~260℃下的工艺条件下, CO、CO2与H2参与合成反应, 反应的产物主要是甲醇和水, 此外还含有微量副产物等有机杂质。甲醇合成过程中有两个反应同时进行, 都属于放热剧烈的化学反应, 为保证反应的平稳进行, 反应热主要经过列管式反应器的壳程内的沸腾水移走。催化剂床层温度及合成塔甲醇气出口温度主要依靠控制分汽缸压力来调整。经合成塔出来的温度较高的气相产物与温度较低的进塔合成气通过合成气预热器逆流换热, 气相产物被冷却, 温度下降到90℃左右, 此时有一部分甲醇蒸汽被冷凝成液体。该气液混合物再经水冷器进一步降温冷凝, 冷却到温度≤40℃, 再进入粗甲醇分离器分离出粗甲醇。

甲醇合成是一个可逆的强放热反应的工艺过程, 是合成气在低压、铜锌基催化剂的作用下发生主要化学反应:

2 甲醇合成塔工艺设计

2.1 甲醇合成塔物性参数的确定

根据煤制甲醇生产工艺条件, 甲醇合成塔为列管式反应器, 由于甲醇合成过程属于吸热过程, 反应过程需要的热量有壳层沸水提供, 沸腾水工作温度设定为270℃, 其物性参数如下:

水的汽化热γ0为28855 J/mol;粘度η0为0.010 Pa·s;热导率λ0为0.590 W/ (m·k) ;表面张力σ0为25.355 kg/m3, 比热容Cp0为5.126 k J/ (kg·k) , 液相密度ρ0为768 kg/m3。

合成气主要成分为一氧化碳和氢气, 合成气体的平均密度ρ为6.734 kg/m3, 比热容Cpi为4.585 k J/ (kg.k) ;热导率λi为0.3576 W/ (m·k) ;粘度ηi为0.074635 Pa·s。

2.2 甲醇合成气体积流量

设计任务为30万吨/年甲醇合成工艺设计, 因目前国内外焦炉煤气制甲醇合成技术全部采用低压合成法, 其设计规模多为10~20万t/a, 所以采用两套设备平行运行生产, 每套设备生产任务为15万吨/年, 开工时间定为330天, 采用连续生产操作。甲醇的质量流量qm (CH3OH) (按甲醇回收率为97%计算) :

则甲醇的摩尔流量为q (CH3OH) =630 kmol/h。

因为反应器出口气体中甲醇所占的比例为5.84%, 根据理想气体状态方程, 在5.1 MPa, 255℃时其体积与摩尔流量的比值为:

混合气体积流量:

2.3 甲醇合成气热量流量

甲醇合成反应热与温度关系式为:

式中:T———开尔文温度, 在255℃时

甲醇合成过程中单位时间产热量φ为:

即流入壳程的锅炉水需要移走热量为17263.45 k W。

2.4 锅炉沸腾水流量计算

取壳程流体的出口气化率Xe=0.024, 则可计算出循环水的流量qm为:

2.5 换热面积的估算

对数平均温差Δtm的确定:

假设传热系数K=605 W/ (m2·k) , 则可估算出传热面积AP:

2.6 列管参数的确定

本设计管式反应器的列管选用Ф38×2 mm的无缝钢管, 材质为镉镍不锈钢, 设定管长L为4000 mm, 采用单管程, 则根据传热面积以及管长来确定传热管数目NT:

由于在传热过程中要考虑到传热的热损失和传热裕度, 因此取NT=2500。

2.8 合成塔壳体的确定

合成塔内管子分布宜采用同心圆进行排列, 按以下计算壳体内径:

带入数据可以计算得到:a=29, b=59, 钢管采用Ф38 mm×2 mm的双相不锈钢换热器管时, t=48 mm, 则:D=48× (59-1) +3×48=2898 mm, 圆整取的D为3000 mm, 气体在管内的流速为ui, 则:

2.9 壳体内折流板和接管的确定

为提高传热效率, 壳程设置折流板, 型式采用弓形折流板, 为防止形成换热死区, 折流板圆缺高度取壳体直径的25%, 那么去除的高度h为:h=0.25×3000=750 mm;折流板间距B确定为:B=0.3D=0.3×3000=900 mm, 折流板数NB为:取NB=5, 其间距调整为800 mm。

合成塔壳程流体进出口接管规格的确定, 设定管内水的流速为u1=2.5 m/s (用4个进管将锅炉沸腾水导入合成塔) , 那么接管内径尺寸D1就可以计算如下:

取接管内径D1为300 mm, 选标准无缝管规格为Ф325 mm×10 mm, 管程流体进出管接口流速u2=17 m/s, 则接管内径D2为:

取管程接口内径D2为450 mm, 选标准无缝管规格为Ф500 mm×25 mm[3]。

3 塔体工艺设计计算参数核算

3.1 传热系数的计算

管外传热系数α0的确定:

管内表面传热系数αi:

由于qm=17.0 kg/s, G=7.4 kg/ (m2·s) , 则雷诺系数Re按下式计算:

可得到αi=160.3 W/ (m2·K) , 则总传质系数Kc按如下公式计算:

