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成果推荐丨二氧化碳和氢气合成甲醇技术：固定床反应器，专用催化剂活性高、选择性好

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2024-06-21

导读：二氧化碳资源化利用，绿色甲醇制备技术

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技术背景

甲醇是重要的大宗基础化工产品，仅次于乙烯、丙烯和苯。

甲醇用途广泛，能够用于合成纤维、甲醛、塑料、医药、农药、染料以及合成蛋白质等众多化工产品。

同时，甲醇还能够直接作为甲醇燃料，可替代汽柴油，用于各种机动车、锅灶炉使用。此外，甲醇能够通过裂解来释放氢气，从而成为氢气储运的载体。

在中国甲醇产能结构中煤制甲醇约占80%、天然气制甲醇占8%、焦炉气制甲醇占12%，甲醇生产总碳排放接近2亿t/a，其中煤制甲醇碳排放在总排放中占比96.6%。

化石燃料燃烧产生的过量人为二氧化碳(CO2)排放已经造成了严重的环境问题。碳捕集、利用与封存(CCUS)是实现碳中和目标的重要技术路径和托底技术保障。

甲醇分子结构简单，利用二氧化碳制备甲醇，过程也较容易实现，因此甲醇是从CO2还原获得的理想产物之一。

依靠二氧化碳来制备甲醇，能够凭借现有的 C1 化工体系来达成化工品的绿色制造，因此甲醇有希望成为 CO2 资源化利用的关键方向。

当下研究较多的 CO2 制甲醇的技术路线主要包括：（1）二氧化碳电催化还原制甲醇；（2）二氧化碳加氢制甲醇。

其中，CO2 电还原制甲醇的工业化存在一些关键挑战，相较而言，CO2 加氢耦合 H2O 电解制甲醇已被证实是最具可行性和规模化的路线。

CO2 加氢反应流程简便，工艺逐渐成熟。其反应原理是以氢气和二氧化碳作为原料来制备甲醇。二氧化碳和氢气在催化剂表面进行吸附，逐步转化为气态的甲醇 CH3OH。

这一过程的实质是将可再生能源的能量存储于燃料甲醇之中，便于能量的储存与运输，提高化学能的利用效率。

通过绿色化学反应生成的甲醇，能够在某些领域替代传统的化石能源，壮大我国的清洁能源产业，增强能源的多元化保障能力，有助于实现双碳目标。

近年来，国内外掀起了针对CO2加氢制绿色甲醇的研究热潮，陆续建设了千吨级、万吨级和十万吨级及以上规模的示范项目。

技术简介

“二氧化碳和氢气合成甲醇技术”项目已完成了催化剂和工艺研究，形成了具有自主知识产权的工艺技术路线，已拥有2项国家发明专利。可为二氧化碳资源化利用提供技术选择。

技术指标

技术亮点

1、自主研发、生产的合成甲醇专用催化剂，活性高，选择性好，热稳定性好。

2、采用独特的固定床反应器，反应温度易于控制。

3、粗醇中杂质含量较低，经过三塔或两塔精馏可获得优级产品。

4、操作简单，自动化程度高。

5、适用原料：纯二氧化碳和氢气；含有甲烷或氮气的二氧化碳和氢气的混合气。

规模：1-20万t/a

合作方式

面议

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