合成甲醇是CO或CO2加氢反应。但20世纪70年代后期，通过同位素跟踪研究，发现合成甲醇反应中，甲醇分子上的碳原子来自于CO2分子。随后提出了CO2加氢和CO水气转换为CO2的反应机理。实际的多相催化反应过程中，还存在许多过渡反应和平衡。X是“表面活性部位”。
假定合成甲醇的催化反应动力学方程如下：
3
fCO2XXCO2H2XXH2XCO2H2XCO2H2XH2CO2XCO2H2XCO2H2XXOXCOH2XCOH2H2CH3OHXCH3OH2XOH2H2OCO22X
第1章前言
123合成反应催化剂
自从CO加氢合成甲醇工业化以来，合成催化剂和合成工艺不断研究改进。就目前来说，虽然实验室研究出了多种甲醇合成催化剂，但工业上使用的催化剂只有锌铬和铜基催化剂。
A锌铬催化剂锌铬（Z
OCr2O3催化剂是一种高压固体催化剂。锌铬催化剂的活性较低，为获得较高的催化活性，操作温度在590～670K之间；为了获取较高的转化率，需在高压条件下操作，操作压力为25～35MPa，因此被称为高压催化剂。锌铬催化剂的耐热性、抗毒性以及机械性都较令人满意。锌铬催化剂使用寿命长、使用范围宽、操作控制容易，目前国内外仍有一部分工厂采用锌铬催化剂生产甲醇。B铜基催化剂铜基催化剂是一种低压催化剂，其主要成分为CuOZ
OAl2O3。操作温度为500～530K，压力却只有5～10MPa，比传统的合成工艺温度低得多，对甲醇反应平衡有利。
124合成工艺
1241常用的合成工艺甲醇合成是可逆强放热反应，受热力学和动力学控制。通常在单程反应器中，CO和CO2的单程转化率达不到100。反应器出口气体中，甲醇含量仅为3～6，未反应的CO、CO2和H2需与甲醇分离，然后进一步压缩循环到反应器中。较早开发的锌铬催化剂活性较低，反应温度达到300℃时才具有足够的活性。为了保证反应器出口气体中有较高的甲醇含量，
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f第1章前言
一般采用30MPa以上的反应压力。铜基催化剂有较高的催化活性，反应温度为270℃时就显示出很好的活性，一般采用中压或低压合成压力。两种催化剂的比较见表12。
表12锌铬、铜基两种催化剂的比较
操作压力MPa
合成塔出口甲醇百分比
锌铬催化剂出口温度648K
铜基催化剂出口温度543K
33
55
182
20
24
124
10
06
58
5
02
25
高压法合成甲醇由于操作压力高，动力消耗大，设备复杂，产品质量差等缺点，正在逐渐淘汰。中低压法使用铜基催化剂，操作压力在5～10MPa左右。低压法由于操作压力低，使得设备体积庞大，而且甲醇的合成收r