则得到Kc=707.06 W/ (m2·℃) 。

3.2 传热面积核算

需要的传热面积Ac按照下面的公式计算:

实际传热面积A实按照下面的公式计算:

则面积裕度H为:

因此, 传热面积合适[5]。

3.3 催化剂用量的确定

根据本设计设定的入塔空气速为12000 h-1, 该合成塔的入塔气量为298357.02 m3/h, 所以催化剂的用量为V, 可以通过以下公式计算来确定:

4 结论

通过上述对30万吨/年焦炉气制甲醇项目甲醇合成塔工艺设计案例的设计分析, 对于不同工作条件下的甲醇合成塔设备工艺设计都具有相同的设计计算程序, 目前在工艺计算方面多采用anspen软件进行模拟, 提高了设计计算效率, 但作为最原始的手算工艺设计也是必须掌握的技能之一, 用它来验证设计结果很有必要, 在工程设计上值得推广。

摘要：以30万吨/年焦炉气制甲醇项目各工序的压力、温度、介质成分、流量等工艺条件, 确定合成塔设备排热量及结构形式。甲醇合成塔又称甲醇合成反应器, 是甲醇装置中的核心设备之一, 也是合成工段中最关键的设备, 合成塔为立式绝热管壳型反应器, 管内装有C306型低压合成甲醇催化剂, 本设计的目的是按照工艺要求设计甲醇合成工段甲醇合成塔, 为压力容器设计提供理论依据。

关键词：煤制甲醇,合成塔,工艺设计,工艺参数

参考文献

[1]刘光启, 马连湘, 刘杰.化学化工物性数据手册[M].北京:化学工业出版社, 2002:980-981.

[2]冯元琦.甲醇生产操作问答[M].北京:化学工业出版社, 2004:87-89.

[3]匡国柱, 史启才.化工单元过程及设备课程设计.第二版[M].北京:化学工业出版社, 2008:67-78.

[4]韩滔, 聂杰, 安丰, 等.甲醇合成塔的设计[J].化工设备与管道, 2009, 46 (1) :8-11.

篇3：甲醇合成工艺的技术解析

关键词：甲醇合成甲醇合成工艺技术解析

甲醇是一种重要的化工原料，在我国化工领域、轻工领域、运输领域都有着广泛的应用，同时甲醇也是一种具有高效洁净能力的车用燃料，因此其也被广泛应用于运输领域和燃料电池的制造中。合成甲醇的材料，可以是固体如煤、液体如原油、气体如天然气等，从这些原料中去除其中含有的二氧化碳，使其成为一种CO和H2的合成气体，使用不同的催化剂，采用不同的合成工艺，形成粗甲醇。将合成后的粗甲醇进行精馏提纯的相关操作，得到精甲醇。

1 当前甲醇合成工艺发展简述

目前，世界上普遍采用铜基催化剂气相工艺ICI和Lurgi合成甲醇，该工艺虽然合成工艺方面较为简单，但是其最大的缺点在于无法合成精甲醇，即使能够合成精甲醇，其单程转化率也很低，其中含有大量的合成粗甲醇而且含水量较高，无法从根本上消除热力学对合成工艺的限制，造成了甲醇合成过程中成本高、耗能高等问题，因此，寻找合适的催化剂、如何使合成工艺进行简化并且降低合成成本是目前科学家们所面临的一个重要难题。

国外的甲醇装置，大多采用天然气作为主要原料，在合成技术上，以德国鲁奇公司、丹麦托普索公司、英国卜内门化工公司和日本三菱公司为先进的技术代表。近年来，虽然国际天然气市场的价格在不断浮动，但是国外的甲醇生产工业仍然能够较好的进行协议，力求将甲醇的生产成本降至最低。在我国，甲醇合成工艺得到了较为快速的发展，在原料和催化剂的选择上，也逐渐趋于合理化，通过不同的合成工艺，能够合成所需要的不同纯度的甲醇，应用于化工领域和其他领域中，促进了我国经济的不断发展。

2 甲醇合成工艺解析

2.1 甲醇合成工艺的比较

2.1.1 高压法 高压法(19.6-29.4MPa，300-400℃)是生产甲醇最早使用的一种方法，这种方法使用锌-铬氧化物作为催化剂。近年来，随着脱硫技术的不断发展，高压法逐渐通过使用铜系催化剂的方法来进行改善，能够有效的改善甲醇合成的条件，甲醇合成的数量。然而，由于高压法所采用的原料以及催化剂的消耗较大，反映温度较高，因此生成的甲醇中杂质的含量也较高，虽然进行了巨大的投资，但是其发现却仍然处于缓慢阶段。

2.1.2 低压法 低压法(5.0-8.0MPa，240-270℃)是在上世纪六十年代之后才广泛的发展起来，其主要采用活性较高的铜系催化剂，能够有效的减少副反应的发生，不仅有效的降低了能耗，同时也使甲醇的质量得到了很大的改善。另外，低压法所使用的工艺设备在制造方面也较高压法容易的多，降低了投资成本，因此低压法有着比高压法更加优越的特性。但是低压法却只适合于小规模的甲醇生产，随着甲醇工业化生产的规模不断加大，工艺管路和设备也必将向着更加庞大的趋势发展，这就促使了中压法的产生。

