1. 研究目的与意义
甲醇是一种重要的有机化工原料，主要用于生产甲醛，消耗量要占到甲酵总产量的一半，甲醛则是生产各种合成树脂不可少的原料。用甲醇作甲基化试剂可生产丙烯酸甲酯、对苯二甲酸二甲酯、甲胺、甲基苯胺、甲烷氯化物等；甲酵羰基化可生产醋酸、醋酐、甲酸甲酯等重要有机合成中间体，它们是制造各种染料、药品、农药、炸药、香料、喷漆的原料，目前用甲醇合成乙二醇、乙醛、乙醇也日益受到重视。
由于生物质气化后产生的气体组分中CO2和CO含量较高，H2含量低，H/C严重不足，如果不经过后续的合成气调整过程，就不能按照传统甲醇合成工艺生产甲醇。科研人员针对以上问题，开发了适合于生物质气化后气体合成甲醇的新型催化剂，并对新型催化剂在富CO2条件下利用微型反应装置进行了评价，均取得了良好效果，实现了CO、CO2的共加氢，省去了水蒸汽变换和脱除CO2的环节，降低了甲醇的生产成本。开辟了一条有别于传统的以煤或者天燃气为原料的合成甲醇的新途径，即由可再生的生物质资源合成工业原料甲醇，使醇燃料进入产业化前期。 甲醇是一种重要的有机化工原料，同时还是性能优良的能源和车用燃料。甲醇与异丁烯反应得到甲基叔丁基醚，它是高辛烷值无铅汽油添加剂。甲醇和二甲醚混合而成的醇醚燃料代替汽油燃料也具有较大的潜力和应用前景。同时甲醇是富氢液体，可通过水蒸气重整制氢用于燃料电池的氢源，也可直接作为燃料电池的燃料使用，是最有希望成为燃料电池电动汽车的燃料。甲醇这种既可作为车用代替燃料，又可作为高附加值化工产品原料的特点，以及生产甲醇的原料广泛性，使得甲醇合成的研究越来越受到重视。
2. 国内外研究现状分析
1661年英国玻义耳首次从木材干馏的液体产品中发现了甲醇，木材干馏成了制取甲醇最古老的方法，至今甲醇仍称为木醇或木精。1834年，杜马和彼利哥制得甲醇纯品。1857年法国贝特洛用一氯甲烷为原料水解制得甲醇。
化学合成法生产甲醇开始于1923年。德国巴登苯胺纯碱公司首先建成了一套以一氧化碳和氢气为原料、年产300吨的高压法甲醇合成装置，在全世界开拓了以合成气作为一种工业合成原料的生产史。从20世纪20年代到60年代中期，世界各国甲醇合成装置都采用高压法，采用锌铬催化剂。
1966年，英国卜内门化学工业公司研制成功低压甲醇合成铜基催化剂，并开发了低压甲醇合成工艺，简称i.c.i低压法，被世界上许多国家采用。1971年，德国鲁奇公司开发了另外一种低压法甲醇合成工艺，简称lurgi低压法。20世纪70年代以后，各国新建与改造的甲醇装置几乎全部采用低压法。
3. 研究的基本内容与计划
目前工业上几乎都是采用一氧化碳、二氧化碳加压催化氢化法合成甲醇.典型的流程包括原料气制造、原料气净化、甲醇合成、粗甲醇精馏等工序。 天然气、石脑油、重油、煤及其加工产品(焦炭、焦炉煤气)、乙炔尾气等均可作为生产甲醇合成气的原料.天然气与石脑油的蒸气转化需在结构复杂造价很高的转化炉中进行.转化炉设置有辐射室与对流室,在高温,催化剂存在下进行烃类蒸气转化反应.重油部分氧化需在高温气化炉中进行.以固体燃料为原料时,可用间歇气化或连续气化制水煤气.间歇气化法以空气、蒸汽为气化剂,将吹风、制气阶段分开进行,连续气化以氧气、蒸汽为气化剂,过程连续进行.
甲醇生产中所使用的多种催化剂,如天然气与石脑油蒸气转化催化剂、甲醇合成催化剂都易受硫化物毒害而失去活性,必须将硫化物除净.气体脱硫方法可分为两类,一类是干法脱硫,一类是湿法脱硫.干法脱硫设备简单,但由于反应速率较慢,设备比较庞大.湿法脱硫可分为物理吸收法、化学吸收法与直接氧化法三类.
甲醇的合成是在高温、高压、催化剂存在下进行的,是典型的复合气-固相催化反应过程.随着甲醇合成催化剂技术的不断发展,目前总的趋势是由高压向低、中压发展.
4. 研究创新点
本设计的主要思路是通过几种生产方案的评述。比较后我选择了Lurgi低压法制甲醇，该法温度低（240270℃）。在较低压力下可获得较高的甲醇收率，且选择性好，减少了副反应，改善了甲醇质量，降低了原料消耗。此外，由于压力低，动力消耗低很多，工艺设备制造容易。
