甲醇工业发展的方向及应用

1、甲醇工业发展的方向及应用甲醇是一种重要的有机化工原料，应用广泛，可以用来生产 甲 醛、合成橡胶、甲胺、对苯二甲酸二甲脂、 甲基丙烯酸甲脂、 氯甲烷、 醋酸、甲基叔丁基醚 等一系列有机化工产品， 而且还可以加入汽油掺 烧或代替汽油作为动力燃料以及用来合成甲醇蛋白。 随着当今世界石 油资源的日益减少和甲醇单位成本的降低， 用甲醇作为新的石化原料 来源已经成为一种趋势。 尽管目前全球甲醇生产能力相对过剩， 并且 不排除由于某种原因而引起甲醇市场的波动，但是对于有着丰富的 煤、石油、天然气资源的地区，除了研究开发新技术降低成本，还要 不断开拓甲醇应用领域， 大力生产和发展甲醇下游产品， 从而促进整 个

2、甲醇工业的发展。1 大力生产和发展甲醇下游产品 甲醇下游产品种类很多，结合市场需求，发展国内市场紧缺，特 别是可以替代石油化工产品的甲醇下游产品， 是未来大规模发展甲醇 生产，提高市场竞争能力的重要方向。1.1 甲醛甲醛是甲醇最重要的下游产品之一 ，也是最重要的基本有机化工 原料之一。它最大的用途是生产酚醛树脂、 黏合剂及其它有机化学品。 近年来，随着我国经济建设的迅速发展，甲醛产量每年以 4.5%的速 度增长，年需原料甲醇 100 万吨以上。为满足化工市场的需求，应大 力开发以甲醇为原料的生产甲醛的新工艺，以满足优质工程塑料 （酚 醛树脂 ）和乌洛托品等合成的需要。1.2 甲酸甲酯甲酸甲酯（

3、MF）被誉为万能的中间体，由它衍生出的化学品达几十 种。它是当前 C1 化学发展的热点，目前国内外广泛采用的大规模生 产方法是甲醇羰基化法租甲醇脱氢法。 甲醇羰基化法制甲酸甲酯成本 仅为传统酯化法的 1/3。甲酸甲酯可用于生产甲酸、甲酰胺和其他精 细化工产品，还可直接用作杀虫剂、杀菌剂、熏蒸剂、烟草处理剂和 汽油添加剂， 它的需求量将以每年 10%的速度递增。 随着环保要求的 不断提高，由甲醇、C02和H2合成工艺甲酸甲酯值得关注。1.3甲胺甲胺是一种重要的脂肪胺， 以液氨和甲醇为原料， 在催化条件下， 通过加压精馏分离不同结构的系列产品 （一甲胺、二甲胺、三甲胺 ）， 是基本的有机化工原料之

4、一， 目前全世界年生产能力为 112万吨，国 内年生产能力为 25万吨，全球年消费量为 165 万吨，年消费递增率 为 12%。随着我国 DMF 的迅速发展，也带动了甲胺特别是二甲胺需 求量的不断增加。一甲胺、二甲胺和三甲胺等都是化学工业、农药、 医药及涂料的中间体， 有相当大的市场前景。 比利时联合化学公司开 发的甲胺制造工艺办甲醇和氨为原料， 通过其开发的高性能催化剂可 以制取任意比例的一甲胺、 二甲胺和三甲胺； 是全部采用计算机控制 的一种无公害的连续生产工艺，该工艺总收率在 96.5%以上，最终产 品纯度极高，催化剂寿命超过两年。1.4碳酸二甲酯以甲醇气相氧化羰基化法合成的碳酸二甲酯

5、（DMC） ，是近年来受到国内外广泛关注的环保型绿色产品。 随着全球环境保护及安全生产 要求的日趋严格，硫酸二甲酯、光气、氯甲酸甲脂、氯甲烷等化学品 将在世界范围内被淘汰， DMC 化学结构中含有甲基、羧基和甲氧羰 基，在化学合成反应中可以起到上述化学品的功能， 仅代替上述产品 的市场份额就相当可观。而且DMC通过了非毒性化学品的注册登记， 为其在医药、 光电子材料及其它应用领域打开了通道。 中科院有机化 学研究所开发出的新型甲醇液相氧化羰化合成 DMC 的工艺路线，包 括新型共沸精细工艺， 达到了国际先进水平， 显示出良好的工业化应 用前景，不仅可以提高我国甲醇和氮肥行业的经济效益， 而且可