2.1.3 中压法 中压法(10.0-7.0MPa，235-315℃)使用新型铜基催化剂(Cu-Zn-Al)作为催化剂，这种催化剂具有较高的活性，中压法也是上世纪七十年代甲醇的生产工艺中常用的一种方法，其有着与低压法相似的生产工艺，但是却采用了具有高活性的催化剂，这使得合成的压力大大的降低，也使得压缩系统得到了简化，节约了大量劳动力、使得甲醇的生产成本大大的降低。

2.2 原料的选择 原料的选择方面，应当根据原料的资源状况进行确定。甲醇的生产原料主要以煤炭、石油、天然气为主。在国际油价大幅度上涨的情况下，石油和天然气的成本大幅增加，这时选择煤炭则是生产甲醇最好的选择。由于地理因素，我国具有丰富的煤炭资源，在未来甲醇生产工业中占据着主要原材料的重要位置。虽然以煤做为生产甲醇的主要原料，在生产装置方面的投资费用会高于使用石油或者天然气作为原料的装置，但是廉价的煤炭仍然使得甲醇的生产成本大大的降低，显著的提高了经济效益。因此，以煤作为生产甲醇的主要原料是未来甲醇生产工业发展的主要方向。

2.3 甲醇合成催化剂 早期所使用的ZnO-Cr3O3混合物，其活性较低，温度只能达到380-400℃，为了达到提高平衡转化的目的，需要将压力达到34MPa，这被称之为高压法。在20世纪六十年代，铜系催化剂Cu-Zn-A1203被开发出来，出现了英国ICI和德国Lurgi为代表的两种工艺，这两种工艺被称为低压法。由于对铜系催化剂的性能和反映结构同时进行了改进和提高，使得甲醇的生产工艺也得到了进一步的提高，也促进了甲醇工业化的发展速度。由于铜系催化剂对氯化物和铁都有着敏感的特性，因此在进行生产时应当注意将装置中的铁锈清除干净以后再进行生产。甲醇合成催化剂Cu-Zn-Al中氧化铝的作用是阻止Cu微晶与ZnO烧结，生成CuZn2O4尖晶石而失活；稳定高分散的Cu-Zn0催化剂体系，氧化铝簇团进入Cu晶格形成表面缺陷，通过上述作用，氧化铝维持了催化剂的物理性能和长周期化学活性，同位素动力学研究表明，甲醇的合成可以经由CO加氢或CO2加氢直接合成。为从根本上解决上述工业催化剂的缺点，力图找到低温、低压、低能耗、高活性和高选择性的合成甲醇催化剂，可以从以下二个方向进行改进:一方面是对制备方法进行改进或者是通过添加其它成分获取低压合成催化剂；另一方面是采用液相合成催化剂(碳基金属化合物)。

3 甲醇合成工艺的展望

低温合成甲醇技术，具有合成条件广泛、转化率高等特点，其合成的产品含水量较低甚至不含水；采用浆态床反应器能够增强热传递的效果，使温度得到更好的控制，因此其具有十分优越的特性以及创新性。低温法合成甲醇能够使甲醇合成工艺中的热力学限制的难题得到有效的控制，使甲醇转化率大幅度的提升，这是甲醇合成工艺的一个重要转折，对于甲醇合成工艺的发展以及煤间液化技术的发展都有着十分重要的推动作用。近年来，随着科技的不断发展，甲醇合成工艺也在不断的进步，催化剂的研究方面也取得了骄人的成绩。粉煤气化制甲醇联产合成氨尿素的创新技术已经问世，通过纯氧加压气化生产甲醇，甲醇弛放气联产合成氨、尿素，这也是对煤炭进行综合利用的一个重要表现，并且受到社会的瞩目。随着科学技术的不断进步，我国的甲醇合成工艺也必将向着节能、降耗的方向不断发展。

4 结束语

随着甲醇合成技术的不断发展，其在我国的应用也越来越广泛，我们应当坚持科学发展的理念，在合成工艺、原材料等方面不断的改进与创新，使甲醇生产成本得到有效的降低，促进我国甲醇合成工艺的不断进步。

参考文献：

[1]徐士彬.甲醇合成工艺的选用[J].中氮肥，2009，(02).

[2]郑鑫.甲醇合成工艺简析[J].民营科技，2009，(07).

[3]刘吉平.甲醇合成技术的发展[J].石油化工应用，2008，(06).

[4]樊建明，诸林，刘瑾.甲醇合成工艺新进展[J].西南石油学院学报，2005，(03).

[5]岳辉，雷玲英，胥月兵，陆江银.甲醇合成气生产工艺的研究进展[J].新疆石油天然气，2007，(03).

