二氧化碳加氢合成甲醇
二氧化碳加氢制甲醇催化剂
二氧化碳加氢制甲醇催化剂1. 引言：说说甲醇的故事大家好，今天咱们聊聊一个有意思的话题——二氧化碳加氢制甲醇催化剂。
这听上去有点科学，但其实就是个“好玩”的化学反应。
说到甲醇，你可能会想起酒精，没错，它可是个神奇的东西，可以用来燃料、溶剂，甚至是化学原料。
就像古话说的“酒能助兴”，甲醇在现代工业中也扮演着很重要的角色。
特别是在咱们现在提倡绿色发展的时代，甲醇的意义就更加凸显了。
想象一下，如果我们能把二氧化碳变成甲醇，那简直就像是把废物变宝了！2. 二氧化碳与氢气的相遇2.1 二氧化碳的“悲惨命运”你知道吗，二氧化碳在大气中可是不受欢迎的角色。
它就像个“讨厌鬼”，常常让人担心气候变化和环境问题。
可怜的它，本来是大自然的一部分，却被人类的活动推到了风口浪尖。
这就像是个好心的邻居，结果被当成了坏蛋。
其实，二氧化碳也是个宝藏，只是我们还没找到合适的方法来利用它。
2.2 氢气的“英雄本色”说到氢气，那可是个大英雄！在宇宙中，它是最轻、最简单的元素，像个“无敌小子”。
氢气不仅能给我们提供能量，还能和其他元素发生反应，生成各种化合物。
想象一下，它就像个万能钥匙，可以打开很多科学的门。
将二氧化碳和氢气结合，就能产生甲醇，这就像是两位好朋友的合作，齐心协力做成一件大事！3. 催化剂的“幕后英雄”3.1 催化剂的重要性在这个故事里，催化剂可是个关键角色。
可以说，它是这场化学舞会的“舞者”，没有它，二氧化碳和氢气的配对就会变得很难。
催化剂的作用就像是给这对欢快的舞伴打上了助推器，让他们更加顺畅地跳起舞来。
科学家们常常用不同的材料来做催化剂，像是钯、铂等贵金属，甚至一些新兴的金属氧化物，它们的表现都让人惊叹。
3.2 发展中的新技术随着科技的进步，催化剂的研究也在不断创新。
现在有很多新材料在催化剂的领域崭露头角，像是碳基材料、金属有机框架等。
这些新材料就像是“潮流先锋”，不仅提升了反应的效率，还能在低温条件下运作，真是让人刮目相看！科学家们的努力就像“十年树木，百年树人”，一步一个脚印，让未来的催化剂变得更加环保、可持续。
二氧化碳加氢制甲醇 氮原子-概述说明以及解释
二氧化碳加氢制甲醇氮原子-概述说明以及解释1.引言1.1 概述概述部分的内容：二氧化碳加氢制甲醇是一种重要的化学反应过程，可以将二氧化碳与氢气催化反应生成甲醇。
这一反应具有重要的环境和经济意义，可以通过转化废弃的二氧化碳减少温室气体的排放，并将其转化为有用的燃料和化工原料。
在过去的几十年里，由于全球温室效应和能源危机的日益严重，科学家们一直致力于寻找有效的途径来转化二氧化碳减少温室气体的排放，并探索可再生能源替代传统石油燃料。
二氧化碳加氢制甲醇作为一种能够同时解决这两个问题的方法，备受研究者们的关注和重视。
该反应的原理是通过合适的催化剂将二氧化碳与氢气加氢反应，生成甲醇。
在这个过程中，氢气为还原剂，将二氧化碳还原为甲醇。
催化剂的选择对于反应的效率和选择性起着至关重要的作用，目前几种常用的催化剂包括铜基、铁基和铑基催化剂等。
在二氧化碳加氢制甲醇中，氮原子也发挥着重要的作用。
氮原子的加入不仅可以增加反应的选择性，还可以调节催化剂的表面性质，提高催化剂的稳定性。
因此，研究氮原子在二氧化碳加氢制甲醇中的作用对于反应机理的解析和催化剂的设计具有重要的意义。
本文将就二氧化碳加氢制甲醇的背景、原理以及氮原子在该反应中的作用进行详细的论述，并对该反应的展望和未来研究方向进行探讨。
通过对该反应的深入了解，有望为环境保护和可持续发展提供新的解决方案。
文章结构部分的内容如下：1.2 文章结构本文主要分为引言、正文和结论三个部分。
