一、甲醇定义及分类

 

甲醇，又名木精、木醇，英文名为Methanol或Methyl Alcohol，化学分子式为CH3-OH，为无色、略带醇香气味的挥发性液体，能溶于水，在汽油中有较大的溶解度，有毒、易燃，其蒸汽与空气能形成爆炸混合物。甲醇是由合成气生产的重要化学品之一，既是重要的化工原料，也是一种燃料。

  

甲醇大体上有工业甲醇、燃料甲醇和变性甲醇之分，目前以工业甲醇为主。凡是以煤、焦油、天然气、轻油、重油等为原料合成的，其质量指标符合国标GB 338-2004要求的，都是工业甲醇。随着可再生资源的开发利用，利用农作物秸秆、速生林木及林木废弃物、城市有机垃圾等也可以气化合成甲醇。粗甲醇经脱水精制、作为燃料使用的无水甲醇，称为燃料甲醇。由于对燃料甲醇只有可燃烧和无水的要求，因此一般不加变性剂，成本往往要比工业甲醇低。变性甲醇是指加入了甲醇变性剂的燃料甲醇或工业甲醇。由于甲醇与汽油、柴油不互溶，尤其在低温潮湿环境中发生分层（相分离）现象而造成发动机不能正常工作，因此燃料甲醇（或工业甲醇）变性后才能加入汽油、柴油使用。变性燃料甲醇是在工业用甲醇中加入一定比例的车用甲醇汽油添加剂后，专门用于调配车用甲醇汽油的甲醇。

 

二、甲醇物理及化学性质

 

醇是由烃基和羟基两部分组成。按烃基的类型，醇可分为饱和醇、不饱和醇、脂环醇和芳香醇。按醇分子中所含羟基的数目可分为一元醇、二元醇和三元醇。二元醇以上统称多元醇。甲醇是有机物醇类中最简单的一元饱和醇。

 

甲醇是一种无色、透明、易燃、易挥发的有毒液体，略有酒精气味。分子量32.04，相对密度0.792(20/4℃)，熔点-97.8℃，沸点64.5℃，闪点12.22℃，自燃点463.89℃，蒸气密度1.11，蒸气压13.33KPa(100mmHg 21.2℃)，蒸气与空气混合物爆炸极限为6.0%-36.5%(体积)。能与水、乙醇、乙醚、苯、酮、卤代烃和许多其他有机溶剂相混溶，遇热、明火或氧化剂易燃烧。燃烧反应式为：。甲醇燃烧时无烟，火焰呈蓝色。

 

甲醇化学性质较活泼，具有脂肪族伯醇的一般性质，能发生氧化、酯化、羰基化等化学反应，其连有羟基的碳原子上的三个氢原子均可被一一氧化，或脱氢生成甲醛，再氧化成甲酸，甲酸氧化的最终产物是二氧化碳和水。甲醇不具酸性，同时其分子组成虽有能作为碱性特征的羟基，但也不呈碱性，对酚酞及石蕊均呈中性。试剂甲醇常密封保存在棕色瓶中置于较冷处。

 

甲醇经呼吸道、胃肠道和皮肤吸收可致人中毒。甲醇的健康危害主要是对中枢神经系统有麻zui作用；对视神经和视网膜有特殊选择作用，引起病变；可致代谢性酸中毒。空气中常规允许浓度为5mg/m3。甲醇工业废水经处理才能排放，处理后的甲醇允许含量不应大于200mg/L。在有甲醇蒸汽的现场短时间工作时，要配戴防毒面具、橡皮手套、防护眼镜等安全用具。包装容器应有“易燃液体”、“有毒pin”等危险品标志。

 

三、甲醇生产工艺

 

甲醇生产的主要原料是一氧化碳和氢气，转化过程不产生任何副产品，没有污染物排放。

 

