甲醇工业发展的方向及应用

第35卷第5期应用化工Vol. 35 No.52006年5月Applied Chemical IndustryMay 2006甲醇工业发展的方向及应用薛彩霞,陈玉涌(陕西省石油化工学校石油化工科,陕西西安710061)摘要:甲醇是 C化学的母体,它不仅是一种化工能源产品,同时也是一种重要的基本有机化工原料。报道了甲醇工业发展的现状,综述了国内外甲醇下游产品的开发研究,从几个方面论述了甲醇在工业生产上的应用及其发展方向。关键词:甲醇;下游产品;能源技术中图分类号:TQ 223.12*1文献标识码:A文章编号:1671 - 3206(2006)05 -0382 -03Direction and application of the development of carbinol industryXUE Cai-xia , CHEN Yu-yong(Department of Petroleum and Chemical ,Shaanxi Petroleum and Chemical School ,Xi' an 710061 ,China)Abstract:As a base for C chemisty, carbinol is not only a chemical energy product, but also an impor-tant raw material for chemical industry. Besides the current development of carbinol industry, the articledescribes the research of carbinol downstream products both domestic and abroad, as well as the applica-tion and development direction in industrial field.Key words :carbinol; downstreamproduct; energy technology甲醇是一种重要的有机化工原料,应用广泛,可的速度增长，,年需原料甲醇100万t以上。为满足以用来生产甲醛、合成橡胶、甲胺、对苯二甲酸二甲化工市场的需求,应大力开发以甲醇为原料的生产脂、甲基丙烯酸甲脂氯甲烷、醋酸、甲基叔丁基醚等甲醛的新工艺,以满足优质工程塑料(酚醛树脂)和一系列有机化工产品,而且还可以加入汽油掺烧或乌洛托品等合成的需要。代替汽油作为动力燃料以及用来合成甲醇蛋白。随1.2甲 酸甲酯[3]着当今世界石油资源的日益减少和甲醇单位成本的甲酸甲酯( MF)被誉为万能的中间体,由它衍生降低,用甲醇作为新的石化原料来源已经成为一种出的化学品达几十种。它是当前C,化学发展的热趋势。尽管目前全球甲醇生产能力相对过剩,并且点,目前国内外广泛采用的大规模生产方法是甲醇不排除由于某种原因而引起甲醇市场的波动,但是羰基化法和甲醇脱氢法。甲醇羰基化法制甲酸甲酯对于有着丰富的煤、石油、天然气资源的西部地区,成本仅为传统酯化法的1/3。甲酸甲酯可用于生产除了研究开发新技术降低成本,还要不断开拓甲醇甲酸、甲酰胺和其他精细化工产品,还可直接用作杀应用领域,大力生产和发展甲醇下游产品,从而促进虫剂、杀菌剂、熏蒸剂、烟草处理剂和汽油添加剂,它整个甲醇工业的发展。的需求量将以每年10%的速度递增。随着环保要1大力 生产和发展甲醇下游产品[,2]求的不断提高,由甲醇、CO2和H2合成工艺甲酸甲甲醇下游产品种类很多,结合市场需求,发展国酯值得关注。内市场紧缺,特别是可以替代石油化工产品的甲醇1.3甲胺下游产品,是未来大规模发展甲醇生产,提高市场竞甲胺是-种重要的脂肪胺,以液氨和甲醇为原争能力的重要方向。料,在催化条件下,通过加压精馏分离不同结构的系1.1 甲醛.列产品(- -甲胺、二甲胺、三甲胺) ,是基本的有机化甲醛是甲醇最重要的下游产品之一,也是最重工原料之一,目前全世界年生产能力为112万t,国要的基本有机化工原料之- - 。它最大的用途是生产内年生产能力为25万t,全球年消费量为165万t,酚醛树脂、黏合剂及其它有机化学品。近年来,随着年消费递增率为12%。随着我国DMF的迅速发我国经济建设的迅速发展,甲醛产量每年以4.5%展，也带动了甲胺特别是二甲胺需求量的不断增收稿日期:2006-02-07作者简介:薛彩霞(1972 -) ,女,山西永济人,陕西省石油化工学校讲师,从事化工原理教学工作。电话: 13109518752 ,mal: cali@ humu. edu. cn第5期薛彩霞等:甲醇工业发展的方向及应用383加。