篇4：甲醇合成工艺范文

关键词：吲哚-3-甲醇,吲哚-3-甲醛,Vilsmeier-Haack反应,乙醇-水体系,硼氢化钠

吲哚-3-甲醇作为十字科蔬菜的自然食物成分, 对机体许多器官的肿瘤发生具有抑制作用, 对癌具有一定的化学预防作用, 并可使肿瘤多药耐药性逆转。

目前, 吲哚-3-甲醇的合成方法大多以吲哚-3-甲醛为原料, 在不同的反应体系中 (甲醇、乙醇、热水) 以不同的还原剂 (氢化锂铝、硼氢化钠、氢气等) , 还原吲哚-3-甲醛得到吲哚-3-甲醇。上述方法中, 产品色泽不好, 所用溶剂毒性较大, 产品收率低等缺点。本文以吲哚-3-甲醛为原料, 选择乙醇-水反应体系, 二氯乙烷萃取, 石油醚精制, 反应条件温和, 反应时间短, 所用溶剂均可回收套用, 减少环境污染, 收率可达85%。

1 实验部分

1.1 试剂与仪器

吲哚、氧氯化磷、N, N-二甲基甲酰胺 (DMF) 、氢氧化钠、乙醇、硼氢化钠、二氯乙烷、石油醚等, 均为分析纯。

三口烧瓶、低温真空干燥箱、熔点测定仪、高效液相色谱仪。

1.2 实验步骤

合成步骤如下所示:

以吲哚为起始原料, DMF为参与原料和溶剂情况中加入三氯氧磷反应制得吲哚-3-甲醛, 反应收率达到了97%。然后再以制得的吲哚-3-甲醛为原料在乙醇-水反应体系中, 加入硼氢化钠为还原剂制备吲哚-3-甲醇, 再用二氯乙烷和石油醚精制, 制得最终产品, 收率达到85%以上, 产品纯度99%以上。

1.2.1 吲哚-3-甲醛的合成

将321克DMF置于3000m L三口烧瓶中, 冷却至0℃, 于10℃以下滴加170克氧氯化磷, 瓶内液体变成粉红色;将117克吲哚溶于117克DMF中, 然后将此溶液于10℃以下滴入上述粉红色溶液中;滴加结束后, 在0-10℃条件下保温3h, 然后升温至35-40℃, 并在此温度下搅拌保温1h, 直至反应溶液变澄清亮黄色, 然后加入500m L冰水, 溶液变为透明的鲜红色, 温度维持在40℃以下, 滴入预先由440克氢氧化钠和1200m L冷水配制并冷却的氢氧化钠溶液, 前期缓慢滴加, 滴加约1/3溶液颜色渐变黄色, 然后快速滴加, 反应液颜色变为透明鲜红色, 此时p H为10, 然后升温至90℃左右保持回流10min;冷却至室温, 冰箱过夜, 过滤, 干燥, 得吲哚-3-甲醛粗品, 粗品用95乙醇精制得吲哚-3-甲醛成品。外观为淡黄色固体结晶粉末, 纯度99%以上, 熔点为97.1-97.3℃。

1.2.2 吲哚-3-甲醇的合成

将50克吲哚-3-甲醛和300m L乙醇-水置于500m L三口烧瓶中, 在室温条件下分次加入6.8克硼氢化钠, 加完后, 在室温下继续搅拌反应2小时, 反应时间结束后, 将反应液加入2倍量的水, 冷藏2小时, 过滤, 得吲哚-3-甲醇粗品。将过滤所得滤液用二氯甲烷萃取, 分离萃取相, 将吲哚-3-甲醇粗品溶于萃取相中, 加5倍体积的石油醚打浆精制, 过滤, 真空干燥, 得吲哚-3-甲醇精品, 纯度大于99.0%, 产率达85.0%。

2 结果与讨论

本文探讨了溶剂用量、原料配比、反应时间、反应温度等因素对产品纯度和收率的影响, 所得结论如下所示: (1) 投料量一定, 乙醇-水为溶剂, 对产品产率的影响。本实验选用6:4的乙醇-水体系下反应, 反应时间明显降低, 反应温度温和, 而且收率很高, 产品采用二氯乙烷溶解, 石油醚精制, 精制的原料可以回收利用, 大大降低了原料成本。而且产品外观无色, 产品纯度达到99%以上; (2) 原料配比对产品产率的影响。本文选定原料吲哚为固定量, 考察了硼氢化钠和溶剂的用量, 硼氢化钠为0.7g时反应的收率最好, 溶剂为30ml时最适合反应的进行; (3) 反应温度对产品产率的影响。同时考察了温度对反应收率的影响, 温度为30℃时反应收率最高, 过低或过高都不利于反应的进行。

本文同时对乙醇-水反应溶剂进行了套用, 结果表明并不影响反应的进行, 同时也有反应时间的迹象, 所以反应溶剂的套用在本实验中是可行的。同时又对石油醚和二氯乙烷的精制液按一定比例进行了重复使用, 也表现出了优良的重复性, 这样既可以大大降低了生产成本, 同时也对环境友好。

3 结语

综上所述, 以吲哚-3-甲醛为原料, 选择硼氢化钠为还原剂, 乙醇-水 (配比6:4) 为反应溶剂, 反应温度为30℃, 反应时间为2小时, 所得吲哚-3-甲醇粗品, 经二氯乙烷萃取, 石油醚重结晶, 避免使用苯、甲苯等有毒溶剂, 产品纯度高达99.0%, 产率可达到85.0%。本法反应条件温和, 操作方便, 所用的溶剂均可以回收套用即缩减了生产成本, 也避免了环境污染。

参考文献

[1]沈新安.吲哚-3-甲醇的合成[J].现代化工, 2008, 6:43-45.