引言部分首先对二氧化碳加氢制甲醇和氮原子的相关背景进行了简要介绍，包括二氧化碳作为温室气体对环境的影响以及将其转化为甲醇的重要性。
同时，也提及了氮原子在该反应中的作用和意义。
正文部分分为三个子部分，分别阐述了加氢制甲醇的背景、二氧化碳加氢制甲醇的原理以及氮原子在该过程中的作用。
在加氢制甲醇的背景部分，详细介绍了传统的甲醇生产方法以及存在的问题，引出了二氧化碳加氢制甲醇的优势和目前的研究进展。
在二氧化碳加氢制甲醇的原理部分，深入探讨了反应的机理和关键步骤，包括催化剂的选择和反应条件的优化等内容。
co2和h2反应生成甲醇的方程式
co2和h2反应生成甲醇的方程式全文共四篇示例，供读者参考第一篇示例：二氧化碳（CO2）和氢气（H2）是两种常见的气体，它们经常被用于许多工业和化学过程中。
它们之间的化学反应可以产生一些重要的化合物，其中包括甲醇（CH3OH）。
甲醇是一种重要的工业化学品，被广泛用作有机合成的原料和溶剂。
下面将介绍CO2和H2反应生成甲醇的化学方程式及相关内容。
CO2和H2反应生成甲醇的化学方程式为：CO2 + 3H2 -> CH3OH + H2O在这个方程式中，CO2和H2分别是反应的酸和碱，它们在一定的条件下发生反应生成甲醇和水。
这个反应是一种加氢还原反应，也称为合成甲醇过程。
这个过程非常重要，因为甲醇是一种重要的化工原料，在化学工业、医药和食品工业中有着广泛的应用。
合成甲醇的过程通常在高压和高温下进行。
CO2和H2被混合在一起，并在催化剂的作用下进行反应。
催化剂通常是金属或金属氧化物，在反应中起到加速反应速率的作用。
在合成甲醇的过程中，反应会发生数个中间步骤，生成一些中间产物，最终生成甲醇和水。
合成甲醇的过程是一个复杂的工程过程，需要控制反应条件、反应物料的纯度以及催化剂的性能等方面。
在实际工业生产中，催化剂的选择、反应温度和压力的控制，以及产品的纯度都是影响产量和效率的关键因素。
合成甲醇的过程还涉及到一些环境和能源方面的问题。
CO2是一种温室气体，对全球气候变化有着重要的影响。
使用CO2来制备甲醇可以减少CO2的排放，有助于减少温室效应。
合成甲醇是一种能源密集型过程，需要大量的能源来维持高温高压条件，因此如何在合成甲醇的过程中节约能源也是一个重要的问题。
CO2和H2反应生成甲醇的过程是一个重要的化学反应过程，对工业生产和环境保护都有着重要的意义。
通过不断的研究和改进，我们可以更好地利用CO2和H2这两种资源，生产更多的甲醇，并减少对环境的影响。
相信在未来的发展中，合成甲醇的技术会得到更大的进步，为人类带来更多的福祉。
中国二氧化碳加氢制绿色甲醇项目梳理
中国二氧化碳加氢制绿色甲醇项目梳理一、项目背景传统的甲醇生产一般是通过合成气法，即通过天然气或煤制气后生成的一氧化碳和氢气按照一定比例进行反应生成甲醇。
这种方法存在一定的环境污染问题，并且依赖于化石能源，不符合低碳经济和环保可持续发展的要求。
因此，开展二氧化碳加氢制绿色甲醇项目具有重要意义。
二、项目意义1.废弃资源的利用：二氧化碳是一种常见的废弃气体，加氢制绿色甲醇能将废弃的二氧化碳转化为高附加值的化学品，实现资源的再利用。
2.温室气体减排：甲醇是一种清洁燃料，可以替代传统的煤和油，减少二氧化碳等温室气体的排放。
3.推动能源结构转型：加氢制绿色甲醇项目可以降低对化石能源的依赖，推动能源结构的转型，实现更加可持续的能源发展。
4.促进产业升级：加氢制绿色甲醇项目涉及多个领域，包括化工、能源等，能够推动传统产业的升级和转型。
三、项目技术路线1.二氧化碳的来源：二氧化碳可以从多个来源获取，包括发电厂的烟气、钢铁行业的废气、工业废弃气体等。
