合成气在有机化工生产中的利用方法研究

合成气在有机化工生产中的利用方法研究

周东生

身份证号：620421198203051357

摘要：改革开放至今，已经走过了四十多个春秋，我国的发展可以用“日新月异”和“突飞猛进”八个字来形容，尤其是在新形势的大背景之下，越来越多的行业获得了长足的发展，越来越多的企业也在不断地革新当中，其中最具代表性的当属有机化工企业。现阶段合成气凭借着自身强大的优势与特点，已然成了

有机化工生产当中最主要的原料，而且得到了广泛的应用。通过对有机化工生产当中合成气的主要应用方向与生产技术进行分析，之后结合实践经验，进行总结，说明合成气作为一种新型的化工生产原料，它的发展前景非常广阔。

关键词：合成气；有机化工生产；利用方法；研究

1. 合成气的组成分析

21世纪的到来，在新时代的大背景之下，大众对于自己的生活质量、环境等各方面都加强了关注，并且提出了更高的要求。通过对合成气进行认真的分析和研究，发现其主要是以氢和一氧化碳作为了主要成分，具有混合性特点的气体，它最早是由煤炭制备而成，伴随着时间的不断推移，由气体和液态烃原料，也就是天然气、炼厂气、汽油等共同制备而成，其最大的优势与特点就是活性非常好，是有机化工生产过程当中最重要的原料之一，合成气凭借着自身强大的优势与特点，可以科学、合理地运用其他方法无法运用的有机废料或者是与其他原料进行

充分的融合，最终制成新的有机化工产业原料。通过将合成气加入化工生产过程当中，能够得到有机化工产品并且广泛的应用，在人们的生活和生产当中，合成气无论是开发还是运用价值都备受关注与重视。

2. 合成气一步法制取二甲醚的生产技术

2.1一步法合成二甲醚的反应原理

在制备二甲醚过程中应用合成气一步制备方法，具体步骤是在同一组容器中发生两步反应，接着发生后续反应，并且对生产出的甲醇直接脱水，由此制备出二甲醚。通过将其与两步法进行科学、合理的比较，发现二者之间有着很大的差异，一步法能够让合成气当中的CO单程转化率提高50%左右，并且操作十分的简单。与此同时，鉴于合成气作为主要原材料，可以极大地降低在二步法制备所得的二甲醚价格受到甲醇价格的影响程度。

2.2慎重选择催化剂

在利用合成气一步法制备二甲醚的过程中，针对催化剂需要严格筛选，尽可能地选择组合类催化剂或者是双功能催化剂（如甲醇合成与甲醇脱水共同组合的催化剂），只有这样的催化剂，最终所呈现出来的效果才是最为理想的。在科学工作者研究出铜基催化剂以来，逐渐地取代了传统催化剂（如锌铬催化剂），同时演变成当前应用范围最为广泛的甲醇合成催化剂。据了解，铜基催化剂当中最常用的两种助化剂主要包括Zn与Al，通过Zn的加入，可以进一步增加铜的表面积；Al的作用就是结构助剂，让铜晶体均匀分布，并且尺寸不断减小。在众多催化剂中，展现出高合成甲醇性能的催化剂为铜芯铝催化剂，在制备二甲醚过程中铜芯铝催化剂逐渐成为最为普遍的催化剂。

3. 合成气生产甲醇生产技术
   1. 以合成气制甲醇生产技术的主要反应原理

在合成甲醇的过程中，会涉及许多的副反应，分为两种，即平行副反应与连串副反应，副反应的出现，不单单会消耗大量的原料，最重要的是冷凝现象不会使得制备出的甲烷跟着产品发生，甲烷会持续不断地开展循环，这就会在不同程度上给主反应化学平衡、化学反应速率造成影响，所以为了能够更好地对于副反应进行有力的控制，在其反应的过程当中，可以加入一些催化剂。

