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一、甲醇的定義、分類及性質

1、甲醇定義

甲醇因在干餾木材中首次發現，又名木精、木醇，英文名為Methanol 或Methyl Alcohol，是結構最為簡單的飽和一元醇，化學分子式為 CH3-OH，為無色、略帶醇香氣味的揮發性液體，沸點64.5-64.7℃，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的重要化學品之一，既是重要的化工原料，也是一種燃料。

2、甲醇分類

甲醇大體上有工業甲醇、燃料甲醇和變性甲醇之分，目前以工業甲醇為主。

2.1工業甲醇:凡是以煤、焦油、天然氣、輕油、重油等為原料合成的，其質量指標符合國標GB 338-2004 要求的，都是工業甲醇。

2.2燃料甲醇:隨著可再生資源的開發利用，利用農作物秸稈、速生林木及林木廢棄物、城市有機垃圾等也可以氣化合成甲醇。粗甲醇經脫水精制、作為燃料使用的無水甲醇，稱為燃料甲醇。燃料甲醇未加變性劑，成本往往要比工業甲醇低，因為對它只有可燃燒和無水的要求。

2.3變性甲醇:是指加入了甲醇變性劑的燃料甲醇或工業甲醇。由于甲醇和汽油、柴油不互溶，尤其在低溫潮濕環境中發生分層（相分離）現象而造成發動機不能正常工作，因此燃料甲醇（或工業甲醇）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，專門用于調配車用甲醇汽油的甲醇。

3、甲醇的物理及化學性質

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、脂環醇和芳香醇。按醇分子中所含羥基的數目可分為一元醇、二元醇和三元醇。二元醇以上統稱多元醇。甲醇是有機物醇類中最簡單的一元飽和醇。

甲醇是一種無色、透明、易燃、易揮發的有毒液體，略有酒精氣味。分子量 32.04，相對密度 0.792(20/4℃)，熔點-97.8℃，沸點 64.5℃，閃點 12.22℃，自燃點 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溶劑7相混溶，遇熱、明火或氧化劑易燃燒。燃燒反應式為：2CH3 OH 3O2→2CO2 4H2 O。甲醇燃燒時無煙，火焰呈藍色。

甲醇化學性質較活潑，具有脂肪族伯醇的一般性質，能發生氧化、酯化、羰基化等化學反應，其連有羥基的碳原子上的三個氫原子均可被一一氧化，或脫氫生成甲醛，再氧化成甲酸，甲酸氧化的最終產物是二氧化碳和水。甲醇不具酸性，其分子組成雖有能作為堿性特征的羥基，但也不呈堿性，對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中樞神經系統有麻醉作用；對視神經和視網膜有特殊選擇作用，引起病變；可致代謝性酸中毒。甲醇毒性對人體的神經系統和血液系統影響最大，其蒸氣能損害人的呼吸道粘膜和視力。人誤飲 5-10ml 甲醇就會嚴重中毒，造成雙目失明，大量飲入會導致死亡。空氣中常規允許濃度為 5mg/m3；甲醇工業廢水經處理才能排放，處理后的甲醇允許含量不應大于 200mg/L。在有甲醇蒸汽的現場短時間工作時，要配戴防毒面具、橡皮手套、防護眼鏡等安全用具。包裝容器應有“易燃液體”、“有毒品”等危險品標志。因此，運輸、儲存甲醇均須服從危險品運輸儲存標準。

二、甲醇制備方法

1、概述

以煤為原料生產甲醇的工藝流程，采用固定床氣化方法制取水煤氣作為合成甲醇的原料，可分為單醇技術和合成氨聯產甲醇工藝，后者規模均較小，一般不超過10萬噸/年；另一種是采用氣流床氣化（主要是采用水煤漿氣化）方法制取水煤氣作為合成甲醇的原料，單套裝置規模可以達到20萬噸年以上，目前正在朝大型化方向發展。以煤為原料生產甲醇的主要工藝流程為：氣化、凈化、甲醇合成、甲醇精制等

