Первоначально источником больших количеств метанола была сухая перегонка древесины, с помощью которой примерно с 1830 г. производили во все возрастающих масштабах так называемый древесный спирт. При этом получали не чистый продукт, а жидкость (подсмольная вода), содержащую все побочные продукты, образовавшиеся при сухой перегонке. В середине 60-х годов прошлого века метанол, получаемый этим способом, впервые удалось очистить от сопутствующих веществ, в частности от ацетона, уксусной кислоты и аллилового спирта, и таким образом дезодорировать его. До 1923 г. древесный спирт оставался единственным крупнотоннажным источником метанола.
После промышленной реализации синтеза метанола из оксида углерода и водорода (в 1923 г. в Германии, в 1927 г. в США) техническое значение древесного спирта быстро упало. В настоящее время его доля в мировом производстве метанола составляет менее 0,1% [1].
Уже в 1913 г. Митташ получил кислородсодержащие соединения, в том числе метанол, синтезом из СО и Н2 на железных катализаторах. Однако эти катализаторы быстро покрывались углеродом (сажей). В 1921 г. Патар взял патент на синтез метанола из СО и Н2, причем в качестве катализаторов были названы все металлы и оксиды металлов, обладающие гидрирующей активностью. На основе его работ в 1922 г. вблизи Парижа была сооружена опытная установка синтеза метанола.
Фирме BASF в Людвигсхафене удалось осуществить промышленный синтез метанола. В период 1920—23 гг. Пир провел опыты, которые показали, что при синтезе следует избегать присутствия железа, образующего с оксидом углерода пентакарбонил железа (в присутствии пентакарбонила протекает обуглероживание катализатора и образование метана). Кроме того, было установлено, что оксид цинка, активированный хромовой кислотой, является превосходным катализатором, который к тому же мало чувствителен к сере [2]. Первая промышленная установка, сооруженная в Лейна, работала вначале при 10 МПа и 400 °С; ее производительность доходила до 20 т/сут. В 1927 г. промышленный синтез метанола был реализован в США на основе не только оксида, но и диоксида углерода [3].
До недавнего времени процесс синтеза метанола осуществляли при 25—35 МПа, преимущественно на оксидных цинк-хромовых катализаторах. В ходе развития и усовершенствования процесса разрабатываются и используются реакторы повышенной единичной мощности. В настоящее время на крупных агрегатах высокого давления производительность отдельного реактора достигает 2000 т метанола в сутки.
Уже в начальный период было установлено, что помимо оксидных цинк-хромовых катализаторов для синтеза метанола можно применять медьсодержащие катализаторы. Они позволяли работать при более низких давлениях и температурах, однако из-за высокой чувствительности к сере сроки их службы были столь малы, что не было возможности применить эти катализаторы в промышленности. Только с развитием способов предварительной очистки сырья, используемого в синтезе метанола (природный газ и бензин), с помощью оксида цинка [4] были созданы предпосылки для промышленного использования медьсодержащих катализаторов. Даже переработка в метанол высокосернистых остатков нефтепереработки не представляет теперь каких-либо затруднений при условии соответствующей очистки, например процессом Rectisol [5].
Современная технология позволяет получать синтез-газ с общим содержанием серы 0,1 млн-1, что экономически оправдывает использование медьсодержащих метанольных катализаторов. Современный уровень техники позволяет также осуществить достаточно тонкую очистку синтез-газа, получаемого из угля. С 1958 г. начались исследования медьсодержащих катализаторов на фирме ICI (Биллинхэм), а уже в 1966 г. на основе этих работ была пущена первая промышленная установка производительностью 300 т/сут, на которой были использованы медные катализаторы [6]. Сначала эта установка работала при 5 МПа, а через некоторое время была переведена на более высокое давление — до 10 МПа.
В последние годы для синтеза метанола при низком давлении разработан ряд вариантов. Процессы при низком давлении смогут заменить ряд процессов высокого давления, осуществляемых при высоком расходе энергии. Преимущества синтеза при низком давлении можно наиболее полно реализовать в трубчатых реакторах с водяным охлаждением фирмы Lurgi Mineraloltechnik (эти реакторы уже много лет эксплуатируют в промышленном синтезе Фишера — Тропша). Реакторы низкого давления в сочетании с имеющимися в настоящее время арматурой и приборами могут быть изготовлены на мощность 2500—5000 т метанола в сутки.