[2]徐继红, 楼亚敏.吲哚-3-甲醇防癌作用研究进展[J].浙江医科大学学报, 1998, 27 (6) :284-286.

篇5：甲醇合成工艺范文

关键词：甲醇合成工艺；技术特点；煤矿资源；煤化工产业；能源紧缺

中图分类号：TQ223 文献标识码：A 文章编号：1009-2374（2014）33-0082-02

1 常见甲醇合成工艺现状及其技术特点

1.1 甲醇的发展现状

甲醇在我国的发展最早开始于1957年，经过几十年的发展，我国陕西榆林天然气公司、上海焦化有限公司等地拥有甲醇生产装置的生产能力达到200kt/a，除此之外，苏里格天然气化工股份有限公司还有用一套生产180kt/a的甲醇生产装置。随着甲醇生产技术的发展，我国甲醇生产技术越来越高，生产工艺逐步成熟，生产规模渐渐扩大，特别是现如今的甲醇柴油、汽油等的出现成为一种经济、技术的代用燃料。在1998～2005年之间，尽管我国的甲醇总产量会平均增长19.8%，但是我国甲醇生产装置生产效率不高。从2003年开始，整个甲醇市场逐步走高，因此导致了对甲醇需求的增加，甲醇的价格也逐步提高。但是我国的甲醇生产技术存在许多问题，除了甲醇生产成本高之外，还有甲醇生产装置的规模较小、缺乏市场竞争力等，由此造成了甲醇的开工不足。现如今，甲醇生产已经成为我国重点发展工业，着重对大型甲醇项目进行建设，据统计我国甲醇在建项目的生产能力已经达到10000kt/a以上。

1.2 甲醇的合成方法

目前国内外大规模工业生产甲醇的方法主要有高压法（德国巴斯夫公司）、节能型低压法（丹麦托普索公司）、MGC低压法（日本三菱瓦斯化学公司）、中压法、低压法（德国鲁奇公司及美国卜内门公司）。我国目前来说，引进装置大多采用低压法，小规模甲醇生产装置则主要采用高压法。低压法与高压法相比，具有设备费用低、产品纯度高、操作费用低、能量消耗少的优点。所以，在国内采用低压法生产甲醇的企业较多，且还改进了催化剂的性能，取得了较好的发展。

1.2.1 鲁奇渣油联醇法。甲醇生产方法中的鲁奇渣油联醇法是一种较为成熟的生产技术，它的最大特点就是能够将能源进行最大程度的利用，且热利用率较高。在我国，齐鲁石化公司的甲醇生产采用的正是鲁奇渣油联醇法。

1.2.2 中压法。中压法在工艺过程上与低压法几乎是相同的，区别就在于其在综合指标和投资费用上都要略高于低压法，目前来看，日本三菱瓦斯化学公司、丹麦托普索公司目前都已经在中压法方面取得了较大的进步。

1.2.3 ICI低压法。ICI低压法是当前世界甲醇生产工业所大量被采用的生产方法，这种甲醇生产方法不仅操作可靠，且生产出的产品纯度很高。其生产过程主要为精馏、合成、脱硫、压缩、转化，可以充分利用反应热。

1.2.4 德国巴斯夫公司的高压法。德国巴斯夫公司的高压法曾经是最早实现甲醇大规模生产的方法，但是这种生产方法消耗大、操作条件要求较高、成本高，现阶段渐渐被低压法、中压法所替代。

1.3 固定床甲醇合成工艺

1.3.1 轴向反应器甲醇合成工艺。甲醇合成工艺中的轴向反应器至今仍是在世界范围内被应用最多的甲醇合成技术，这项合成技术对煤质的适应性较好，稳定性能较强。近些年，全球各国为了降低能耗，提高甲醇生产效益，纷纷对轴向反应器进行了升级改造，以顺应当前时代的发展。而我国亦是在轴向反应器方面研究较多，当前我国最常见的改造轴向反应器的方法是增设冷管式与复产蒸汽合成塔，这样可以降低消耗，提高煤转化率，进而提高甲醇的产量。

1.3.2 径向反应器的甲醇合成工艺。甲醇合成工艺中的径向反应器具有消耗低、转化率高以及产量大的特点。现如今，这项甲醇合成技术已经成为我国甲醇合成技术的研究热点之一。首先大型径向反应器的建设有助于提高产业效益，使其向规模化发展。其次，我国的径向反应器不能只依赖进口，此项技术的发展有助于我国甲醇合成技术的发展进步。目前，我国关于径向反应器的主要研究方向为提升径向反应器化学反应与催化剂的效能。