一甲胺、二甲胺和三甲胺等都是化学工业、农大坂放射化学研究室开发了一种在过氧化氢存在药、医药及涂料的中间体,有相当大的市场前景。比下 ,从甲醇光诱发选择性合成乙二醇的方法,乙二醇利时联合化学公司开发的甲胺制造工艺以甲醇和氨产率随紫外光照射时间增加而增加。过氧化氢被紫为原料,通过其开发的高性能催化剂可以制取任意外线分解成羟基,羟基很快和甲醇反应形成羟甲基,比例的一甲胺、二甲胺和三甲胺,是全部采用计算机羟甲基迅速聚合成乙二醇。控制的- -种无公害的连续生产工艺。该工艺总收率1.6 甲基叔丁基醚在96.5%以上,最终产品纯度极高,催化剂寿命超甲基叔丁基醚( MTBE)是甲醇下游产品中增长过两年[21最快的一个品种,它是一种重要的高辛烷值汽油添1.4碳酸二甲酯{1]加剂,曾被誉为第三代石油化学品。尽管最近一项以甲醇气相氧化羰基化法合成的碳酸二甲酯研究表明,MTBE极易对土壤、地下水造成污染,且(DMC) ,是近年来受到国内外广泛关注的环保型绿能致癌,但在第四代石油化学品未出现之前,它还是色产品。随着全球环境保护及安全生产要求的日趋较为理想的汽油添加剂。随着我国政府对环境保护严格,硫酸二甲酯、光气、氯甲酸甲脂、氯甲烷等化学的日益重视和汽油无铅化的呼声不断高涨,为MTBE品将在世界范围内被淘汰, DMC化学结构中含有甲提供了广泛的市场。据有关专家预测，今后几年我基羧基和甲氧羰基,在化学合成反应中可以起到上国对MTBE的需求将会有更大的增长,生产MTBE述化学品的功能,仅代替上述产品的市场份额就相所需甲醇将达到25万V/a左右。当可观。而且DMC通过了非毒性化学品的注册登2大力开发甲醇能源技术[6.7]记,为其在医药、光电子材料及其它应用领域打开了2.1 甲醇掺烧汽油和柴油通道。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20世纪70年代出现的两次石油危机及严格的细工艺,达到了国际先进水平,显示出良好的工业化环保要求,大大促进了甲醇车用燃料的开发,甲醇汽应用前景,不仅可以提高我国甲醇和氮肥行业的经油是一种液态清洁燃料,在国际上早已作为清洁汽济效益,而且可以帮助带动医药、农药和特种行业的车燃料使用。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技术经济进步,其应用前景十分广阔。面临着能源日益紧张、汽车日渐增多、油价持续上涨1.5 乙二醇我国乙二醇的消费构成中95%用于生产聚酯,的难题。而它优越的燃料品质，进-步引起了 人们约5%用于生产防冻剂等方面。近年来由于聚酯工的重视。经过多年的研究开发,我国在甲醇燃料的业需求强劲,国内市场对乙二醇需求保持快速增长开发及应用已具有了一定基础，在汽油中掺人5%、势头。据统计, 1995年,我国乙二醇表观消费量为15%、25%和85%的甲醇及用纯甲醇( 100%)作为65.7万t,而2004年高达431.4万t,已超过美国成汽车燃料的试验研究方面已进行大量实质性工作，为世界第- - 大乙二醇消费国。据预测,2008年,我特别是低比例掺烧甲醇,汽车无需做任何改动,可直国聚酯产量将达到1730万t,按聚酯单耗0.34 Vt接掺人汽油中使用5]。2002年,我省就已在长安大计,需乙二醇588万t;2010年聚酯产量1900万t,学汽车学院开始了普通汽车试用甲醇汽油。目前，需乙二醇646万t。加上防冻液等5%的需求,预计我省已制定了甲醇汽油的相关标准,并已经开始推2008年国内乙二醇总需求量约617万t,2010年约广使用。677万t5。可以说,乙二醇是近两年来市场表现最2.2直接甲醇燃料电池[°]活跃的石化中间原料之-一。未来几年,我国乙二醇为适应全球性的能源可持续利用和环境保护的市场将成为国外产品竞争的大舞台。但我国乙二醇需要,燃料电池技术已经成为国际高技术研究开发生产水平与国外相比还有差距,能耗、物耗要比国外的热点。直接以甲醇为燃料,以甲醇和氧的电化学先进水平高,我们应采取措施使之达到国际先进水反应将化学能自发地转变成电能的发电技术称之为平,增强产品的竞争力。直接甲醇燃料电池( DMFC)。DMFC是- -种综合性乙二醇的工业生产方法有乙烯氧化生成环氧乙能优良,操作简便,具有广泛应用前景的燃料电池。烷,环氧乙烷再水解生成乙二醇。开发甲醇合成乙它的主要特点是甲醇不经过预处理可直接应用于阳二醇路线,可以实现以煤代油合成乙二醇,具有重要极反应产生电流,同时生成水和二氧化碳,对环境无意义。甲醇制甲醛再转化为乙二醇的路线，鉴于合污染,为洁净的电源;它的能量转换率高,实际效率成气制甲醇技术和甲醇生产甲醛技术都已经非常成可达70%以上,即可提高燃料的利用率两倍以上，熟,因而该工艺很有开发前景。