项目需要确定二氧化碳的采集和输送方式。
2.加氢催化剂的选择：加氢制绿色甲醇项目需要选择合适的催化剂，以提高反应效率和甲醇产率。
常用的催化剂包括金属催化剂和过渡金属基催化剂。
3.反应工艺设计：项目需要设计出合适的反应条件，包括温度、压力、反应时间等，以实现二氧化碳和氢气的高效加氢反应。
4.纯化和回收技术：项目需要研发合适的纯化和回收技术，以提高甲醇的纯度，并实现催化剂的循环利用。
四、项目进展和应用前景目前，中国在二氧化碳加氢制绿色甲醇项目方面取得了一些成果。
例如，中国科学院合肥物质科学研究院开展了相关研究工作，通过设计合适的催化剂和反应条件，实现了二氧化碳加氢制备绿色甲醇的关键技术突破。
此外，中国石化也在二氧化碳加氢制备甲醇项目方面进行了初步的应用探索。
未来，二氧化碳加氢制绿色甲醇项目具有广阔的应用前景。
一方面，绿色甲醇可以广泛应用于燃料、化工和材料等领域，替代传统的煤和油，减少污染物排放。
CO2加氢合成甲醇反应及其催化剂研究进展
CO2加氢合成甲醇反应及其催化剂研究进展一、CO2加氢合成甲醇反应CO2+H2->CO+H2OCO+2H2->CH3OH为了实现高效的CO2加氢合成甲醇反应，研究人员一直在寻找高效的催化剂。
以下是几种常见的CO2加氢合成甲醇催化剂：1.Cu基催化剂：金属铜（Cu）是常见的CO2加氢合成甲醇催化剂。
它具有良好的选择性和催化活性，并且能够克服CO2的高活化能，但其催化活性较低，需要高温和高压条件下进行反应。
2.Zn基催化剂：锌（Zn）是另一种常见的CO2加氢合成甲醇催化剂。
与Cu相比，Zn基催化剂具有更高的催化活性和选择性。
它在催化CO2加氢反应时，能够有效地降低CO2的活化能，实现高效的甲醇合成。
3.Mo基催化剂：钼（Mo）可以作为催化剂，用于CO2加氢合成甲醇反应。
Mo基催化剂具有较高的催化活性和选择性，与Cu和Zn基催化剂相比，更容易实现低温和低压条件下的CO2加氢反应，具有更好的经济性和环境友好性。
在催化剂的制备方面，研究人员正在开发新的方法来提高催化剂的活性和稳定性。
例如，通过调整催化剂的表面形貌和结构，改变催化剂的表面活性位点，以提高催化剂的活性和选择性。
此外，还有一些新型催化剂的研究，如金属有机骨架材料（MOF）、金属-有机骨架材料（MOM）、金属氧化物等，这些催化剂具有高比表面积和可调控的孔结构，能够提高催化剂的活性。
综上所述，CO2加氢合成甲醇是一种重要的可持续化学转化方法，具有巨大的潜力。
研究人员正在不断寻找高效、稳定的催化剂，并开发新的催化剂制备方法，以提高CO2加氢合成甲醇的反应效率和经济性。
这将有助于推动CO2资源化利用和减少温室气体排放，对于实现可持续发展目标具有重要意义。
二氧化碳加氢制甲醇二氧化碳转化率
二氧化碳加氢制甲醇的研究和应用一直备受关注。
随着全球温室效应和能源危机的日益严重，寻找替代燃料和减少温室气体排放已经成为全球范围内的共同任务。
二氧化碳加氢制甲醇是一种潜在的可持续发展能源技术，可以通过将二氧化碳等温还原为甲醇，并作为清洁燃料使用。
在这一领域，二氧化碳转化率是一个重要的参数，它直接影响着生产效率和经济性。
1. 二氧化碳加氢制甲醇的研究背景二氧化碳是一种丰富而廉价的原料，在大气中的含量很高，在目前的社会发展中，二氧化碳的排放已经成为严重的环境问题。
世界各国能源消耗的速度也在迅速增长，传统化石燃料的使用已经带来了极大的环境负担。
寻找一种替代燃料，并将二氧化碳作为原料进行有效利用，已经成为一种新的发展方向。
2. 二氧化碳加氢制甲醇的原理二氧化碳加氢制甲醇是通过将二氧化碳与氢气在一定条件下催化反应制得甲醇。
