甲醇合成工艺.doc

第一章概述1.1甲醇的用途及在化学工业中的地位甲醇俗称“木精”，是重要的有机化工产品，也是重要的有机化工原料，其分子式为CH3OH,是碳化工的基础。甲醇产品除少量直接用于溶剂，抗凝剂和燃料外，绝大多数被用于生产甲醛，农药，纤维，医药，涂料等。长期以来，人们一直把甲醇作为农药、染料、医药等工业的原料。随着科学技术的不断发展与进步，突破了甲醇只作传统原料的范围，甲醇的应用领域不断地被开发出来，广度与深度正在发生深刻变化。随着甲醛等下游产品的不断开发，甲醇在化学工业中的作用必将越来越重要[1]。1.2甲醇市场的状况及建厂的可行性近几十年来，由于传统加工工业的发展和世界能源结构的变化，以甲醇为原料的新产品的不断开发，世界对甲醇的生产和需求量都大幅增加，表1.1是世界甲醇市场状况，表1.2是国内甲醇市场状况。表1.1世界甲醇生产能力及消耗量及开工率Table1.1Worldmethylalcoholproductivityandconsumption,utilizationofcapacity年度198719911993199520002020生产能力万T/年1999230024702600500020000总消耗量万T/年1718201021412390开工率%868786.792表1.2国内甲醇生产能力及消耗量Table1.2Domesticmethylalcoholproductivityandconsumption年度198519871990199419952000生产能力万T/年6971.171.1125.53146.9197.5生产量万T/年44.349.564.0100消耗量70.7120121.4200根据预测，世界范围内的生产与需求将持续发展，主要原因是：甲醇下游产品市场的扩大、甲醇作为燃料的使用将大大增加[2]。1.3甲醇的性质1.3.1一般性状甲醇蒸汽在空气中的浓度随温度的升高而迅速增大。空气中甲醇蒸汽的最高允许浓度为0.05mg/L。甲醇具有明显的麻醉性，甲醇对呼吸道和粘膜有强烈的刺激作用，流经皮肤也能使人发生中毒迹象[3]。常温常压下，甲醇是易挥发，易燃的无色液体，具有类似酒精的气味。甲醇能与水任意比混溶，但不能形成共沸物，故可用分馏的方法分离甲醇和水。甲醇是良好的有机溶剂，能溶解多种树脂，但不能溶解脂肪。甲醇蒸汽能与空气形成爆炸性混合物，爆炸极限为6.0～36.5%（V），燃烧时为蓝色火焰。甲醇比水轻，有很强的毒性，误饮能导致眼睛失明，甚至死亡。1.3.2甲醇的物理性质①甲醇的物理常数如下表所示表1.1甲醇的物理常数Table1.1Thephysicsdateofmethanol项目数值项目数值沸点64.5℃～64.7℃(0.1013MPa)膨胀系数0.001191/℃凝固点-97℃～-97.8℃表面张力0.00221kg/m(20℃)自燃点473℃～461℃蒸汽压力-44℃131.45Pa相对密度0.7915(20℃)-20℃839.9Pa闪点12℃～16℃0℃3572.98Pa粘度液体：0.0005945Pa.S(20℃)气体：0.0000114Pa.S(65℃)10℃6679.3Pa64.5℃101323.2Pa折光系数1.32874(20℃)100℃320634.6Pa②甲醇的热力学常数如下表所示表1.2甲醇的热力学常数项目数值项目数值临界压力0.076985Pa蒸发潜热1129.5kJ/kg临界温度240℃液体热容2.49-2.53kJ/kg(20-25℃）燃烧热726.55kJ/mol(25℃)气体热容1.63kJ/kg(77℃)Table1.2Thethermo-dynamicedateofmethanol1.3.3甲醇的化学性质甲醇不具酸性，也不具碱性，对酚酞和石蕊试液均呈中性。分子式CH3OH，分子量32.04。①氧化反应完全氧化：CH3OH+O2→CO2+2H2O+726.55kJ/mol不完全氧化：CH3OH+O2→HCHO+H2O+159kJ/mol②脱氢反应CH3OH→HCHO+H2-86.38kJ/mol③与有机酸反应CH3OH+CH3COOH→CH3COOCH3+H2O④与无机酸反应CH3OH+HCl→CH3Cl+H2OCH3OH+H2SO4→CH3SO2OH+H2O⑤与氨反应生成甲胺CH3OH+NH3→CH3NH2+H2O+20.75kJ/mol2CH3OH+NH3→(CH3)2NH+2H2O+60.88kJ/mol3CH3OH+NH3→(CH3)3N+3H2O+407.35kJ/mol⑥与苯作用生成甲苯CH3OH+C6H6→C6H5CH3+H2O⑦与CO作用生成醋酸CH3OH+CO→CH3COOH⑧与乙炔作用CH3OH+C2H2→CH3OCHCH2⑨与金属Na作用2CH3OH