6、以帮 助带动医药、农药和特种行业的技术经济进步， 其应用前景十分广阔。1.5 乙二醇我国乙二醇的消费构成中约 95%用于生产聚酯， 5%用于生产防 冻剂等方面。近年来，由于聚酯工业需求强劲，国内市场对乙二醇需 求保持快速增长的势头。据统计， 1995年，我国乙二醇的表观消费 量为 65.7 万吨，目前已经达到 508.8万吨，已超过美国成为世界第一 大乙二醇消费国。据预测， 2008年我国聚酯产量将达到 1730 万吨， 按聚酯单耗 0.34吨/吨计算，约需乙二醇 588 万吨； 2010年聚酯产量 为 1900 万吨，约需要乙二醇 646 万吨。 加上防冻液等 5%的需求。 预 计 2008

7、 年国内乙二醇总需求量约 617万吨， 2010 年约需要 677万吨。 可以说，乙二醇是近两年来市场表现最活跃的石化中间原料之一。 未 来几年，我国乙二醇市场将成为国外产品竞争的大舞台， 但我国乙二 醇生产水平与国外相比还有差距，能耗和物耗要比国外先进水平高，我们应采取措施使之达到国际先进水平，增强产品的竞争力乙二醇的工业生产方法有乙烯氧化生成环氧乙烷， 环氧乙烷再水 解生成乙二醇。 开发甲醇食成乙二醇路线， 可以实现以煤代油合成乙 二醇，具有重要意义。甲醇制甲醛再转化为乙二醇的路线，鉴于合成 气制甲醇技术和甲醇生产甲醛技术都已经非常成熟， 因而该工艺很有 开发前景。日本原于能研究所大阪放射

8、化学研究室开发了一种在过氧 化氢存在下， 从甲醇光诱发选择性合成乙二醇的方法， 乙二醇产率随 紫外光照射时间增加而增加。 过氧化氢被紫外线分解成羟基、 羟基很 快和甲醇反应形成羟甲基，羟甲基迅速聚合成乙二醇。1.6 甲基叔丁基醚甲基叔丁基醚 (MTBE) 是甲醇下游产品中增长最快的一个品种， 它是一种重要的高辛烷值汽油添加剂，曾被誉为第三代石油化学品。 尽管最近一项研究表明； MTBE 极易对土壤、地下水造成污染， 且能 致癌旭在第四代石油化学品未出现之前； 它还是较为理想的汽油添加 剂。随着我国政府对环境保护的日益重视和汽油无铅化的呼声不断高 涨，为 MTBE 提供于广泛的市场。据有关专家预

9、测，今后几年我国 对 MTBE 的需求将会有更大的增长， 生产 MTBE 所需甲醇将达到 25 万吨 /年左右。2大力开发甲醇能源技术2.1 甲醇掺烧汽油和柴油20 世纪 70 年代出现的两次石油危机及严格的环保要求，大大促 进了甲醇车用燃料的开发， 甲醇汽油是工种液态清洁燃料， 在国际上 早已经作为清洁汽车燃料使用。从热值上讲，甲醇含氧更高，与汽油 混合燃烧充分， 所以动力很足。 国际上和国内目前正面临着能源日益 紧张、汽车日渐增多、油价持续上涨的难题。而它优越的燃料品质， 进一步引起了人们的重视。 经过多年的研究开发， 我国在甲醇燃料的 开发及应用已具有了一定的基础 :在汽油中掺入 5%、

10、15%，、 25%和 85%的甲醇及用纯甲醇 (100%)作为汽车燃料的试验研究方面已经进 行大量实质性工作，特别是低比例掺烧甲醇，汽车无需做任何改动， 可直接掺入汽油中使用。 2002 年，我省就已在长安大学汽车学院开 始了普通汽车试用甲醇汽油。 目前，我省已制定了甲醇汽油的相关标 准，并已经开始推广使用。2.2 直接甲醇燃料电池 为适应全球性的能源可持续利用和环境保护的需要， 燃料电池技 术已经成为国际高技术研究开发的热点。 直接以甲醇为燃料， 以甲醇 和氧的电化学反应将化学能自发地转变成电能的发电技术称之为直 接甲醇燃料电池(DMFC)。DMFC是一种综合性能优良，操作简便， 具有广泛应