这是一个多步反应过程，首先是将二氧化碳转化为氢气和一氧化碳，然后将氢气和一氧化碳进行加氢反应，最终制得甲醇。
这一过程不仅可以将二氧化碳转化为有用的化学品，也可以作为一种清洁的能源储备手段。
3. 影响二氧化碳转化率的因素在二氧化碳加氢制甲醇的过程中，二氧化碳转化率是一个非常重要的参数，它直接决定着甲醇的产量和产品质量。
影响二氧化碳转化率的因素主要包括反应条件、催化剂的选择和催化剂的性能等几个方面。
反应温度、压力、氢气/二氧化碳的摩尔比等条件都会对反应的效率产生重要的影响。
催化剂的选择和性能对二氧化碳转化率也有着至关重要的影响，其中催化剂的活性、选择性、稳定性等性能参数是影响二氧化碳转化率的关键因素。
4. 目前的研究进展针对二氧化碳加氢制甲醇过程中二氧化碳转化率的提高，国内外的研究者已经做出了大量的工作。
在反应条件方面，有学者通过优化反应条件，比如调节反应温度和压力，确定合适的氢气/二氧化碳摩尔比等方法，提高了反应的效率。
也有研究者专注于催化剂的研究和开发，设计了更有效的催化剂，并对其进行了系统的表征和评价，提高了二氧化碳转化率。
二氧化碳加氢制甲醇示范汇总
二氧化碳加氢制甲醇示范汇总1.引言1.1 概述概述：二氧化碳加氢制甲醇是一种将二氧化碳与氢气通过催化反应转化为甲醇的技术。
随着全球温室气体排放的不断增加和化石能源的有限性，二氧化碳加氢制甲醇技术成为了一个备受关注的领域。
通过将二氧化碳转化为甲醇,不仅可以减少对化石燃料的依赖，还可以有效地减少温室气体的排放。
本文旨在综述二氧化碳加氢制甲醇技术的研究进展和应用情况。
文章将首先介绍二氧化碳加氢制甲醇的基本原理，包括反应机理和催化剂选择，同时探讨不同反应条件对反应产物的影响。
随后，本文将重点阐述二氧化碳加氢制甲醇技术的优势，包括环保性、可持续发展性和经济性等方面的优势。
通过对已有的研究成果和实验数据的总结与分析，我们将对二氧化碳加氢制甲醇的潜力和前景进行评估。
此外，我们还将展望二氧化碳加氢制甲醇技术的发展方向，探讨可能存在的挑战和解决方案，并提出未来的研究方向和应用前景。
本文的目的在于为读者提供全面而系统的关于二氧化碳加氢制甲醇技术的综述，并引发人们对于这一领域的思考和探索。
通过深入了解二氧化碳加氢制甲醇的原理和优势，我们有望促进该技术的进一步发展，为人类实现可持续发展和环境保护做出更大的贡献。
1.2文章结构1.2 文章结构本文主要分为引言、正文和结论三个部分。
在引言部分，首先对本文要讨论的主题进行了概述，简要介绍了二氧化碳加氢制甲醇的相关背景和重要性。
接着介绍了文章的结构，明确了本文的组织框架。
最后，阐明了本文的目的，即全面汇总和总结二氧化碳加氢制甲醇的示范项目。
在正文部分，“2.1 二氧化碳加氢制甲醇原理”将详细介绍二氧化碳加氢制甲醇的基本原理和反应机制。
我们将深入探讨该技术的反应条件、催化剂的选择和优化等方面的内容。
而“2.2 二氧化碳加氢制甲醇的优势”将集中讨论该技术相对于其他合成甲醇方法的优势。
此部分将涵盖可持续性、资源利用效率、减排效益等方面的具体分析，以及二氧化碳加氢制甲醇的潜在应用价值。
二氧化碳加氢合成甲醇工艺流程
二氧化碳加氢合成甲醇工艺流程
朋友！今天咱来唠唠二氧化碳加氢合成甲醇这工艺流程。
先跟你说啊，这玩意儿我可是研究了二十多年啦！想当年，我刚开始接触的时候，那叫一个头大，完全摸不着头脑。
不过呢，慢慢也就整明白了。
咱先来说说这第一步哈，就是把二氧化碳和氢气准备好。
这就好比做饭得先有食材不是？我跟你说，我刚开始老是搞混这两种气体的比例，闹了不少笑话。
然后呢，把它们送进那个反应装置里。
这反应装置啊，就像个大熔炉，“呼呼”地运转着。