煤制甲醇工藝流程

焦爐煤氣-----三段壓縮------三段油過濾器----焦爐氣初預熱器----鐵鉬脫硫----氧化錳脫硫----中溫鋅脫硫-------焦爐氣預熱器------預熱爐-----轉化爐------焦爐氣預熱器-----焦爐氣初預熱器------鍋爐給水預熱器-----第一二水冷器------氣液分離器-----常溫鋅脫硫-----五段壓縮------五段油過濾器--------氣氣換熱器-----電加熱器------合成塔-------合成廢鍋------氣氣換熱器-----水冷器------甲醇分離器（氣體大部分打循環，少部分放空）-----閃蒸槽-------甲醇中間槽-----預塔精餾----加壓塔精餾-----常壓塔精餾-----回收塔精餾----精甲醇儲罐

2、干餾法

最早是用木材干餾法生產甲醇，故甲醇也叫木醇。自然游離狀態的甲醇非常的少，故這種方法既浪費木材，產品又含有丙酮等雜質，并且很難除去。因為這種方法不能滿足需要，1924年以后，人們開始逐漸停止使用這個方法。

3、合成法

3.1 甲醇的生產，主要是合成法，合成的化學反應式為：2H2+CO→CH3OH [3] 

3.2 將合成后的粗甲醇，經預精餾脫除甲醚。（高壓法最先實現工業合成的方法，但因其能耗大，加工復雜，材質要求苛刻，產品中副產物多，由ICI低壓和中壓法及Lurgi低壓和中壓法取代。工業上合成醇幾乎全部采用一氧化碳加壓催化加氫的方法，工藝過程包括造氣、合成凈化、甲醇合成和粗甲醇精餾等工序。）

3.3 將粗甲醇凈化，凈化過程包括精餾和化學處理。化學處理主要用堿破壞在精餾過程中難以分離的雜質，并調節pH值；精餾主要是脫除易揮發組分如二甲醚，以及難揮發的乙醇、高碳醇和水。*粗餾后的純度一般都可達到98%以上。

3.4 將工業甲醇用精餾的方法將含水量降到0.01%以下。再用次碘酸鈉處理，可除去其中的丙酮。經精餾得純品甲醇。

3.5 BV-Ⅲ級甲醇的制備主要采用精餾工藝。以工業甲醇為原料，經精餾、超凈過濾、超凈分裝，得高純甲醇產品。一般均以工業甲醇為原料，經常壓蒸餾除去水分，控制塔頂64～65℃，過濾除去不溶物即可。

三、煤制甲醇上下游產業鏈

   1、發展歷程:甲醇在我國化工生產過程中得到廣泛應用，其下游產業規模龐大，甲醇行業將煤化工、石油化工、天然氣化工聯系到一起，甲醇行業已成為中國煤化工及精細化工領域不可或缺的組成部分。中國甲醇行業發展歷程分為依附階段、獨立發展階段、天然氣制甲醇階段、煤制甲醇階段及甲烯一體化階段

   2、甲醇上下游產業鏈

煤制甲醇行業產業鏈由上游原料供應，中游產品生產及下游加工應用三個環節構成。產業鏈上游環節涉及煤炭、天然氣及焦爐氣供應企業三者并舉，且以煤炭為主，特別是我國利用高硫、劣質煤生產甲醇的技術處于世界前列，且原料來源穩定可靠，已初步形成了規模生產能力。產業鏈中游主體是甲醇生產企業，利用煤化工或天然氣化工技術制備生產甲醇；產業鏈下游參與主體是甲醛、二甲醚、醋酸等傳統甲醇應用產品生產企業，及烯烴、甲醇燃料等新型甲醇應用產品生產企業。據統計，以甲醇為原料的一次加工產品已有近 30 種，以甲醇為原料進行深加工的產品可達上百種。

