甲醇生产与应用前景

瓦驕花卓朱霸应用科学137甲醇生产与应用前景徐庆(中国矿业大学化工学院，江苏徐州21116)摘戛随着我国经济的高速发展，能灏问题已成为制约经济发展的全球性问题。而甲醇不仅在化工原料中扮演越来越重要的地位，同时也是重要的新型能源。通过对甲醇现状的分析,对其应用前最尤其是甲醇汽油以及甲醇燃料电池的应用前景的讨论来了解甲醇工业的进关键调甲醉;甲醇汽油;甲醇电池;碳化T.中图分类号TQ2文献标识码文章编号1673-9671-(2010)051-0137 01近年来，随着经济的发展，能源问题已成为一个世界性的问题。 据等。因此相对减少理论的尾气排放量.热量损失也大大减少。提高了甲美国能源部和世界能源理事会-项预测表明，全球的石油生产将于2010年醇发动机的总热效率，由于其可燃点低，同时减少NO、的产生，碱少环到2015年达到顶峰，他们预测全球化石类燃料资源开采期分别是:石油39境污染。同时甲醇辛烷值较高，汽油中加入甲醇能有效的提高辛烷值，年，天然气60年,煤211年。而我同是一个富煤贫气少油的国家，我国的增大汽油的游标号，减轻炼油厂汽油增加的压力。但是甲醉汽油仍有许煤炭储量是145G,至少可开采116年，而中国石油储量是3.3G.,仅供开多问题期待解决。采20年。而我国石油对外依存度远远超过进口石油30%这- -国际公认的警1)能量含量。甲醇的热111kJAg,只有汽油的一半。因而限制了戒线。因此在我国能源问题的体现主要是石油问题。因此石油替代品就显汽车的行驶距离。得尤其重要，而甲醇是良好的石油替代品。而在基本原料当中，仅次于乙2) 甲醇汽油的物理性质。甲醇汽油的混合( M85或者低比例混合)烯,丙烯，苯位居第四位。其作为-碳化学的支柱，可以生产酷酸，醋酸出现反常的高蒸汽压，导致烃类易挥发。甲酯，甲基叔丁基醚(MTBE)，甲基叔戊基醚，酸酐，以及21世纪有机3)甲醇汽油的混合能力。甲醇是极性化合物，汽油是碳氢化合合成的-个新基石之称的碳酸二甲酯( DMC)等化工原料。同时亦是潜在物，呈现的是弱极性，因此不能以任意比例混合。上.层为高烃层， 下层的新能源。因此甲醇的生产与发展显得格外的重要。为高醇层，这就需要添加某些助剂，例如高碳醇，可以促进甲醇与汽油1甲醇的性质的互溶。1)分子式为CH.0。，4)甲醇对发动机金属有腐蚀作用，同时对橡胶管也具有腐蚀作2)相对分子质量为32.04。用。而醇在空气中被氧化产生酸性物质，这些酸也会给金属带来腐蚀。3)常温常压甲醉熔点-97.8C。沸点64.5C。闪点12.22C。 自燃点因此人们在使用醇类燃料的同时，必须要考虑到对金属的腐蚀的作用，因此在甲醇汽油添加抗腐蚀剂作为保护，月前胺类,有机磷酸类,有机463.89C。蒸气密度1.11。4)纯甲醇是无色透明易挥发,可燃，略带醇香味的有毒液体。羧酸类，氮杂环类，屏蔽酚类五种防腐剂进行复配，制成的抗腐蚀剂具5)甲醇对气体溶解性很强，特别是CO2与Hs,可作为工业的洗涤有比较好的效果。同时甲醇对人体也有较大的危害，低比例甲醇汽油排放出的甲醛叮以通过催化削降低排放气体的污染。2合成甲醇的常用方法5我国甲醇汽油的发展在我国由于日前经济进步,汽车工业的迅速发展，导致原本就紧缺CH。(g) +HD0(g)川加热C(g) +3H2(g)(1)的石油更加闲难。现在油价日益上升,为了缓解石油危机，曾经提出用乙醇汽油的方案，并在黑龙江，吉林，河南等全部地区，并在河北，山C0(g) +3H2z(g) cat50-100CH. OH(g)(2)东,江苏，湖北部分地区封闭使用。但是由于生产1吨乙醇需要使用3.3反应中除生成甲醇外,还伴随着一些副反应进行,生成少量的烃,吨粮食,成本很高，而我国人口多，粮食生产并不富裕，耕地在逐渐减醇,醛,醚，酸和酯等化合物。少，因此使用乙醇作为替代汽油月前在我国并不可行。在T业生产当中， 造气部分占甲醇生产能耗的60% -70%。 因此,若据了解，近两年，石油价格的大幅上涨，拉大了甲醇与汽柴油价格的能省去高耗能的造气T段,不但可节省投资，可大大降低能耗，因此最差距。即便在日前甲醇价格相对高位、石油价格相对低位的情况下，93#汽油的价格也比精甲醇高43000元吨,因此甲醇汽油的研发1分重要。近新兴的是甲烷直接制取氧化得甲醇的方法。