这里面的温度和压力那可得控制好，不然可就出岔子啦！我记得有一次，温度没控制好，那结果，唉，别提多糟糕了！
说到这温度和压力的控制，这可是个技术活。
我当时为了搞清楚这其中的门道，那是没日没夜地琢磨啊。
不过现在嘛，我算是轻车熟路啦！
对了，中间还有个小环节我差点忘了说。
这就像炒菜忘了放盐一样，哈哈！就是要添加一些催化剂，这催化剂就像是给这个反应加了一把火，能让反应更快更好地进行。
哇，说到这，我突然想起之前有个同行，他居然在催化剂的选择上犯了个超级低级的错误，你说搞笑不搞笑？
嗯……接下来就是产物的分离和提纯啦。
这一步也很关键，要是没做好，那得到的甲醇可就不纯啦。
我这又扯远啦！咱再回到前面说的反应装置，这装置的维护也很重要哦，要是不好好保养，说不定哪天就给你罢工啦！
我记得好像是去年吧，行业里出了个新的控制技术，我还在研究琢磨呢，也不知道好不好使。
朋友，你说要是这工艺流程能再简单点多好啊，是不是？
好啦，我能跟你说的也就这么多啦，剩下的就得靠你自己去摸索摸索啦！。
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由于 CO2的化学惰性以及热力学上的不利因 素 ,使 CO2 难以活化还原 ,用传统方法 (如浸渍法 和共沉淀法 ) 制备的催化剂存在着 CO2 转化率 低 、副产物多及甲醇选择性不高等缺点 ,因此 ,研 究新的催化剂制备方法以提高催化剂的反应活性 和选择性显得十分必要 。超细微粒催化剂具有比
表面积大 、分散度高 、热稳定性好 、表面能高及表 面活性点多等特点 ,表现出不同于常规催化剂的 独特性能 ,具有较好的界共发生 5起尿素合成 塔炸毁事故 ,其中我国发生 2 起 (均为水溶液全 循环装置 ,其尿素合成塔都由中石化集团南化公 司化机厂制造 ) 。在不到 10 a的时间 ,采用相同 工艺 、由同一厂家制造的尿素合成塔发生极其相 似的爆炸事故 ,使我们不得不对水溶液全循环尿 素合成过程的安全性和经济性加以关注 。
1 反应机理
CO2加氢合成甲醇的反应机理目前尚存在一 些未解决的问题 :一是合成甲醇反应的中间物种 ; 二是 CO2与氢是直接合成甲醇还是通过 CO 间接 合成 ;三是对研究得多的铜基催化剂的反应活性 中心说法不一 。
随着人们对 CO2加氢合成甲醇反应研究的不 断深入 ,愈来愈多的人认为 CO2加氢合成甲醇不 需经 CO 的中间过程 ,而是由 CO2 直接与氢作用 合成甲醇 。
CO2加氢制甲醇的工艺流程和设备与传统甲 醇合成工艺相比差别不大 ,投资 、成本较低 。国内 仅有一家以 CO2 为原料生产甲醇的厂家 ,但不是 直接加氢 ,国外已有多家二氧化碳催化加氢直接
转化为甲醇工业化的实例 。CO2制甲醇既可缓解 温室效应 ,又可节约能源 ,无论从经济 、环境还是 社会角度 ,都具有十分美好的前景 ,因此 ,国内更 应该加强这方面的研究工作 。
我国尿素工业始于 1968年 ,当初在南京永利 宁厂建成年产 3 kt半循环法中试装置并投入生 产 ,其后在上海化工研究院试验数据的基础上 ,上 海吴泾化工厂建成年产 15 kt半循环法工业装置 并投入生产 。在消化泸天化引进的 160 kt/ a水溶 液全循环法尿素装置的基础上 , 1967年由我国自
鲁奇 公 司 与 Sud2Chem ie 公 司 联 合 开 发 了 C7925GL 催化剂 ,在甲醇装置上采用 CO2与 H2组 成的合成气 ,再配以不同比例的惰性气体进行试 验 ,结果表明该催化剂活性优异 ,使用寿命为 4 a。 经反复试验得出以下结论 :除操作温度外 ,以 CO2 和 H2为原料的甲醇合成装置的操作条件与传统 的甲醇合成无显著差别 。
