甲醇的生产工艺及其发展现状

甲醇的生产工艺及其发展现状

张大峰

新疆广汇集团新能源有限公司新疆哈密839302

摘要：甲醇是一种重要的基础有机化工原料，主要用于生产甲醛，聚乙烯醇，醋酸，甲基叔丁基醚、有机玻璃、表面活性剂、燃料，合成蛋白，油漆，汽油等，其消费量仅次于乙烯、丙烯和苯。随着清洁能源的发展和推广，甲醇将在汽车代用能源中占有举足轻重的地位，对石油石化行业的发展起到巨大推进作用。因此，本文从甲醇原料气来源、生产工艺等方面阐述甲醇生产现状，对甲醇在石油化工领域的潜在应用做分析和探讨。

关键词：甲醇；生产工艺；发展现状

甲醇工业发展应采取先进的工艺路线、严格有效的环保清洁措施，因地制宜、优势互补，促进甲醇工业及其下游产业发展。为促进整个甲醇工业的发展，不仅需要不断研发新技术、降低生产成本，还要不断开拓甲醇应用领域、大力发展甲醇下游类产品，尤其是石油化工类产品，新应用领域的拓展及新产品的研发是不断提高市场竞争力的重要方向。

1甲醇工业生产现状简介

我国的甲醇工业发展始于20世纪50年代后期，主要以煤或焦炭为原料制甲醇，并先后在吉林、兰州和太原等地建成了甲醇生产装置。60年代甲醇生产装置向中小型转变，联产法生产甲醇工艺逐步形成，70年代低压法制甲醇及低压法装置逐步形成和发展。

1.1原料气的来源

目前生产甲醇的原料主要有煤气化、天然气、焦炉煤气。其中，在国外天然气原料占90%以上、煤原料占2.3%，可见国外更倾向于以天然气为原料制甲醇。比较而言，受我国“多煤缺油少气”的能源结构影响，天然气制甲醇受到限制，我国主要以焦炉煤气为原料制甲醇，投资回报率较高，应用广泛。但随着节能减排的提倡和新能源研究，煤的生产和消费均受到抑制，作为我国甲醇生产的主要原料之一的焦炉煤气也受到影响，长期内甲醇生产原料可能会做调整。研究表明，以天然气为原料制甲醇比以固体为原料制甲醇的成本可缩减一半，而以天然气裂解的乙炔尾气制甲醇更经济。因此，未来甲醇的生产原料将会转向天然气、烃类加工尾气。

1.2甲醇生产工艺现状

甲醇生产工序不仅包括制备原料气，同时包括脱碳、气体净化与压缩、甲醇合成与粗甲醇精馏等方面，论文主要阐述甲醇合成工艺。甲醇合成的化学反应式为：

2H2+CO→CH3OH、3H2+CO2→CH3OH+H2O。

原料经造气净化（脱硫）变换，除去乙炔、乙烯、氧气等，配制成一定的合成气（一氧化碳、二氧化碳和氢气）。在不同的催化剂存在下（现生产条件下主要使用铜系催化剂，其成分主要为不同百分比的CuO、ZnO、Al2O3），选用不同的工艺条件，单产甲醇（分高压法、低压和中压法），或与合成氨联产甲醇（联醇法）。将合成后的粗甲醇，经预精馏脱除甲醚，精馏而得成品甲醇。目前主要的合成工艺有：ICI低压甲醇合成工艺、Lurgi低压合成工艺、液相法甲醇合成工艺等，工艺间的主要差异在于合成塔类型，而能耗差异并不明显。

2甲醇的生产工艺

2.1合成气的制造

第一，煤气化法。通过煤作为原料来合成气，用以生产甲醇。第二，天然气蒸汽转化法。这种方法的原料选择天然气，目前已经成为了国内外主要的发展方向，这种方法的优点在于操作简单、运输方便、成本低、投资少。第三，重油部分氧化法。这种方法的原料选择渣油、重油、石脑油等油品通过壳牌系和德士古系方法来将其部分氧化制合成气，用以生产甲醇。壳牌系采用中压气化技术，德士古系采用高压气化技术。