而与此同时，在1997年， 中美合作研究组队中国山西以及其他富煤3我国甲醇的生产现状对于我国的甲醇规划项目,据不完全统计，统计结果是大概有88地区把煤转化为汽车燃料以及其他应用的经济.环境和能源利用生命周项、4850万吨年。其中,天然气制甲醇14项, 770万吨年;焦炉气制甲期进行了评估即3K评估,报告中指出，在中国富煤地区,具有比较独特醇11项, 305万吨/年;煤制甲醇63项，3775万吨年(一期)。如果算上比较好的发展煤制代用燃料的条件。二期规划项目，我国甲醇项目总产能则达到6395万吨/年。据保守估计近几年， 煤基甲醇光油燃料发展迅速，但是月前由于我国的甲醉汽油燃料标准尚未出台，导致共发展的不够规范。在部分省市已经开始试用甲2010在2000万吨/年，2015年 将达2400万吨年。醇燃料。在浙江省，2011年将会全省试用，而陕西省在2010年10月份就会有关数据显示，中国甲醇产能已占世界产能的1/4,而且目前国内在全省试用。待国家甲醇汽油燃料标准出台之后定会更快的发展，大大的在建和拟建甲醇项目较多，总能力逾1500万吨年，这些项8如能顺利进降低我国的石油作为汽油的消耗，能够优化我国的能源结构。行，预计到2010年国内甲醇总能力将达到约2000万吨。这标志着中国将6甲醇燃料电池由原来的甲醇进口同成长为出口国，而且正在向世界甲醇强国的地位发甲醇还可以用作发展甲醇燃料电池( MFC)。其中MFC包括间接甲展，成为了世界甲醇市场的新焦点。醇燃料电池( IMFC)和貞接甲醉燃料电池( DMFC).4甲醇汽油的发展国务院2006年11月开了研究发展替代能源T.作会议上:提出提高替代DMFC以甲醉为原料,通过水汽重整转化为氢气，然后供燃料电池使能源在能源结构中的比重。而甲醇的成本约在2500元(/,乙醇的成本约为用。其中的关键技术是甲醇重整制氢设备，IMFC离商业化越来越近了。DMFC直接将甲醇作为阳极，由于DMFC不需要前期的处理过程，可5000元/,因此考虑经济因素，甲醇作为我国首选替代汽油的燃料。以将其微小化。从长远上来看，DMFC是最优前途最理想的燃料电池。甲醇分子中含50%的氧，使甲醉的燃烧热值降低。但同时也使甲醇美国甲醇燃料研究所在EDMFC研究和开发上颇有成效。DMFC是直接利用完全燃烧所需的空气量减少，甲酶和空气理论混合气的热值和汽油相(下转第83页)科技与生活工程科学儿L 2010年第9期83在纠偏加周过程中，沉降观测用于控制施T.的速度和方案的实施效因，找出合理的治理方案.做到经济上合理、技术上可行。果，确定沉降观测的结束时间;倾斜监测用以控制建筑物实际倾斜的变4)本工程实例的施工结果表明，掏土能有效地纠正房屋的倾斜;化，确定封孔的时间并检验纠偏的整体效果。在纠偏加固过程中采用实静压桩可对地基进行补强，调整基础基底压力，稳定沉降。时监测控制，根据信息反馈及时调整施工方法，即信息化施T.方法。1)沉降监测:监测过程中共布置了5个监测点进行二等水准测量，表3 A点问偏量与差异沉降量对比根据观测数据确定第二天的T作方案，以控制建筑物的变形与沉降速时间间隔 倾斜回偏日均值/ 差异沉降「日均值/率。控制的最大沉降速率不超过3mm/天,沉降观测成果见表1。该楼从5天数量/mmmm量/mm月15日开始达到稳定状态。200.0 0 I02502)倾斜监测:倾斜测氧中的3个观测点设在建筑物的頂部及其相应200.11. 30_ -2-0.0652490.032的底部，将顶、底部(上、下部)坐标相减即得各观测点偏移值(倾斜00.12.T 30 I561.933220.833量).从而掌握建筑物每天的回偏情况，同时结合每天沉降观测数据，2001.111 311984.5811572161确定第2天各掏土坑的掏土数量。倾斜测量成果见表2, A点同偏量与差异沉降量对比见表3。从表2中可见A. B. C不同观测点的回偏比较均2001.2.1272.484120””1.194衡;从表3中可见该楼回偏比较稳定。2001.3.8 364224.0831.9175结柬语2001.4.29 L 52500.21.50413.6_0.7191)该楼在纠偏加固前最大倾斜率高达31%0，远远超过建筑物允许倾斜率4%o的要求，纠偏加周后A、B、C三点的倾斜率分别为1.6%0、1.4%。