1.4 浆态床甲醇合成技术

浆态床甲醇合成技术具有可操作性强、对合成气适应性好的优点，同时还解决了固态床在高浓度催化剂与高气速操作条件下存在的性能不稳以及出产量不足的缺陷。这种甲醇合成技术发源于美国，现阶段这种技术在我国的研究较少，处在初步应用阶段。

2 热点领域与新技术

2.1 滴流床甲醇合成工艺

固定床、浆态床的优点都可以在滴流床甲醇反应器上体现出来，滴流床甲醇合成工艺中的液体与气体均匀分布在催化剂颗粒中，液体与气体可以自上而下地运动，形成固体层，这样可以提高产出效率。现阶段，持液量的控制、加氢以及降压等环节是我国研究滴流床甲醇反应器的主要方向，由于其温差小，转化及合成率高，因此成为甲醇合成工艺中较为理想的一种。

2.2 超临界相介质工艺

现阶段一种新的甲醇合成技术出现，这种新技术主要是通过克服不同性质之间的传递阻力来降低消耗，提高甲醇转化率、反应效率以及充分性，由于是在超临界状态下进行甲醇合成的，这种技术被称为超临界相介质甲醇合成工艺。这种甲醇合成技术最大的特别之处在于可以利用有机溶剂，降低温度，提高催化效率，降低能源的消耗。超临界相介质中的甲醇合成研究在我国开展的时间较早，经过发展积累了一定的经验技术，这种技术早期被应用在浆态床的技术改进上。现阶段，超临界相介质甲醇合成工艺的研究主要在气液性质、超临界流体、超临界二氧化碳介质等方面。

2.3 膜反应工艺

关于膜反应的甲醇合成工艺在国外已经有了较多的研究，采用膜反应工艺可以提高反应速度，提高转化率且可控性较好。而我国的膜反应甲醇合成工艺方面的研究主要是在膜反应器设计以及膜材料的制备上，这种技术在我国大规模使用还需要一段时间。膜反应的甲醇合成工艺相比较超临界质工艺，具有更强的操作性，是在膜反应基础上发展起来的，主要包括两种技术原理：一种是通过置密膜，控制氢气通过量，提高催化剂作用效率，最终使反应器达到最佳反应状态，降低损耗，提高产出率；另一种是通过将产物及时转出，以降低产物对反应器的影响，维持反应器内部化学平衡达到最佳状态，提高产出率。

2.4 其他工艺

甲醇的其他生产技术主要包括整体煤气化联合循环系统、多联产系统、放热反应与能源密集型的吸热反应耦合系统、制气系统与传统甲醇循环耦合系统等。从这些技术可以看出工艺耦合、技术集成、绿色节能、巨型化是未来甲醇合成工艺发展的一个新趋势。

3 结语

现如今，甲醇合成已经成为煤化工的关键技术之一。但是在我国，甲醇合成设备较为落后，没有及时进行设备的更新。目前，我国为了提高甲醇合成效率，减少污染，降低消耗，已经着手推进煤化工企业现行的甲醇合成技术。智能化控制以及节约化补充设计是甲醇合成技术主要需要改进的两项技术。智能化设计主要是为了实现甲醇合成的全程控制，保证精确生产、降低消耗、提高转化率。而节约化设计是为了节约电能、煤炭资源，将甲醇合成运行过程中的消耗降低。因此，提升改造传统甲醇合成技术，创新发展现代甲醇合成工艺是今后煤化工企业主要研究发展的方向。

参考文献

[1] 肖珍平.大型煤制甲醇工艺技术研究[D].华东理工大学，2012.

[2] 闫晋慧.煤制甲醇工艺研究[J].化工管理，2014，27（3）.

[3] 张丽平.甲醇生产技术新进展[J].天然气化工，2014，39（1）.

[4] 贾让平，杨家彬，李生辉.甲醇合成的影响因素[J].化学工程与装备，2013，42（9）.

篇6：甲醇合成工艺范文

1 甲醇合成工艺过程分析

近些年来,随着我国化工生产水平的提高,化工生产中对甲醇需求量越来越大。2016年,甲醇市场呈现持续增长趋势,今年市场报价达到1852元/吨,而且呈现上涨趋势,部分地区已达到1940-1960元/吨左右。

为提高甲醇生产水平,解决甲醇供求问题,研究甲醇合成工艺具有重要意义。我国煤炭资源丰富,所以甲醇原料多采用天然气和煤,生产工艺分为:单产甲醇和联产甲醇两种。甲醇合成工艺流程长,工艺复杂,具体生产中不同净化方式,不同原材料,工艺流程存在一定差异,所使用的设备与催化剂也会不同。以天然气为原料的工艺技术有:气流床气化炉技术、固定床气化技术、流化床气化技术等。而以煤为原料的工艺技术有:高压技术、催化技术、粉煤纯气化工艺、水电解制氢联合成气工艺等,工艺流程包括:原料气制造、原料气净化、甲醇合成、粗甲醇精馏等工序。具体生产过程要根据生产要求,使用多种催化剂进行脱硫净化。

