近年来,世界甲醇工业发展很快,工艺技术也日新月异,甲醇合成催化剂的研究已然成为了热门。改革开放后,我国经济高速增长,随着科学技术水平的快度发展,化工行业也迎来了发展的春天,进入二十一世纪,随着石油天然气资源的减少,甲醇下游开发燃料产品的发展更是使得甲醇的需求持续扩大,近些来,我国的甲醇工业发展迅速,甲醇合成工艺技术也越发成熟,合成甲醇的原料选择变得更加广泛,甲醇企业的标准更加严格,催化剂活性越来越强、工艺路线更加科学合理,生产能耗降低且更加环保,过程控制以及联合生产均有了新的突破.
2 甲醇的性质
2.1 物理性质
甲醇(酒精)是一种无色、透明、易燃、中等毒性的挥发性液体。主要物理性质如下:
熔点:-97.8℃ 沸点:64.7℃
闪点:11℃ 密度:0.7918g/cm³(25℃)
摩尔质量:32.04g/mol 燃烧热:-723kJ/mol
相对密度(水=1):0.79 相对蒸气密度(空气=1):1.11
气相标准燃烧焓:764.9 kJ/mol 液相标准燃烧焓:-726.9 kJ/mol
液相标准生成焓:-239.1 kJ/mol 比热容(20ºC,定压):2.51 kJ/(kg·K)
蒸发热(b.p.):35.32 kJ/mol 生成热(液体):-238.82 kJ/mol
熔化热:98.81 kJ/kg 溶解性:溶于水,醇醚等有机溶剂。
2.2 化学性质
甲醇(CH3OH)是最简单的饱和一元醇。分子结构由甲基、羟基组成,具有醇所具有的化学性质。可进行氧化、酯化、羰基化,氨化、脱水、氯化等化学反应。
2.2.1 氧化反应
甲醇氧化方法是工业中生产甲醛的主要方法,以电解银作为催化剂。
CH3OH + 1/2 O2 → HCHO + H2O
2CH2OH + 3O2 → 2CO2+ 4H2O + 1453.1 kJ/mol
2.2.2 酯化反应
甲醇和硝酸作用生成硝酸甲酯
CH3OH + HNO3 → CH3NO3 + H2O
2.2.3 羰基化反应
甲醇和光气(COCl2)可以发生羰基化反应,生成的CH3OCOCl可进一步反应生成碳酸二甲酯(CH3O)2CO:
CH3OH + COCl2 → CH3OCOCl + HCl
CH3OCOCl+CH3OH →(CH3O)2CO+ HCl
2.2.4 脱水反应
高温催化剂(ZSM-5)条件下,甲醇分子间可以发生脱水反应,生成二甲醚。
2CH3OH→(CH3)2O+ H2O
2.2.5 氯化反应