CO2加氢合成甲醇通常会发生以下两个平行 反应 :
CO2 + 3H2 = CH3 OH + H2 O △H = - 49. 143 kJ /mol
CO2 + H2 = CO + H2 O △H = - 41. 112 kJ /mol 而 CO 加氢合成甲醇的主要反应为 :
CO + 2H2 = CH3 OH △H = - 90 kJ /mol 可见 , CO2 加氢合成甲醇的反应热约为 CO 的一半 ,因此 , CO2 加氢合成甲醇可在较低的温度 下进行 。B ardet等人 [ 1 ]在 H2 /CO2 和 H2 /CO 均为 4 的条件下进行了 CO2、CO 合成甲醇的对比试 验 ,发现 CO2 较 CO 活泼 ,能在较低温度下开始反 应 。有资料介绍 ,在 160 ℃甚至更低的温度下就 有反应发生 。 CO2加氢合成甲醇为放热反应 ,降低温度对 反应有利 。但考虑到反应速度和 CO2的化学惰 性 ,适当提高反应温度 ,可以帮助活化 CO2 分子 , 提高合成甲醇的反应速率 。另外 ,增大反应体系 的压力 ,有利于反应向生成甲醇的方向进行 。因 此 ,适当提高反应温度和选择适宜的操作压力 ,可 使反应在热力学许可的情况下进行 。
8
川 化 2008年第 2期
尿素合成过程的安全性与经济性探讨
总工办 李 虹
0 引 言
世界上第 1套以氨和二氧化碳为原料生产尿 素的工业化装置由德国法本公司于 1922 年建成 投产 ,至今已有 80多年 。在这 80多年中 ,尿素工 艺的发展过程经历了联产法 、半循环法 、高效半循 环法 、全循环法以及汽提法等 。尿素工作者的研 究重点早期放在如何解决材料腐蚀问题 ,近期则 放在如何降低消耗和投资 、能量综合利用 、单系列 大型化等 ,同时对尾气爆炸问题加以关注 ,采取了 一些防爆措施 。
Edw in 等 人 [ 3 ] 考 察 了 在 Pd / SiO2 、A l2 O3 、 ThO2 、La2 O3 和 L i2Pd / SiO2催化剂作用下 CO2加氢 合成甲醇反应 。贵金属催化剂 Pd /CeO2 经 500 ℃氢还原后 ,对 CO2加氢合成甲醇显示出高活性 和长寿命 。 Shao 等 人 [ 4 ] 的研 究 结 果 表 明 , 使 用 PtW / SiO2 、PtC r/ SiO2催化剂 ,甲醇选择性较高 ,尤 其是 PtCr/ SiO2 催化剂 ,甲醇选择性可达 92. 2% , 但 CO2 转化率低 。有研究表明 ,在 0. 95 M Pa 下 , 在低分散度 Pd 上的主要产物是甲醇 ,根据其固 有的活性 ,证明 Pd / TiO2是 CO2 加氢反应最有效 的催化剂 。 2. 2 制备方法
行设计 、制造设备的水溶液全循环工业尿素装置 在石家庄化肥厂建成投产 ,其后陆续又有 30余套 年产 80 ～110 kt水溶液全循环尿素装置建成 。 1986年 ,国务院批准了原化工部关于部分化肥品 种改产尿素的报告 ,水溶液全循环尿素装置进入 了一个新的发展时期 。目前 ,我国有不同规模的 水溶液全循环尿素装置 200余套 ,其尿素生产能 力占全国尿素总生产能力的 1 /3以上 ,在用尿素 合成塔有 400余台 。
韩国科学技术研究院 ( KIST) 纳米技术研究 中心的研究人员开发出一种将 CO2转化成甲醇的 工艺 ,以有效利用燃烧产生的温室气体 。生产规 模为 100 kg / d 的甲醇中试装置于 2002 年 4 月在 KIST投运 。该工艺以 Zn /A l2 O3 为催化剂 , CO2和 H2在 600 ℃、常压下利用水气变换反应生成 CO 和 H2 O ,再经干燥除水后进入甲醇合成反应器 , CO 与未反应的 H2在 250 ℃、5 M Pa 压力下 , 以 CuO / ZnO / ZrO2 /A l2 O3为 催 化 剂 反 应 生 成 甲 醇 。 据称 ,目前已有几家公司对该工艺感兴趣 ,按计划 新的示范装置将在 5 a内启动 。