2 甲醇合成操作控制优化分析

甲醇合成如操作控制不当,会造成催化剂活下下降,导致精馏不达标,影响产品合格率,增加生产成本,甚至带来一系列安全问题。因此,有必要进行甲醇合成操作控制优化。具体优化过程中,应从设备优化、工参数优化等多个方面入手。

从参数优化方面来看,影响甲醇合成的主要工艺参数有:压力、催化剂温度、合成速率、气体组合、循环比等等。从压力方面来看,生产中高压与低压对应的生产工艺参数是不同的,对合成率和产量都有影响,压力控制非常重要。实践证明,高压对甲醇合成有利,在合成操作控制流程中压力每提高1%,产率也会相应提高1%,甚至更高。因此,在工艺参数优化设计中,必须对压力进行考虑,根据实际情况适当提高压力,从而提高甲醇产率。另外,催化剂温度也是影响合成率的工艺参数,甲醇合成操作控制中应适当调整催化剂温度,提升合成率。但不易大幅度提升,大幅度提升不仅无法达到提升合成率的效果,反而会影响正常合成,影响产率。气体组合工艺参数优化中,应适时排放惰性气体,提高反映速率,从而增加参与合成反映气体有效浓度,来提高甲醇浓度,进一步提高产率。但仅进行工艺参数优化并不够,还应进行设备优化,确保合成装置符合工艺要求,提高甲醇产量和品质,避免因合成装置导致的产量下降和产品质量不达标问题。设备优化中,尤其要对合成反应器提高重视,若合成反应器出口温度下降,合成压气机压差增大,将直接导致超压现象,增加设备能耗,造成生产成本增加,而且还会提高设备故障率。因此,具体优化中,要保障其他工艺参数稳定前提下,适当提高气含量,避免因合成反应变差引起的系统压力上涨问题,通过控制净化气CO2含量的方式,避免含量波动影响催化剂,对催化剂进行保护,使催化剂温度保持合格范围。另外,应对甲醇分离器进行控制优化,避免液位过高引起催化剂温度下降,导致合成速率下降的问题。因此,甲醇分离器控制方面,应控制液位。合成压气机优化方面,应对入口压力进行优化,避免在合成过程中应入口压力上升,导致净化气反映变差问题,确保气化供需稳定性,从而提高甲醇产量。

3 结束语

甲醇是重要化工生产原料,对于工业发展有着重要意义,被广泛应用到各个领域当中。随着社会对甲醇需求量的增大,对生产质量要求的提高,使得加强甲醇合成操作控制优化显得非常迫切。通过合理优化,不仅能提高甲醇合成品质,同时还能提高产能。在具体的优化中,应从工艺参数优化与合成装置优化两方面来考虑。

参考文献

[1]于德玲.甲醇合成工艺的增产、节能、减耗的工程分析和工程实践[D].华东理工大学,2014,13(11):119~124.

[2]陈绍武.改进生物地理学优化算法及其在甲醇合成转化率软测量的应用[D].华东理工大学,2014,19(14):132~136.

篇7：甲醇合成工艺范文

关键词：丙酮；甲醇；萃取精馏；合成；模拟

中图分类号：TQ028

文献标志码：A

文章编号：1672-1098（2016）04-0006-04

当混合物组分之间的挥发性相近并且形成非理想溶液，组分间的相对挥发度可能小于1.1，采用常规精馏分离就可能不经济，若组分间形成恒沸物，仅采用常规精馏达不能实现相应组分的锐分离，这种情况可考虑采用强化精馏来实现相应组分之间的分离。强化精馏包括萃取精馏、变压精馏、反应精馏、均相及非均相恒沸精馏等，其中萃取精馏是采用相对高沸点的溶剂改变混合物的液相活度系数，从而增大关键组分的相对挥发度以有利于分离，若进料为具有最低恒沸点的恒沸物，则溶剂从进料板之上、塔顶之下某适当位置加入，这样流向塔底的液相中都存在溶剂，并且气提到塔顶的溶剂少；若进料为具有最高恒沸点的恒沸物，则溶剂和进料从同一块进料板入塔。溶剂不可与组分间形成恒沸物，从萃取精馏塔底部出料后还需进一步分离，循环使用。

本文采用萃取精馏法，对丙酮一甲醇混合物流股进行了分离过程的合成与模拟计算，合成的流程和模拟计算结构可以作为此物系实际分离过程设计和操作过程的指导或参考。

1.混合物性质及溶剂和物性方程

丙酮和甲醇的正常沸点分别为56.2℃、64.7℃，在1atm下，丙酮和甲醇形成最低恒沸物，最低恒沸点为55.7℃，恒沸物组成为80%mol丙酮。水的正常沸点是100℃，而且在常压下，水不与丙酮和/或甲醇形成二元或三元恒沸物，丙酮一甲醇一水的蒸馏残留曲线图表明，丙酮一甲醇恒沸物与水混合蒸馏进程为从恒沸物组成点指向纯水，没有蒸馏界限存在，这种情况非常适合采用萃取精馏的分离方法。由于物系含有极性组分，操作压力为常压，本文选用基团贡献法物性方程UNIFAC计算液相组分的活度系数，相应气相物性方程为理想气体状态方程。

