第一部分 甲醇概述一、甲醇定義及分類甲醇，又名木精、木醇，英文名為Methanol或Methyl Alcohol，化學(xué)分子式為CH3-OH，為無(wú)色、略帶醇香氣味的揮發(fā)性液體，能溶于水，在汽油中有較大的溶解度，有毒、易燃，其蒸汽與空氣能形成爆炸混合物。甲醇是由合成氣生產(chǎn)的重要化學(xué)品之一，既是重要的化工原料，也是一種燃料。

　　甲醇大體上有工業(yè)甲醇、燃料甲醇和變性甲醇之分，目前以工業(yè)甲醇為主。凡是以煤、焦油、天然氣、輕油、重油等為原料合成的，其質(zhì)量指標(biāo)符合國(guó)標(biāo)GB 338-2004要求的，都是工業(yè)甲醇。隨著可再生資源的開發(fā)利用，利用農(nóng)作物秸稈、速生林木及林木廢棄物、城市有機(jī)垃圾等也可以氣化合成甲醇。粗甲醇經(jīng)脫水精制、作為燃料使用的無(wú)水甲醇，稱為燃料甲醇。由于對(duì)燃料甲醇只有可燃燒和無(wú)水的要求，因此一般不加變性劑，成本往往要比工業(yè)甲醇低。變性甲醇是指加入了甲醇變性劑的燃料甲醇或工業(yè)甲醇。由于甲醇與汽油、柴油不互溶，尤其在低溫潮濕環(huán)境中發(fā)生分層(相分離)現(xiàn)象而造成發(fā)動(dòng)機(jī)不能正常工作，因此燃料甲醇(或工業(yè)甲醇)變性后才能加入汽油、柴油使用。變性燃料甲醇是在工業(yè)用甲醇中加入一定比例的車用甲醇汽油添加劑后，專門用于調(diào)配車用甲醇汽油的甲醇。二、甲醇物理及化學(xué)性質(zhì)醇是由烴基和羥基兩部分組成。按烴基的類型，醇可分為飽和醇、不飽和醇、脂環(huán)醇和芳香醇。按醇分子中所含羥基的數(shù)目可分為一元醇、二元醇和三元醇。二元醇以上統(tǒng)稱多元醇。甲醇是有機(jī)物醇類中最簡(jiǎn)單的一元飽和醇。

　　甲醇是一種無(wú)色、透明、易燃、易揮發(fā)的有毒液體，略有酒精氣味。分子量32.04，相對(duì)密度0.792(20/4℃)，熔點(diǎn)-97.8℃，沸點(diǎn)64.5℃，閃點(diǎn)12.22℃，自燃點(diǎn)463.89℃，蒸氣密度1.11，蒸氣壓13.33KPa(100mmHg 21.2℃)，蒸氣與空氣混合物爆炸極限為6.0%-36.5%(體積)。能與水、乙醇、乙醚、苯、酮、鹵代烴和許多其他有機(jī)溶劑相混溶，遇熱、明火或氧化劑易燃燒。燃燒反應(yīng)式為：。甲醇燃燒時(shí)無(wú)煙，火焰呈藍(lán)色。

　　甲醇化學(xué)性質(zhì)較活潑，具有脂肪族伯醇的一般性質(zhì)，能發(fā)生氧化、酯化、羰基化等化學(xué)反應(yīng)，其連有羥基的碳原子上的三個(gè)氫原子均可被一一氧化，或脫氫生成甲醛，再氧化成甲酸，甲酸氧化的最終產(chǎn)物是二氧化碳和水。甲醇不具酸性，同時(shí)其分子組成雖有能作為堿性特征的羥基，但也不呈堿性，對(duì)酚酞及石蕊均呈中性。試劑甲醇常密封保存在棕色瓶中置于較冷處。

　　甲醇經(jīng)呼吸道、胃腸道和皮膚吸收可致人中毒。甲醇的健康危害主要是對(duì)中樞神經(jīng)系統(tǒng)有麻醉作用；對(duì)視神經(jīng)和視網(wǎng)膜有特殊選擇作用，引起病變；可致代謝性酸中毒。空氣中常規(guī)允許濃度為5mg/m3。甲醇工業(yè)廢水經(jīng)處理才能排放，處理后的甲醇允許含量不應(yīng)大于200mg/L。在有甲醇蒸汽的現(xiàn)場(chǎng)短時(shí)間工作時(shí)，要配戴防毒面具、橡皮手套、防護(hù)眼鏡等安全用具。包裝容器應(yīng)有“易燃液體”、“有毒品”等危險(xiǎn)品標(biāo)志。三、甲醇生產(chǎn)工藝甲醇生產(chǎn)的主要原料是一氧化碳和氫氣，轉(zhuǎn)化過(guò)程不產(chǎn)生任何副產(chǎn)品，沒(méi)有污染物排放。