日本原子能研究所是节能高效的发电技术。因具备高能源密度、高功384应用化工第35卷.率、零污染等特性,致使燃料电池成为近年来最被看度重视。甲醇的这--用途,可以大大缓解我国肥料好的替代能源供应技术主流。此外,因消费者对于的供求矛盾。可携式电子产品之功能要求越来越多,又因传统二3.3甲醇蛋白"6]次电池能提供的使用时数明显不足,故直接甲醇燃无论从甲醇下游产品开发,还是从饲料工业的料电池已成为近年来最被看好的未来电子用品的主需求角度分析,甲醇蛋白都是十分重要且极具市场流电源。潜力和发展前景的产品。以甲醇为原料经微生物发2.3甲醇生产二甲 醚燃料酵生产的甲醇蛋白被称为第二代单细胞蛋白。与天二甲醚(DME)除了在日用化工、制药、农药、染然蛋白相比,营养价值高,它的粗蛋白含量比鱼粉和料、涂料等方面具有广泛的用途外，它还具有方便、大豆高 得多,而且含有丰富的氨基酸以及丰富的矿清洁、十六烷值高、动力性能好、污染少、稍加压即为物质和维生素,可以代替鱼粉大豆、骨粉、肉类和脱液体，易贮存等燃料性能。较好地解决了能源和污脂奶粉。据中国农科院饲料研究所的有关专家分染的矛盾这一世界难题，被誉为“21世纪的绿色燃析,到2010年和2020年,我国蛋白质饲料需求量分料”。在我国大力发展二甲醚燃料已经具备较成熟别为0.6亿t和0.72亿t,而资源供给量仅为0.22的条件,通过锅炉改用二甲醚燃料或建设二甲醚为亿t和0.24亿t,供需缺口分别为0.38亿t和0.48燃料的燃气轮机,目前火力发电中供应越来越紧张亿t。解决好我国蛋白质原料饲料的这-一巨额缺口,的柴油和燃料油也可以考虑用二甲醚来代替。目是摆在我国饲料企业面前的巨大商机。如果到前,甲醇、DME生产技术和规模使得DME作为燃料2010年10%的蛋白质缺口由甲醇蛋白顶替,则需求在经济上是可行的,其发展前景广阔。量为380万t。这个数字如果能够实现,对甲醇工业3加快甲醇应 用新技术的开发6,]的意义将十分重大。3.1以甲醇 为原料生产低碳烯烃( MTO/MTP)4结束语甲醇制烯烃的MTO工艺和甲醇制丙烯的MTP目前我国甲醇工业投资十分迅猛,因此，建立大工艺是目前重要的C,化工技术,是以煤基或天然气型甲醇生产装 置,降低生产成本,大力开发甲醇下游基合成的甲醇为原料,生产低碳烯烃的化工工艺技产品,使之向多元化、系列化精细化方向发展,参与术,是以煤替代石油生产乙烯、丙烯等产品的核心技国际竞争是十分必要的。我省丰富的煤炭、天然气术。资源为甲醇的工业发展提供了良好的条件。因此，随着我国国民经济的发展及对低碳烯烃需求的我们除了调整甲醇的生产结构和规模,还需大力发日渐攀升,作为乙烯生产原料的石脑油、轻柴油等原展甲醇下游产品的生产及应用,实现资源优势向产料资源,面临着越来越严重的短缺局面。因此,加快品优势的转化,以促进甲醇工业的迅速发展和地区甲醇制烯烃工艺的工业应用问题引起了各方面的重经济的腾飞。视。石油资源短缺已成为我国乙烯工业发展的主要参考文献: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.[1] 杨德全.甲醇及其下游产品的开发及应用( I)[J].延油价的节节攀升使MTO/MTP项目的经济性更具竞安大学学报,1999, (2) :47-50.争力。年利用1万↓甲醇制烯烃工业化试验装置于谢克昌.甲醇及其衍生物[M].北京:化学工业出版社,2002.2004年8月初在陕西榆林能源化工基地开工建设,标志着我国最大也是惟- -的MTO项目正式启动,开刘昭铁.甲酸甲酯的制备及其转化[J].天然气化工，1992 ,(6) :34-38.辟了我国非石油资源生产低碳烯烃的煤化工新路[4]向光源. 碳酸二甲酯生产及应用中的清洁性[J].天然线。甲醇制低碳烯烃( MTO/MTP)项目将成为众多气化工,1999 ,(3) :35-39.煤化工项目产业链中的重要-环。[S] 刘勇.乙二醇市场前景广阔[ EB/OL]. htp/www.3.2 甲醇生长促进剂trchen. com ,2006-01 -25.国外研究实践表明,用甲醇生长促进剂喷施在[6] 梁淑萍.浅谈甲醇下游产品的发展前景[J].纯碱工不同的农作物上,可以大量增产。另外喷施甲醇生业,000,(3) :46 48.长促进剂后，农作物还会保持枝叶鲜嫩、茁壮茂盛,[7]魏双绍. 甲醇化工新进展[J].天然气化工,000,(1):即使是在炎热的夏季也不会枯萎,可大量减少灌溉56-60.用水,有利于干旱地区农作物的生长,近几年来,甲[8] 陈伟雄. 我国甲醇燃料应用现状及前景[ EB/OL]. ht-tp//www. 71T. com ,2005-06-06.醇生长促进剂的肥效作用已经引起国内外专家的高