四、甲醇行業分布特征

甲醇行業供需格局呈現逆向分布特征。中國西部蘊含豐富煤炭、天然氣資源，而甲醇行業對原料依賴性高，為控制成本，甲醇生產裝置多建于中國西部地區，其中，陜西、山西、內蒙古、寧夏和新疆是煤制甲醇集中區，四川、重慶是天然氣制甲醇集中區。甲醇行業下游是烯烴、甲醛、二甲醚、甲醇燃料等化工企業，該類企業更靠近消費終端，集中于華東、華南地區，中國甲醇行業供需格局呈現逆向分布特征。

五、甲醇行業面臨的挑戰

1、行業競爭

近十年來，中國的甲醇行業取得了顯著的成就，成為了世界上最大的甲醇生產國與消費國，但行業依然存在一定的問題與隱憂。主要是源于世界石油產業巨大變化。

一方面，中國甲醇生產主要來源于煤炭，與天然氣等生產工藝直接競爭，另外一方面，我國的甲醇主要用于制取烯烴，同樣與乙烷、石腦油裂解生產烯烴等工藝直接競爭。

2、國內外競爭

隨著美國頁巖氣、頁巖油技術開采突破，美國由石油的凈進口國轉變為凈出口國，且國內庫存水位較高，全球天然氣價格，石油價格與乙烯價格都承受了較大壓力。對以煤制甲醇工藝為主的中國而言，這意味著成本優勢的競爭力減弱，下游需求的直接下滑，同時還有面臨低價的進口產品的沖擊。

此外美國頁巖氣快速增長，使甲醇生產成本大幅降低，新建、擴建并重啟了多個甲醇項目。2015年開始美國甲醇產能擴能了150%，成為新興的甲醇出口國，2017年，美國甲醇產能約580萬噸。未來美國、中東廉價的頁巖氣、天然氣形成的成本優勢對我國甲醇生產構成巨大壓力，特別是華東沿海地區市場。

3、應對措施

針對這種情況，我國甲醇行業需要合理控制產能總量，淘汰落后產能并引導部分產能退出，嚴格控制新增產能，并提升產業集中度，增強企業抵御風險的能力。此外需要積極的拓展甲醇的應用范圍，如甲醇燃料市場就有較大的發展空間。此外這一市場的政策取向也較為明顯，2019年，工信部等八部委聯合下發了關于在部分地區開展甲醇汽車應用的指導意見》，強調加快甲醇汽車制造體系建設，推進甲醇燃料生產及加速體系建設，鼓勵甲醇汽車應用。隨著技術成熟，以及甲醇重整制氫的氫燃料電池的發展，我國的甲醇未來將有望成為能源清潔利用的典型產品，具有廣闊的市場前景

甲醇汽車比普通汽車污染物排放少20%-30%，其中PM2.5排放會降低80%以上，因此，甲醇是名符其實的清潔燃料。可替代汽、柴油，用于各種機動車和鍋灶爐使用。甲醇總的生產成本費用，按熱值計算，已經開始低于汽油和其它石油成品油，并且，這種高含氧燃料的實際熱效率更高一些，為甲醇及其衍生物DME等替代石油燃料創造了良好的條件。

六、煤制甲醇作為替代燃料可緩解能源壓力

甲醇是煤化工產業鏈中第一環節的產品。自身產業鏈長，甲醇燃料的推廣和應用，使得甲醇的需求市場進一步擴張。甲醇可以按5%、15%或25%的比例添入汽油，得到的甲醇燃料稱為M5、M15、M25，現有發動機無須改造即可使用，同時甲醇的下游產品二甲醚可作為柴油替代品。??