、1.9%e. 均在规范允许范围内，可见本次纠偏加固工程是成功的，达到了预期目标。2) 纠偏过程中要充分认识监控的重要性，要及时分析监控资料，拷文献根据具体情况对设计方案和第_二天的纠偏工作及时调整，进行信息化施[1]林宗元岩土工程治理手册.沈阳:.江宁科学技术出版社1993.3)制定房量纠偏加固方案时，要详细分析房屋沉降、倾斜的原[2)冶金.工业部建筑研究总院锚杆静压桩技术规程.北京:冶金工业出版社.1991.表1沉降观测成果表2000年2001年i号总沉降量/m9月日工 1月10HT 1月1日工12月1日1月1日2月1日工3月日工 4月日工5月15日10.3150 10.315010.3154 10.288710.2216 .10.1839 10.108510.087510.07370.241310.0420 10.041010.0396 10.036310.028110.0238 10.017410.01400.02809.9580 9955599528 9955559.963099679 9.98099.9835 9.98352 .-0.027210.1520 10.149010.1457 10.150410.162410.1693 10.186510.289710.1918-0.039810.3520 10.3524103512 10.329010.271710.2388 10.177610.157610.14490.20712倾斜测址成果表测量点号总回偏量/m10月1日11月1日12月1日. 1月1H2月1H3月1日工4月29H5295273312540728.8B05502451315251862647954550495514420( t:街第137页)剂制备及性能，电极及膜电极集合体制备工艺、电池结构改进等技术关甲醇水溶液作为燃料的-种质子交换膜燃料电池，体积小。重最轻、系键，批址制备出性能优良的多种催化剂和高性能膜电极集合体组装出自统结构简单、能密度高燃料来源丰富、价格低廉.储存携带方便，安全呼吸电池及主动式电堆，实现自呼吸电池甲醇燃料电池组与笔记本电能性高，而且还能够长时间连续提供电能、更换燃料方便,因而在手机、连用。笔记本电脑、摄像机、个人数字助手以及医疗装置系统等小型民用电源7结语与展望和军事上的单兵携带电源、航天器电源、微电子机械系统电源等方面可虽然在美国由于MTBE (甲基叔丁基醚)其具有毒性和可能的致癌以满足便携式电子设备8益提高的高能耗的需求，最有可能补充和替代性已经被禁用，并改用ETBE (乙基叔丁基醚)对全球甲醇生产产生消极目前广泛使用的蓄电池而成为理想的动力电源。的影响。但在中东，亚洲，东欧以及亚太地区，其使用量依旧日在不断增我国在微型直接甲醇燃料电池研究方面起步较晚。中国科学院大加。在我国，甲醇作为最基本的化学原料,在我国工业化进程中必将扮连化学物理研究所推出了应用于小型风扇、PDA. 玩具车以及手机用微演越来越重要的角色。同时作为-种良好的石油替代燃料，未来具有很型DMFC实验演示原型。该所还采用物理气相沉积法在硅片表面沉积金大的发展潜力。甲醇作为煤化工产物，对改善我国富煤油具有极为重要属复合层作为集流体，有效降低了MEMS微型燃料电池的内阻。清华大的作用。学微电子研究所对以多孔硅为基础的MEMS微型燃料电池进行了深入研究。中国科学院上海微系统与信息技术研究所对微型燃料电池的电池结参考文献构、封装、系统集成等方面的研究也取得了较好的进展。由中科院K春应化所、中科院大连化物所等单位共同承担的国家“863计划"目标导(1中国经济时报1998.9.25.向项目一-直接甲醇燃料电池技 术日前通过了科技部组织的中期项目检(2U.R.Rao and B.R.Sat.chemAge n1n.n913.3.16951.查，并获得9项发明专利,两项实用新型专利。[3]魏文德主编,有机化工原料大全第-版化学T业出1999.802-822.2007年5月中科院长春应化所与中科院大连化物所、南京师范大学和4|中美合作研究组.中国山西省和其他畜煤地区把煤转化为汽车燃料3评估-南通海阳新材料科技有限公司联合，经过2年多的联合攻关，突破催化总结报告,1977,10.