11、用前景的燃料电池。 它的主要特点是甲醇不经过预处理可 直接应用于阳极反应产生电流， 同时生成水和二氧化碳， 对环境无污 染，为洁净的电源；它的能量转换率高，实际效率可达 70%以上，即 可提高燃料的利用率两倍以上， 是节能高效的发电技术。 因具备高能 源密度、高功率， 零污染等特性，致使燃料电池成为近年来最被看好 的替代能源供应技术主流。 此外，因消费者对于可携式电子产品之功 能要求越来越多， 又因传统二次电池能提供的使用时数明显不足， 故 直接甲醇燃料电池已成为近年来最被看好的未来电子用品的主流电 源。2.3 甲醇生产二甲醚燃料二甲醚(DME)除了在日用化工、制药、农药、染料、涂料等方面 具

12、有广泛的用途外， 它还具有方便、 清洁、十六烷值高、动力性能好、 污染少、稍加压即为液体， 易贮存等燃料性能。较好地解决了能源和 污染的矛盾这一世界难题， 被誉为 “21世纪的绿色燃料 ”。在我国大力 发展二甲醚燃料已经具备较成熟的条件， 通过锅炉改用二甲醚燃料或 建设二甲醚为燃料的燃气轮机， 目前火力发电中供应越来越紧张的柴 油和燃料油也可以考虑用二甲醚来代替。目前，甲醇、 DME 生产技 术和规模使得 DME 作为燃料在经济上是可行的，其发展前景广阔。3加快甲醇应用新技术的开发3.1以甲醇为原料生产低碳烯烃 (MTO/MTP) 甲醇制烯烃的 MTO 工艺和甲醇制丙烯的 MTP 工艺是目前重

13、要 的 C1 化工技术，是以煤基或天然气基合成的甲醇为原料，生产低碳 烯烃的化工工艺技术， 是以煤替代石油生产乙烯、 丙烯等产品的核心 技术。随着我国国民经济的发展及对低碳烯烃需求的日渐攀升， 作为乙 烯生产原料的石脑油、 轻柴油等原料资源， 面临着越来越严重的短缺 局面。因此，加快甲醇制烯烃工艺的工业应用问题引起了各方面的重 视。石油资源短缺已成为我国乙烯工业发展的主要瓶颈之一， 国民经 济的持续健康发展要求我们必须依托自身的资源优势发展石化基础 原料生产，国际油价的节节攀升使 MTO/MTP 项目的经济性更具竞争 力。年利用 1万吨甲醇制烯烃工业化试验装置于 2004年 8月初在陕 西榆林

14、能源化工基地开工建设，标志着我国最大也是惟一的 MTO 项 目正式启动，开辟了我国非石油资源生产低碳烯烃的煤化工新路线。 甲醇制低碳烯烃 (MTO/MTP) 项目将成为众多煤化工项目产业链中的 重要一环。3.2 甲醇生长促进剂 国外研究实践表明，用甲醇生长促进剂喷施在不同的农作物上， 可以大量增产。 另外喷施甲醇生长促进剂后， 农作物还会保持枝叶鲜 嫩、茁壮茂盛， 即使是在炎热的夏季也不会枯萎，可大量减少灌溉用 水，有利于干旱地区农作物的生长，近几年来，甲醇生长促进剂的肥 效作用已经引起国内外专家的高度重视。 甲醇的这一用途， 可以大大 缓解我国肥料的供求矛盾。3.3 甲醇蛋白无论从甲醇下游产

15、品开发， 还是从饲料工业需求角度分析， 甲醇 蛋白都是十分重要且极具市场潜力和发展前景的产品。 以甲醇为原料 经微生物发酵生产的甲醇蛋白被称为第二代单细胞蛋白。 与天然蛋白 相比，营养价值高，它的粗蛋白含量比鱼粉和大豆高得多，而且含有 丰富的氨基酸以及丰富的矿物质和维生素，可以代替鱼粉、大豆、骨 粉、肉类和脱脂奶粉。据中国农科院饲料研究所的有关专家分析，到2010年和2020年，我国蛋白质饲料需求量分别为 0.6亿吨和0.72亿 吨，而资源供给量仅为0.22亿吨和0.24亿吨，供需缺口分别为0.38 亿吨和0.48亿吨。解决好我国蛋白质原料饲料的这一巨额缺口，是 摆在我国饲料企业面前的巨大商机。如果到 2010年10%的蛋白质缺 口由甲醇蛋白顶替，则需求量为 380万吨。这个数字如果能够实现， 对甲醇工业的意义将十分重大。4结束语目前我国甲醇工业投资十分迅猛，因此，建立大型甲醇生产装置， 降低生产成本，大力开发甲醇下游产品，使之向多元化、系列化、精 细化方向发展，参与国际竞争是十分必要的。 我省丰富的煤炭、天然 气资源为甲醇的