由于甲醇具有沸點低辛烷值高等特點，使得它作為燃料具有含氧量高、熱值比汽油弱的特點，汽化潛熱是汽油的3.7倍多。同時，由于甲醇燃料理化性能接近汽油，在汽油機上使用甲醇燃料，發動機不需做大的變動，甲醇與汽油相溶性較好，可實現各種比例摻燒。而且幾十萬噸/年的裝置就可達到經濟規模（合成油則至少應達到幾百萬噸/年規模），甲醇可以不必過分集中生產，便于企業投資興建和產品輸送，即使較長距離的輸送，也比輸煤和輸氣便利。再加上它是含氧化合物，燃燒完全，在汽車發動機中的能量利用效率高于汽油，其經濟性很具有競爭力。

甲醇的燃燒特性有兩大特點：一是極佳的冷卻作用，可以降低發動機溫度，不致過熱；二是極高的抗爆能力，能夠在高于優質汽油所容許的壓力下燃燒而不會爆震。這正適合高壓縮比、高性能的發動機。充分發揮其高辛烷值的作用，輸出更大的功率。

1、甲醇燃料優點

甲醇燃料是利用工業甲醇或燃料甲醇，加變性醇添加劑，與現有國標汽柴油（或組分油），按一定體積（或重量比）經嚴格科學工藝調配制成的一種新型清潔燃料。具有以下優點：

1.1 節省石油

　　在成品汽、柴油中摻加15%燃料甲醇[也可以用更高的比例添加]，經助溶劑復配，熱效率與成品油基本相等，可以替代成品汽、柴油使用節省寶貴的石油資源，節省大量外匯。

1.2 安全方便

　　甲醇的蒸汽壓力比汽油壓力小，比重高，蒸汽比汽油不易揮發上浮，著火危險性比汽油小；甲醇有優良的傳導性，

1.3 動力性好

　　甲醇含氧，可促進充分燃燒，蒸發潛熱大，可提高發動機的熱效率。

1.4 減少排放

　　甲醇燃料是國際上公認的清潔燃料，甲醇為含氧化合物，其燃燒排放比石油燃燒所生成的有害物質明顯降低。

2、甲醇燃料的缺點

2.1 甲醇的汽抄化潛熱高，易造成甲醇燃料的低溫起動性能差，冬天需要采取相應防凍措施。

2.2 甲醇與汽油混合形成共沸物，在甲醇15%配比附近甲醇汽油蒸汽壓顯著提高，當環境氣溫較高時甲醇汽油襲在油路中容易形成氣阻，造成汽車供油不暢。

2.3 甲醇不完全燃燒易形成非常規污染排放物，其中甲醛的排放比常規汽油車排放高，容易造成汽車三元催化器中毒。

2.4 甲醇具有腐蝕性，對橡膠有溶脹作用，因此將甲醇汽油中往往要加入抗腐蝕、抗溶脹的添加劑。

2.5 甲醇是優良溶劑，進入汽缸后會破壞缸壁油膜，容易造成汽缸壁——活塞環摩擦副的異常磨損。

2.6 甲醇不完全燃燒產物中，含有酸性物質，易造成發動機潤滑油提前酸化。

七、甲醇的用途

1、基本有機原料之一，用于制造氯甲烷、甲胺和硫酸二甲酯等多種有機產品。也是農藥（殺蟲劑、殺螨劑）、醫藥（磺胺類、合霉素等）的原料，合成對苯二甲酸二甲酯、甲基丙烯酸甲酯和丙烯酸甲酯的原料之一。 

2、甲醇的主要應用領域是生產甲醛，甲醇在高溫、催化劑存在下直接氧化制甲醛。目前，國內外40~?50%的甲醇用于制甲醛，進而合成樹脂、塑料及其他化工原料。甲醛可用來生產膠粘劑，主要用于木材加工業，其次是用作模塑料、涂料、紡織物及紙張等的處理劑。

3、甲醇羰基化制醋酸?