近几年来国内甲醇市场走势相当不错 , 2 0 0 0 —2 0 0 6年 , 国 内 甲 醇 表 观 需 求 量 以 年 约 16. 5%的速度递增 。未来甲醇工业发展前景将十 分广阔 ,因为从国家经济发展 、能源战略安全保障 方面考虑 ,全面推广甲醇燃料条件已成熟 。
目前 ,工业上几乎全部采用 CO (或还含 有 CO2 )加压催化加氢生产甲醇 ,生产工艺主要有两 种 ,一种是以煤为原料 ,一种是以天然气为原料 , 但投资都较高 ,且生产成本受煤和天然气价格影 响较大 。CO2 来源广泛 ,它是一种温室气体 ,目前 许多国家已采取了相应措施限制其排放 ,以 CO2 加氢合成甲醇是综合利用 CO2 的一条新途径 。
参考文献
2 催化剂的研究
用于 CO2加氢合成甲醇反应的催化剂开发尚 未成熟 ,多数是将 CO 加氢合成甲醇所用催化剂 加以改进而制得 ,国内外相关报导也多局限于实 验室研究领域 ,研究重点大多集中在反应机理 ,活 性组分 、载体的选择以及制备方法和反应条件对 催化剂性能的影响 。目前催化剂研究虽取得了一 定的进展 ,但要实现工业化仍有很大的难度 。 2. 1 催化剂种类
CO2 催化加氢直接转化为甲醇的工业化装置 主要在国外 ,国内只是对其催化剂的研究较多 ,没 有上工业化装置 。
4 结 语
目前研究 CO2 加氢合成甲醇工艺的单位较 多 ,均处于对催化剂和反应条件的研究 。该工艺 CO2 的转化率较低 ,甲醇的产率低 ,限制了其工业 化生产装置的建设 。今后应加强提高 CO2 的活 性 、增大甲醇的选择性 、新型催化剂及装置工业化 等关键技术的研究 。超细负载型催化剂因具有比 表面积大 、分散度高和热稳定性好的特点 ,将成为 一种发展趋势 ,是今后研究的方向 。
我国四川维尼纶厂用富 CO2的合成气为原料 在 IC I 5121 催化剂上生产甲醇 , 入塔 CO2体积分 数为 12. 37% ～33. 22% , CO 转化率为 29% ,出塔 气中 甲 醇 体 积 分 数 为 2. 7 8 % , 甲 醇 收 率 为 10. 8%。甲醇成本较常规生产增加幅度不大 。生 产实践表明 ,利用富 CO2的合成气生产甲醇是可 行的 。
丹麦托普 索 公 司 和 德 国 鲁 奇 公 司 均 完 成 了 CO2加氢制甲醇的中试和工业装置设计 。托普索 公司采用 MKl01 催化剂 ,在 5. 0～8. 0 M Pa、220～ 270 ℃条件下反应 。该装置对氢气纯度有一定要 求 ,低纯度氢气需经变压吸附 、膜分离或深冷分离 提纯 。
日本关西 电 力 公 司 和 三 菱 重 工 也 开 发 了 以 CO2 为原料生产甲醇所用的铜 、锌 、铝氧化物催化 剂 ,在 247 ℃、9. 0 M Pa 条件下反应 ,甲醇收率为 95 % 。
许勇等 [ 6 ]采用柠檬酸络合法与沉淀法制备 了 CuO 2ZnO 催化剂 ,研究了不同条件下的活性规 律 。但是由络合物法制备的催化剂 ,其活性和热 稳定性均较由沉淀法制备的催化剂差 。
3 工业化发展情况及前景
1927 年 ,美国商业溶剂公司在伊利诺州的波 利亚城建立了 400 t/ a甲醇厂 ,利用丁醇 - 丙酮厂 的发酵气 (CO2体积分数为 60% , H2 体积分数为 40% )为原料 ,以氧化锌 - 氧化铜 - 氧化铬为催 化剂 ,在 31 M Pa 高压下合成甲醇 。