【摘 要】本文对目前国内外主要甲醇合成工艺进行了简要介绍。

　　【关键词】甲醇合成 工艺概述

　　中图分类号：J523 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2013）35-180-01

　　1、概述

　　甲醇工业化始于20世纪初，1923年德国BASF公司首先建立了一套采用Zn-Cr催化剂、合成压力为30.0MPa、规模为300吨/年的高压法甲醇生产装置。20世纪60年代，甲醇工业随着选择性好、低温活性高的铜基催化剂开发成功而取得重大进展。1966年英国ICI公司研制成功Cu-Zn-Al催化剂后，推出ICI低压甲醇合成工艺，在所属 Billingham工厂建立了工业化装置；1971年德国Lurgi公司成功开发出采用活性更高的Cu-Zn-Al-V催化剂的另一著名低压法工艺-Lurgi工艺；此后，世界各大公司竞 相开发了各具特色的低压法工艺技术。

　　2、国外工艺技术概况

　　当今大型工业化甲醇合成工艺基本上采用气相合成工艺，大型化甲醇反应器和催化剂都在迅速发展。当今世界占主导地位的大型甲醇合成专利技术有戴维、鲁奇、托普索、卡萨利、三菱瓦斯及英国克瓦那等。

　　2.1 Lurgi低压甲醇合成工艺及反应器

　　Lurgi低压甲醇合成工艺采用列管式反应器，CuO/ZnO基催化剂装填在列管式固定床中，反应热供给壳程中的饱和锅炉水产生中压蒸汽，反应温度通过控制反应器壳程中饱和水的压力来调节，操作温度和压力分别为250～260℃和5～10MPa。合成气由天然气、石脑油用蒸汽转化法或部分氧化法以及煤气化制取，它与循环气一起压缩，预热后进入反应器。Lurgi工艺可以利用反应热副产压力较高的中压蒸汽。

　　2.2托普索（TopsФe）甲醇合成反应器

　　托普索采用沸水式甲醇合成塔。合成塔内有数根垂直的列管，列管内装有使CO和H2反应生成甲醇的催化剂。反应产生的热量由包围在管外的沸水有效的移除。由此产生的蒸汽在合成塔外的汽包内进行分离，水通过自循环回到合成塔内。换言之，没有能量用于冷却液体的循环。在甲醇合成塔的设计中，托普索运用了先进的FEM计算工具使得可以采用灵活的管板设计。相对于传统的计算方法，这种方法显著减少了所需管板厚度。使合成塔更便宜且能设计更大的单线产能。

　　2.3卡萨利新型等温甲醇合成反应器

　　Casale在激冷式及其他成功的等温合成反应器的基础上研制开发了新型等温甲醇合成反应器（I.M.C反应器），该反应器为板式换热式反应器。催化剂装填在浸入式的板式换热器间，反应热由供给的锅炉给水直接带走并副产中压蒸汽，操作温度240～250℃。I.M.C甲醇合成反应器具有列管式等温反应器的优点，同时，由于其板式换热器高效的结构特点，还具有以下的一些优点：

　　具有较高的转化率；

　　合成圈的阻力降及循环倍率均较小，能耗较低；

　　需要的催化剂装填量较低；

　　同等规模反应器直径较小，适用于大规模及超大规模工业化要求；

　　Casale合成塔的缺点是催化剂筐需要更换，催化剂装卸复杂；锅炉水循环需专设锅炉水循环泵，能耗增加。

　　2.4戴维（Davy）甲醇合成径向反应器

　　近几年，DAVY（ICI）公司针对百万吨级甲醇装置专门开发了径向流蒸汽上升式甲醇合成器（SRC），其主要特点是催化剂装填在壳侧，原料气从中心管进入，并从中心向四周辐射流动。该工艺要求在反应器之前设置保护床，对合成气进一步净化。该工艺的主要特点为采用气体径向流动、蒸汽上升、合成器串/并联结构；气体沿径向从内到外通过催化剂床层，压力降较小；锅炉给水从反应器底部进入，通过环管排布、竖向的列管束向上流动，产生中压蒸汽带走反应热，通过控制蒸汽压力来控制催化剂的床层温度，温度分布接近等温。目前已有多套大型甲醇装置采用该工艺技术。

　　3、国内工艺技术概况

　　国内在甲醇技术的开发和工业化也已有几十年的历史，但生产规模较小。近些年，随着南化、西南化工研究院和南化研究院的低压甲醇合成催化剂的开发成功，甲醇合成技术开发取得了长足的进步，特别是华东理工大学开发的管壳外冷-绝热复合式固定床催化反应器、杭州林达化工技术工程公司开发的低压均温合成甲醇反应器均有工业运行业绩。

　　3.1华东理工大学管壳外冷-绝热复合式固定床催化反应器

　　华东理工大学开发的管壳外冷-绝热复合式固定床催化反应器充分发挥了鲁奇管壳式反应器的优点，又克服了鲁奇的缺点，同时节省了大量的投资。

　　工业生产情况表明，华东理工大学开发的甲醇合成系列反应器结构合理，催化剂装卸方便；催化床温度调节简单，床层温度平稳；催化剂使用寿命长，可达3年；回收高位能热量，副产蒸汽1.1吨/吨甲醇；甲醇产品质量好。

　　3.2林达横向管式甲醇合成塔

　　杭州林达化工技术工程公司成功开发了世界首台卧式水冷甲醇塔。合成气由左侧入塔，经导流板引至催化剂层上部，通过分布板使气体均匀分布至催化剂层自上而下进行甲醇合成反应，反应后的气体在塔底汇合，并从右底侧出塔；循环水左下部入塔，在换热管内呈横向流动与管外催化剂、反应气错流换热，吸热后饱和水汽化形成汽水混合物，出塔后在汽包中进行汽液分离。催化剂层温度可以通过汽包压力来调节控制。

　　林达横向管式甲醇合成塔具有如下特点：移热能力强；反应热利用率高，副产中压蒸汽；催化剂用量小；循环比小；合成塔阻力小；粗醇副产物少等。

　　4、结论

　　目前，国内外甲醇合成工艺众多。国外甲醇合成技术包括Lurgi低压甲醇合成工艺及反应器、托普索（TopsФe）甲醇合成反应器、卡萨利新型等温甲醇合成反应器、戴维（Davy）甲醇合成径向反应器等；国内甲醇合成技术包括华东理工大学管壳外冷-绝热复合式固定床催化反应器、林达横向管式甲醇合成塔等。