2.混合物分离过程合成与模拟

丙酮一甲醇在常压下形成恒沸物，仅采用普通精馏方法不能得到纯净的丙酮和甲醇组分，许多研究者对采用强化精馏技术分离此类恒沸物进行了研究。由于丙酮一甲醇混合物流股的组成为丙酮含量为75%，进料组成与恒沸物组成接近，因此分离过程流程合成的第一个塔采用萃取塔。若进料组成偏离恒沸物组成较远，则第一塔需要采用常规精馏塔将进料分离为一较纯组分塔底产物丙酮（当进料组成小于80%mol丙酮时）和接近恒沸物组成的塔顶产物，或将进料分离为一较纯组分塔底产物甲醇（当进料组成大于80%mol丙酮时）和接近恒沸物组成的塔顶产物，此种情况下，整个流程为三塔结构：即常规精馏塔一萃取精馏塔一常规精馏塔（用于分离溶剂和回收另一组分）；本文整个流程只需要两塔结构：即萃取精馏塔一常规精馏塔。

2.1分离过程合成与模拟方法

整个流程确定为两塔结构以后，接下来的任务是着手对萃取精馏塔和溶剂回收塔作详细设计。采用试探法合成萃取精馏塔，运用Aspen Plus 11.1作为设计模拟工具，通过多次尝试计算，最后确定采用30块理论板（包括塔顶全凝器和塔底再沸器），溶剂进料板为第7块（从上往下数），丙酮一甲醇混合物进料板为第13块，回流比为4，塔顶产物31.226mol/s，可以得到较为纯净的丙酮产物；溶剂回收塔为简单精馏塔，采用Aspen Plus 11.1中的简捷法设计模块DSTWU进行设计，采用16块理论板（包括塔顶全凝器和塔底再沸器），进料位置为第12块，回流比为3，塔顶产物流量为10mol/s，可以得到较为纯净的甲醇产物和溶剂产物。

2.2流程结构图和模拟计算结果

整体流程结构如图1所示，EXTR-DIS为萃取精馏塔，共有30块理论板，SOLV-REC为溶剂回收塔，共有16块理论板。其中1为补充新鲜溶剂水进料，6为循环水物流，1和6两个流股均从第7块理论板加人。2为丙酮-甲醇混合物进料，进料位置为第13块理论板。3为萃取塔顶产物丙酮，4为萃取塔底产物（水和甲醇混合物，含微量丙酮），4作为溶剂回收塔进料，从第12块理论进入，5为溶剂回收塔顶产物甲醇，6为溶剂水循环物流。

表1给出了分别对萃取精馏塔和溶剂回收塔模拟计算的主要结果。其中精馏塔总效率计算采用OConnell关联式：E_o=50.3（αu）_-0.226，相对挥发度采用塔顶、塔底和进料板条件下的几何平均值（没有单位），u为进料粘度，单位采用cp；塔板内径计算中采用Fair关联式计算液泛速率，接近液泛分率取0.8。需要特别指出的是，对萃取精馏塔进行效率估算时，进料粘度采用1和2两个进料流股的几何平均值，关键组分丙酮一甲醇的相对挥发度采用塔顶、进料1和2以及塔底四个位置相对挥发度的几何平均值。

由图2知，萃取京馏嗒顶丙酮浓度达到95.5%，第7块板上丙酮浓度突降，这是因为溶剂水的加入稀释的结果，丙酮一甲醇混合物进料后丙酮浓度略有上升，可见进料对丙酮组分液相浓度有少许增浓作用，往下到20块板以后，丙酮浓度开始加速下降，到再沸器中只有微量丙酮存在，可见这一段对丙酮具有明显的气提效果；溶剂水浓度的变化趋势正好与丙酮的变化趋势相反，这是因为水是最难挥发的组分，丙酮是最容挥发的组分；甲醇的浓度分布由丙酮和水的浓度分布差减法确定，在第28块板处出现最大值，高浓区在塔的中下部。

溶剂回收塔内的液相浓度分布为常规精馏塔典型的浓度分布模式，此处不再给出，塔顶产物甲醇含量99.8%，塔底产物中水含量达到99.9%。最后要特别说明的是：以上计算结果均为对两塔单独模拟的结果，萃取精馏塔溶剂进料为60mol·S^-1，实际操作溶剂循环时，补充大约1mol·S^-1溶剂即可达到模拟计算的分离效果，因为其中有59mol·S^-1的水循环。

3.结论

以水作为溶剂，采用试探法合成了丙酮一甲醇（75%mol丙酮）混合物萃取精馏分离流程的两塔拓扑结构，采用Aspen Plus 11.1对两塔分别进行了模拟计算，得到如下结论：

1）萃取精馏塔30块理论板，补充新鲜溶剂和循环溶剂均从第7块板加入，丙酮一甲醇混合物流股从第13块板加入，回流比4（m01），塔顶丙酮浓度达到95.5%，回收率达到99%；

2）溶剂回收塔16块理论板，进料板为第12块，回流比3（mol），塔顶甲醇浓度达到99.8%，塔底产物水含量达到99%；