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致谢17
f前言
甲醇是极为重要的有机化工原料和洁净液体燃料，是碳一化工的基础产品。固体原料煤炭、液体原料石脑油和渣油、气体原料天然气和油田气或煤层气等经部分氧化法或蒸汽转化法制得合成气。合成气得主要成分是CO和H2，它们在催化剂作用下可制得甲醇。由于醇及其衍生物有着广泛的用途，世界各国都把甲醇作为碳一化工的重要研究领域。现在甲醇已成为新一代能源的重要起始原料，可生产一系列深度加工产品，并成为碳一化工的突破口。在石油资源紧缺以及清洁能源、环保需求的情况下，以煤为原料生产甲醇，有望成为实现煤的清洁利用，弥补石油能源不足的途径。
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f1天然气制甲醇合成气工艺及进展
11天然气添加CO2一段蒸汽转化
蒸汽转化工艺（SMR）是天然气制合成气的典型工艺，是在催化剂存在及高
温条件下，使甲烷与水蒸气反应，生成H2、CO等混和气，该反应是强吸热的，
需要外界供热。但以此法制得的合成气生产甲醇一个突出的弊病是氢过量，可用
反应式来描述：
转化反应：
CH4H2OCO3H2CH42H2OCO24H2
合成反应：
CH4CO22CO2H2COH2OCO2H2
CO2H2C2H3OHQ可见，不管是CO还是CO2，每生成1mol甲醇就多余1mol氢气，解决的方法
是将多余的氢分离出去，也可补入适量的CO2。CO2的添加量与在不同温度和压力下与CH4CO2H2O物系的平衡有关。补加CO2后解决了天然气生产甲醇的氢多、碳少的不足，节省了原料天然气。天然气蒸汽转化法制备甲醇原料气，有多种工艺
流程与转化炉型，丹麦Tops法、英国帝国化学工业公司ICI等。这几种方法在
炉型与烧嘴结构上有较大区别，但在工艺流程上都大同小异，都包括转化炉、原
料预热及余热回收等装置。目前，此法技术已相当成熟，有针对此法的各种节能
型催化剂的研究，且不少已用于工业实践。
12天然气与CO2催化转化
CO2与CH4反应可用来生成富含CO的合成气，既可解决常用的天然气蒸汽转化法制合成气在许多场合下的氢过剩问题，又可实现CO2的减排。该反应方程式如下：
CO2CH42CO2H2按该反应式计，H2CO理论值为11。这是个热效应比蒸汽转化反应更大的强吸热反应，从热力学计算可知，只有温度≥645℃才是热力学可行的，然而过高的反应温度不仅会造成高能耗，对反应器材质也提出了更高的要求。而且CH4与
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fCO2的反应更容易在催化剂上结炭。降低反应温度、减少能耗的最有效办法就是选择适宜的催化剂。为此长期以来对CO2与CH4催化转化Sprag工艺制合成气的r