3.2催化剂的选择

早在20世纪60年代左右，就已经开发成功了铜基催化剂，铜基催化剂不但性能好，而且活性极高，适宜的反应温度为493~543K，被广泛应用在低压法甲醇合成当中。事实上，在低压法甲醇合成工业化之前，人们已然知道铜基催化剂的活性非常高，但是其中最棘手的问题就是铜基催化剂对于硫非常的敏感，非常容易出现中毒事故，而且热稳定性非常的差，经过不懈的努力和钻研，让含铜催化剂的性能得到了改变，更主要的是找到了高效的脱硫剂，将甲醇合成塔的结构进行了有效的改变，让反应的温度能够得到严格的控制，延长了铜基催化剂的使用时间与寿命，这样运用铜基催化剂的低压法合成甲醇，才能够真正地实现工业化。

3.3甲醇合成工艺的条件

第一，反应的温度。最合适的温度与转化深度以及催化剂的老化程度之间有着紧密的联系和关系。为了能够让催化剂的使用寿命更长，在初期时，需要运用非常低的温度，运用一段时间之后，再升至到适宜的温度，之后伴随着催化剂老化程度不断增加，反应温度也需要进行提升。因为合成甲醇是放热反应，反应热需要第一时间排除，否则，就会导致催化剂的温度不断升高，增加副反应出现的可能与概率。

第二，反应的压力。在合成甲醇反应中，一氧化碳加氢实质上是降低了摩尔数的化学反应，由此提升压力在增加甲醇平衡浓度等方面非常的重要，在铜基催化的过程当中，因为其回应非常的高，反应温度很低，所以反应压力也可以适当降低一些。

4. 由合成气合成乙二醇生产专业技术

4.1合成气直接合成法

遵循原子反应的要求，利用合成气直接合成乙二醇的生产工艺步骤简单，与此同时反应选择性、反应转化率都不高，体现出极高的大规模生产价值。事实上，在制备乙二醇生产工艺中，合成气早在20世纪80年代的时候就被认定为最佳催化剂，涵盖了两种催化剂，即铑催化剂、钌催化剂。但是所呈现出来的效果，还需要不断地加强，伴随着时间的不断推移，直接法所取得的成果当中，还不能够真正实现工业化，它的发展空间非常大，如果能够得到有效的突破，必定会大幅增加其竞争力。

4.2甲醇甲醛合成方法

正是由于在利用合成气直接制备乙二醇的具体进程中无法避免出现各种各样的困难，由此利用以合成气为原材料制备甲醇、甲醛、再合成乙二醇的间接制备工艺，这是现阶段研究过程当中最重要的一个部分，特别是甲醛，已经作为直接法合成乙二醇的中间体，更值得人们加强对其的关注与重视。甲醇甲醛路线合成乙二醇的研究非常的成熟，主要分为了几个重点的方向，其一，甲醇脱氢二聚法；其二，二甲醚氧化偶联法；其三，甲醛缩合法等等。另外，甲醛和甲酸甲酯偶联方法可以合成乙二醇，但是现如今并没有研究成功，还处在研究的过程当中。

结语：

合成气生产乙二醇、甲醇以及乙二醚是合成气在有机化学当中应用最为广泛的，所涉及的反应都非常的简单，而且对于工艺条件并未提出更高的要求，只是选择出最恰当的催化剂以及相关的条件即可，并且最终所取得的转化率也较好。因为合成气凭借自身强大的优势与特点，可以有效地被应用在农业、医药、合成纤维等众多的工业领域当中去，所以它的发展前景是非常广阔的，用合成气生产的乙二醇、甲醇以及以乙二醚等产品，在人们的生活、生产当中得到了关注与重视，并且应用的范围非常广泛，在生产工艺当中，催化剂凭借着自身强大的优势与特点成了最重要的组成部分，选择一种最合适、最恰当催化剂，不单能够有效地降低反应条件，而且还能够减少对反应设备所提出来的要求，在提高经济效益、降低生产投入资本等方面都有着非常重要的作用，所以选择出一种适合的催化剂非常重要，同时也具有一定的困难，因此，相关工作人员在日常的工作当中，一定要不断地进行经验的总结以及认真学习，提高自己的综合素养与工作能力，对于合成气在有机化工生产当中的利用方法进行深入的分析与探讨，为合成气更好的发展奠定基础。

参考文献：

[1]刘美多，王晓翠.有机化工生产中合成气利用方法的比较与研究[J].黑龙江生态工程职业学院学报，2007（6）：46-48.

[2]解永芬.焦炉气制甲醇生产中节能降耗与废物回收利用的研究[D].石家庄：河北科技大学，2014.