[其他]甲醇的制备方法

说明书

本发明涉及基本有机合成领域，更准确地说，涉及甲醇的制备方法。甲醇可用于制备一系列有机产品：酚醛，甲基苯对二酸酯，合成树脂及药品等等。

已知由含一氧化碳，二氧化碳和氢的气体混合物在温度为160-300℃，压力为1-15兆帕及混合气体体积流速为5000-15000小时^-1条件下循环通过反应器中的含铜催化剂制备甲醇的方法。从反应器出来的气态混合物中分离出生成的甲醇和水，余下的气体混合物再与原料气体混合物混合，并送入反应器进行循环（GB，A，1159035）。

上述方法的缺点在于催化剂的生产能力低，在5兆帕压力下仅为0.2-0.4吨/（米³·小时）。此外，此法的缺点还在于循环气体混合物所需的能耗甚高。

已知另一个制备甲醇的方法分两级进行。在第一级，含一氧化碳，二氧化碳和氢气的混合气体在温度为160-300℃，压力为1-15兆帕，气体积流速为2000-25000小时^-1的条件下，在循环系统中与含铜催化剂接触，在分离出生成的甲醇和水之后将含1-20体积的二氧化碳，CO/CO₂体积比等于0.5-2的原料气体混合物加入循环气体混合物中。从第一级出来的气体混合物，即蒸出气，送入第二级，在与上述的第一级相同的温度，压力及气体混合物体积流速的条件下与含铜催化剂在循环系统中进行接触。再将第二级中生成的甲醇和水从循环气体混合物中分离出来（GB，A，1259945）。

此法的缺点仍然在于催化剂的生产能力低，5兆帕下该装置第一级的生产能力为0.4吨/（米³·小时），第二级的生产能力为0.28吨/（米³·小时）。此外，此法之缺点还在于，在每级中需用大功率压缩机使气体混合物循环。

本发明的基本任务是在从含有一氧化碳，二氧化碳和氢的混合气体与含铜催化剂接触制备甲醇的二级方法中选择合适的第一级工艺条件，在碳的氧化物转化率高的前提下使含铜催化剂的生产能力提高，使循环气体混合物的能耗减少，并使工艺和设备简化。

为解决这个任务，特提出制备甲醇的两级方法;含一氧化碳，二氧化碳和氢的气体混合物在温度为190-290℃，压力为5-10兆帕下与含铜催化剂接触，第一级所得气态混合物含有一氧化碳，二氧化碳，氢，甲醇和水的蒸汽，将甲醇和水的蒸汽从气体混合物中分离出来，余下的气体混合物含有一氧化碳，二氧化碳和氢送入第二级，第二级反应是在反应器中，循环气体混合物的体积流速为7000-15000小时^-1下完成的，第二级所得气态混合物含有一氧化碳，二氧化碳，氢，甲醇和水的蒸汽，将甲醇和水的蒸汽从气态混合物中分离出来。根据本发明，在第一级与含铜催化剂接触的气体混合物含有5-30体积%一氧化碳，0.3-20体积%二氧化碳，一氧化碳和二氧化碳的体积比等于0.25-87，氢和碳的氧化物总和的体积比等于2-3.65，第一级反应是在一个流态反应器或流态化反应器级联中完成的，其中原料气体混合物的体积流速为4500-100000小时^-1，第一级所得的气态混合物中水蒸汽的含量保持在0.02-1.38体积%。

在制定本方法时发现，在得到甲醇的同时在含铜催化剂上产生水，随工艺条件的变化，水对甲醇合成过程有不同的影响，即使催化剂活化，或者使催化剂钝化并有碍于生成甲醇。例如，已知方法中（GB，A，1259945）第一级反应器出口的气态混合物中含水量超过1.5体积%使催化剂生产能力降低/低于0.4吨/（米³·小时）/。本方法将第一级所得气态混合物（即第一级出口）中含水量维持在0.02-1.38体积%，从而可在碳的氧化物转化率高（86-97%）的前提下提高催化剂的生产能力/0.4-2.4吨/（米³·小时）。

由于本方法的第一级反应是在流态化反应器中进行的，从而能大大减少循环气体混合物所需的能耗，并能简化流程的工艺及设备。

由于催化剂生产能力提高，在保持给定的生产能力的前提下可减小反应器的尺寸。第一级采用反应器级联可能建造不同生产能力的装置。

第一级所得气态混合物中的含水量，从而催化剂的生产能力由气体混合物中CO/CO₂的体积比调节。