2.2甲醇的合成方法

现在国内外大规模工业生产甲醇的办法首要有:高压法(德国巴斯夫(BAS)F公司)、节能型低压法(丹麦托普索公司)、MGC低压法(日本三菱瓦斯化学公司)、中压法、低压法(德国鲁奇(Lu一幼公司及美国卜内门(IC)I公司)。我国现在来说，引入设备大多采用低压法，小规模甲醇生产设备则首要采用高压法。低压法与高压法比较，具有较为突出的长处，分别是设备费用低、产品纯度高、操作费用低、能量消耗少。所以，在国内采用低压法出产甲醇的企业较多，且还改进了催化剂的功能，取得了较好的发展。

2.2.1鲁奇渣油联醇法

目前我国的齐鲁石化公司就正在选用鲁奇渣油联醇法，这种办法在技术上是较为成熟的，且其最为突出的优点即是:热使用率高，可以最大限度地使用动力。

2.2.2中压法

中压法在技术过程上与低压法几乎是一样的，可是差异就在于在综合指标和出资费用上都要略高于中压法，现在来看，日本三菱瓦斯化学公司、丹麦托普索公司、(Icl)公司现在都已经在中压法方面取得了较大的进步。

2.2.3ICI低压法

现在全球甲醇工业大量采用ICI低压法来组成生产甲醇，其工艺进程为:精馏、组成、脱硫、紧缩、转化。较为突出的特色就在于:可以对反应热进行充分利用，产品纯度高，操作牢靠，开车简略。

2.2.4德国巴斯夫公司的高压法

德国巴斯夫公司的高压法是全球最早开端实现工业化大规模出产的甲醇出产工艺，但是因为其成本高、能耗大、操作条件苛刻，现在正在逐渐地被低压法、中压法所替代。

3甲醇在石油化工中的应用前景

3.1甲醇汽油

随着经济发展、能源消费水平不断提高，能源需求越来越多，我国已经成为重要的石油生产国与消费国。然而，我国的能源基本状况是“多煤缺油少气”，石油作为主要的战略资源，在国家能源消耗中占据战略地位，在汽车、航空、航海等方面举足轻重。但与此同时，石油短缺越来越严重、石油进口依赖度越来越高，石油短缺现状日益加剧，，石油供应安全已成为亟待解决的国家重大问题，但目前的国际形势来看，缓解这种危机急需开拓石油替代品。甲醇汽油燃烧较干净彻底，完全能够替代传统汽油，甲醇汽油作为一种清洁能源燃料，其应用能加快新能源开发，促进能源结构转型，缓解石油供需矛盾、促进经济协调发展。

3.2甲醇下游石化产品的开发

为促进整个甲醇工业的发展，需要不断开拓甲醇应用新领域，研发并推广甲醇下游的石化产品，这是促进甲醇生产和提高甲醇市场竞争能力的重要方向。可以替代石油化工产品的甲醇下游产品有：甲醛、甲酸甲酯、甲胺、甲基叔丁基醚等。其中甲基叔丁基醚被誉为第三代石油化学品，是甲醇下游石化产品中发展最快的产品。

3.3甲醇燃料电池

为实现能源可持续发展、满足生态环境需要，发展了燃料电池技术，该技术目前是国际研究热点。其中，甲醇燃料电池能量转换率可高达70%以上，电池综合性能优良、操作使用简便，具有广泛的应用前景，可使燃料利用率提高50%以上，是重要的高效节能发电材料。

4结论

随着化学工业的蓬勃发展，甲醇的效果日益凸现出来。在生活中，甲醇日益受到重视，它既可以作为燃料，又可以作为有机化工原料，被广泛应用到国防工业、染料、涂料、有机组成、医药、农药等范畴。近来二十年来，甲醇生产得到了日新月异的发展，技术指标不断完善，生产工艺逐渐成熟，生产规模逐年扩展，生产技术逐年进步，尤其是这些年大量地应用和开发甲醇柴油、甲醇汽油，使得其在经济性、技术性上都是一种较强的代用燃料。

参考文献：

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