由甲醇和一氧化碳在低壓下羰基合成制醋酸，年生產能力達200萬噸,占世界總醋酸生產能力的50%以上。?醋酸消費約占全球甲醇需求的7%，可生產醋酸乙烯、醋酸纖維和醋酸酯等，其需求與涂料、粘合劑和紡織等方面的需求密切相關。

4、甲醇可用于制造甲酸甲酯，甲酸甲酯可用于生產甲酸、甲酰胺和其他精細化工產品，還可用作殺蟲劑、殺菌劑、熏蒸劑、煙草處理劑和汽油添加劑。

5、甲醇也可制造甲胺，將甲醇與氨按一定比例混合,在370~420℃、5.0~20.0MPa壓力下，以活性氧化鋁為催化劑進行合成,制得一、二、三甲胺的混合物,再經精餾可得一、二或三甲胺產品。?

一、二、三甲胺用于農藥、醫藥、染料方面或用作有機原料中間體。

6、可合成為碳酸二甲酯，是一種環保產品，應用于醫藥、農業和特種行業等。

7、可合成為乙二醇，是石化中間原料之一，可用于生產聚酯和防凍劑。甲醇可以做防凍劑，嚴冬時節在汽車水箱中添加適量甲醇，能使水箱中循環冷卻水不凍，

8、可用于制造生長促進劑。可以使作物大量增產，保持枝葉鮮嫩、茁壯茂盛、在夏天也不會枯萎，可大量減少灌溉用水，有利于旱地作物的生長。

9、可合成甲醇蛋白，以甲醇為原料經微生物發酵生產的甲醇蛋白被稱為第二代單細胞蛋白，與天然蛋白相比，營養價值更高，粗蛋白含量比魚粉和大豆高得多，而且含有豐富的氨基酸、礦物質和維生素，可以代替魚粉、大豆、骨粉、肉類和脫脂奶粉。是頗有發展前景的飼料添加劑，能廣泛用于牲畜、家禽、魚類的飼養。

10、甲醇用作清洗去油劑，MOS級主要用于分立器件，中、大規模集成電路，BV-Ⅲ級主要用于超大規模集成電路工藝技術。

11、用作分析試劑，如作溶劑、甲基化試劑、色譜分析試劑。還用于有機合成。甲醇是一種重要的有機溶劑，其溶解性能優于乙醇，可用于調制油漆。一些無機鹽如碘化鈉、氯化鈣、硝酸銨、硫酸銅、硝酸銀、氯化銨、氯化鈉都或多或少地能溶于甲醇。作為一種良好的萃取劑，甲醇在分析化學中可用于一些物質的分離，還用于檢驗和測定硼

12、通常甲醇是一種比乙醇更好的溶劑，可以溶解許多無機鹽。亦可摻入汽油作替代燃料使用。20世紀80年代以來，甲醇用于生產汽油辛烷值添加劑甲基叔丁基醚、甲醇汽油、甲醇燃料，以及甲醇蛋白等產品，促進了甲醇生產的發展和市場需要。

13、甲醇制甲基叔丁基醚(MTBE)?甲醇與異丁烯反應得到MTBE，MTBE具有較好的調和特性,從環保和發動機操作兩方面考慮均被認為是汽油最好的改良劑,MTBE工業因此得以高速發展,MTBE?被列入世界上50種基本化工產品之一,每噸MTBE約需消耗0.4噸甲醇,因此可望成為今后甲醇大噸位的一級下游產品。它是高辛烷值無鉛汽油添加劑，亦可用作溶劑。

14、甲醇可用于生產二甲醚，甲醇在催化劑存在下，脫水可制得二甲醚(DME)，二甲醚是甲醇新一代衍生產品，二甲醚除了在日用化工、制藥、農藥、染料、涂料等方面有廣泛的用途，還具有方便清潔、十六烷值高、動力性能好、污染少。易加壓為液體、易儲存等燃料性能。甲醇和二甲醚按一定比例配制而成的新型液體燃料稱為醇醚燃料，它是液化石油氣(LPG)和柴油的理想替代燃料。?它的燃燒效率和熱效率均高于液化氣。

15、甲醇制烯烴?

甲醇制烯烴技術已經成熟，甲醇制烯烴將是一條嶄新的非石油路線生產烯烴的方法，將會對我國石油化工原料結構的改變產生重大影響。?