　　自1923年開始工業(yè)化生產(chǎn)以來(lái)，甲醇合成的原料路線經(jīng)歷了很大變化。20世紀(jì)50年代以前多以煤和焦炭為原料；50年代以后，以天然氣為原料的甲醇生產(chǎn)流程被廣泛應(yīng)用；進(jìn)入60年代以來(lái)，以重油為原料的甲醇裝置有所發(fā)展。目前，歐美、中東地區(qū)國(guó)家主要采用天然氣為原料生產(chǎn)甲醇，該工藝具備投資低、無(wú)污染的優(yōu)點(diǎn)，且無(wú)需過(guò)多考慮副產(chǎn)物銷路。由于我國(guó)一次能源結(jié)構(gòu)具有“富煤貧油少氣”特征，缺少廉價(jià)的天然氣資源，同時(shí)隨著石油資源緊缺、油價(jià)持續(xù)上漲，在大力發(fā)展煤炭潔凈利用技術(shù)的背景下，當(dāng)前并且今后較長(zhǎng)一段時(shí)間內(nèi)煤炭仍是我國(guó)甲醇生產(chǎn)最重要的原料。此外，我國(guó)還有部分企業(yè)采用焦?fàn)t氣為原料生產(chǎn)甲醇，這也是我國(guó)獨(dú)有的甲醇制取技術(shù)。

　　2010年我國(guó)以煤為原料的甲醇裝置產(chǎn)能占國(guó)內(nèi)總產(chǎn)能的63%，以天然氣為原料的占21.2%，以焦?fàn)t氣為原料的占15.8%。

　　在煤制甲醇工藝中，煤與來(lái)自空氣中的氧氣在氣化爐內(nèi)制得高CO含量的粗煤氣，按照一定碳?xì)浔燃尤耄��?jīng)凈化工序?qū)⒍嘤嗟暮土蚧�物脫除后得到甲醇合成氣，再�?jīng)過(guò)壓縮、合成等工序制得含水粗甲醇，最后經(jīng)過(guò)精餾工序精制得到產(chǎn)品甲醇。

　　以天然氣為原料制甲醇的生產(chǎn)工藝主要由預(yù)轉(zhuǎn)化、轉(zhuǎn)化、壓縮、合成和精餾等單元組成。天然氣經(jīng)預(yù)轉(zhuǎn)化脫硫后，只需調(diào)整合適的水碳比，轉(zhuǎn)化后的合成氣即達(dá)到甲醇合成的要求。因此天然氣制甲醇工藝技術(shù)可靠、流程短、設(shè)備少、操作簡(jiǎn)單，適合于建設(shè)大型或超大型甲醇裝置。

　　目前，世界上只有中國(guó)大規(guī)模地采用焦?fàn)t煤氣制取甲醇的技術(shù)。焦?fàn)t煤氣制取甲醇的關(guān)鍵技術(shù)是將焦?fàn)t煤氣中的甲烷及少量多碳烴轉(zhuǎn)化為一氧化碳和氫氣。基本工藝是焦?fàn)t煤氣首先經(jīng)低壓壓縮，然后進(jìn)行有機(jī)硫加轉(zhuǎn)化為無(wú)機(jī)硫，精脫硫后加壓催化部分氧化，使焦?fàn)t氣中的烴類進(jìn)行轉(zhuǎn)化，使之成為CO和，加壓合成粗甲醇，經(jīng)過(guò)精餾產(chǎn)出產(chǎn)品甲醇。

　　四、甲醇用途甲醇是一種重要的有機(jī)化工原料，應(yīng)用廣泛，可以用來(lái)生產(chǎn)甲醛、二甲醚、醋酸、甲基叔丁基醚(MTBE)、二甲基甲酰胺(DMF)、甲胺、氯甲烷、對(duì)苯二甲酸二甲脂、甲基丙烯酸甲脂、合成橡膠等一系列有機(jī)化工產(chǎn)品；甲醇不但是重要的化工原料，而且是優(yōu)良的能源和車用燃料，可以加入汽油摻燒或代替汽油作為動(dòng)力燃料；近年來(lái)甲醇制烯烴技術(shù)正日益受到重視；甲醇也是生產(chǎn)敵百蟲、甲基對(duì)硫磷、多菌靈等農(nóng)藥的原料；甲醇經(jīng)生物發(fā)酵可生產(chǎn)甲醇蛋白，用作飼料添加劑。此外，近年來(lái)，C1化學(xué)的發(fā)展，由甲醇出發(fā)合成乙二醇、乙醛、乙醇等工藝路線(現(xiàn)多由乙烯出發(fā)制得)正日益受到關(guān)注。