探讨甲醇合成的路线及新进展

探讨甲醇合成的路线及新进展

摘 要：文主要探讨了甲醇合成的各种路线及新进展。合成气合成甲醇是现行的主要工艺路线，而甲烷氧化法、二氧化碳加氢法是甲醇合成路线的研究热点。

关键词：甲醇 合成 进展

合成甲醇是煤化工技术在能源转换背景下研究开发的，其宗旨是以水煤气为原料，扩大炭资源的使用范围，缓和石油危机。随着天然气资源的大量开发，加之天然气转换合成气技术日益成熟，使以天然气为原料经合成气合成的甲醇比以煤炭为原料经合成气合成的甲醇在市场上更具竞争力。因此在合成甲醇的原料中，用得最多的是天然气。70年代，大型甲醇厂均以天然气为合成甲醇的原料。但是到80年代末，随着生产规模的日益扩大，以煤合成甲醇的成本大幅度降低，与天然气合成甲醇相当，所以在近几年来又有回到煤合成甲醇的趋势，预计未来甲醇合成工业仍以煤炭资源为主。

一、氯甲烷水解

在常压、温度为573～620K 的操作条件下，氯甲烷在碱性溶液中可以水解制取甲醇。

氯甲烷的转化率为98%，甲醇得率为67%。该工艺虽然简单，同时又是令人所期望的常压操作，甲醇产率和氯甲醇的转化率也比较理想，但是迄今为止此法尚未得到工业应用。其原因是氯甲烷是以氯化钙的形式损失，成本太高。尽管如此，这还是实验室制备甲醇的一种常用方法。

二、甲烷氧化工艺

甲烷可以直接氧化合成甲醇， 在热力学上是可行的， 分为催化选择性氧化和非催化氧化两种方法。

1.催化氧化法

目前催化氧化的工艺技术是基于天然气蒸汽转化即部分氧化成甲醇后再部分氧化成合成气。但是，由于活化甲烷分子比较困难，所以氧化甲烷的条件很苛刻。鉴于甲烷氧化为甲醇后又极容易再度氧化成二氧化碳和氢气，所以从热力学上考虑，目的产物甲醇是不稳定的。因此，选择甲烷氧化制甲醇的催化剂必须具备高的选择性，同时又具有较好的稳定性[1]。一般的催化剂随温度的升高，甲烷的转化率升高，而甲醇的选择性则降低。典型的较理想的催化剂的转化率只有5%，甲醇的选择性只有50%，其他产物主要是甲醛、甲酸，约占40%。

2.间接氧化法

甲烷无催化剂直接选择氧化制甲醇的研究始于1980年，Francis[4]Michael[5]等人作了大量的工作，他们在1992年分别各自研究了没有催化剂存在条件下，如何控制甲烷部分氧化成甲醇。他们认为，该法能够大量降低投资和能耗，但控制条件较为苛刻。原料中不宜存在某些烃类，否则将降低转化率，氧含量宜在8%左右，过小则转化率降低，过大则氧化过度，操作条件在644～755K，9Mpa，宜采用小直径反应器。所得甲醇收率（摩尔分数）为217%， Hunter 等人在温度为723K、6MPa的压力操作条件下，所得收率（摩尔分数），可达8～9%。据报道经济可行的转化率（摩尔分数）为10～15%。

三、生物催化氧化法

除了甲烷选择控制催化制取甲醇外，国内中科院兰化所尉迟力[8]等对甲烷生物催化氧化制甲醇进行了研究，据报道加氧酶的活性可为1kg酶1h生产2.02kg

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