工业甲醇的生产方法是什么?
工业甲醇的生产途径多样,早期的木材蒸馏法已不再适用于现代工业生产,尽管氯甲烷水解法理论上可行,但由于成本高昂,未在大规模工业生产中使用,目前主流的甲醇生产方式是甲烷的部分氧化法,虽然工艺简便且投资较少,但在实际操作中掌握难度大,原料与产品损耗较高,因此尚未实现工业化,由于其潜在优势,国际上的相关研发工作仍在继续。
当前,广泛使用的工业甲醇生产方法是一氧化碳和二氧化碳在高压下,借助催化剂进行氢化合成,这涉及原料气制造、净化、甲醇合成及粗甲醇精馏等多个步骤,原料来源广泛,包括天然气、石脑油、重油、煤炭及其衍生物如焦炭、焦炉煤气、乙炔尾气等,不同的原料可能需要特定的预处理手段,比如天然气和石脑油需经过蒸汽转化,而重油则可能摘用部分氧化或气化的方式。
甲醇合成过程中使用的催化剂,如天然气和石脑油转化催化剂以及甲醇合成催化剂,易受硫化物影响而失活,因此需要进行气体脱硫处理,脱硫方法分为干法和湿法,前者设备简单但效率较低,后者包括物理吸取、化学吸取和直接氧化等多种形式。
甲醇合成是在高温高压环境下,催化剂作用下的复杂反应过程,随着催化剂技术的进取,现在的趋势是从高压逐渐转向中压甚至低压,生产出的粗甲醇含水量和其他杂质,需通过蒸馏和化学处理进行提纯,这包括除掉二甲醚等挥发性物质,以及调整pH值来消除难以分别的杂质。
整个甲醇生产流程长,工艺复杂,可依据原料种类和净化方法的不同衍生出多种工艺路线,具体来说,高压法、中压法和低压法各有特征:高压法以锌铬催化剂在300-400℃、30MPa条件下合成,历史悠久但设备复杂;中压法是在低压法基础上发展而来,压力约10MPa,旨在降低成本;而低压法则是英国ICL公司在1966年推出的创新技术,降低了操作压力至5MPa,显著减少了设备尺寸。
天然气、煤和焦炭、油品等都可用于甲醇生产,天然气甲醇生产通常通过蒸汽转化,产出的气体需进一步处理以调整比例,煤和焦炭的气化过程会产生高氢低碳的气体,需要通过变换和脱碳来调整,石油制品如石脑油和重油可通过蒸汽转化或部分氧化生成甲醇原料气,但重油的处理更为复杂,需要考虑其高碳氢比的问题。
联醇生产则是甲醇与合成氨联合生产的方式,通过铜氨液往除气体中的微量碳氧化物,优化了生产流程,降低了能耗并提高了产品行量。
工业甲醇的生产过程涵盖了多种原料抉择、转化技术以及精美的后期处理,每个环节都需要精确把控以确保质量和效益。