自1923年开始工业化生产以来，甲醇合成的原料路线经历了很大变化。20世纪50年代以前多以煤和焦炭为原料；50年代以后，以天然气为原料的甲醇生产流程被广泛应用；进入60年代以来，以重油为原料的甲醇装置有所发展。目前，欧美、中东地区国家主要采用天然气为原料生产甲醇，该工艺具备投资低、无污染的优点，且无需过多考虑副产物销路。由于我国一次能源结构具有“富煤贫油少气”特征，缺少廉价的天然气资源，同时随着石油资源紧缺、油价持续上涨，在大力发展煤炭洁净利用技术的背景下，当前并且今后较长一段时间内煤炭仍是我国甲醇生产最重要的原料。此外，我国还有部分企业采用焦炉气为原料生产甲醇，这也是我国独有的甲醇制取技术。

 

2010年我国以煤为原料的甲醇装置产能占国内总产能的63%，以天然气为原料的占21.2%，以焦炉气为原料的占15.8%。

 

在煤制甲醇工艺中，煤与来自空气中的氧气在气化炉内制得高CO含量的粗煤气，按照一定碳氢比加入，经净化工序将多余的和硫化物脱除后得到甲醇合成气，再经过压缩、合成等工序制得含水粗甲醇，最后经过精馏工序精制得到产品甲醇。

 

煤制甲醇工艺图

 

 

以天然气为原料制甲醇的生产工艺主要由预转化、转化、压缩、合成和精馏等单元组成。天然气经预转化脱硫后，只需调整合适的水碳比，转化后的合成气即达到甲醇合成的要求。因此天然气制甲醇工艺技术可靠、流程短、设备少、操作简单，适合于建设大型或超大型甲醇装置。

 

 

 

目前，世界上只有中国大规模地采用焦炉煤气制取甲醇的技术。焦炉煤气制取甲醇的关键技术是将焦炉煤气中的甲烷及少量多碳烃转化为一氧化碳和氢气。基本工艺是焦炉煤气首先经低压压缩，然后进行有机硫加转化为无机硫，精脱硫后加压催化部分氧化，使焦炉气中的烃类进行转化，使之成为CO和，加压合成粗甲醇，经过精馏产出产品甲醇。

 

四、甲醇用途

 

    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、二甲醚、醋酸、甲基叔丁基醚（MTBE）、二甲基甲酰胺（DMF）、甲胺、氯甲烷、对苯二甲酸二甲脂、甲基丙烯酸甲脂、合成橡胶等一系列有机化工产品；甲醇不但是重要的化工原料，而且是优良的能源和车用燃料，可以加入汽油掺烧或代替汽油作为动力燃料；近年来甲醇制烯烃技术正日益受到重视；甲醇也是生产敌百虫、甲基对硫磷、多菌灵等农药的原料；甲醇经生物发酵可生产甲醇蛋白，用作饲料添加剂。此外，近年来，C1化学的发展，由甲醇出发合成乙二醇、乙醛、乙醇等工艺路线（现多由乙烯出发制得）正日益受到关注。

 

 

 

五、甲醇质量指标

 

甲醇的现行国标为《中华人民共和国国家标准 工业用甲醇》（GB 338-2004）。该标准适用于以煤、焦油、天然气、轻油、重油等为原料合成的工业甲醇，主要用于化学工业、医药工业、农药行业，也可作为燃料使用。该标准规定了工业用甲醇的要求、试验方法、检验规则及标志、包装、运输、贮存和安全等。

 

该标准将甲醇分为优等品、一等品和合格品，质量指标包括色度、密度、沸程、高锰酸钾试验、水混溶性试验等11个，具体应符合下表所示技术要求：

 

工业用甲醇技术要求

项 目

指 标

优等品

一等品

合格品

色度/Hazen单位（铂-钴色号）  ≤

5

10

密度（ρ20）/（g/cm3）

0.791-0.792

0.791-0.793

沸程（0℃，101.3kPa，在64.0℃~65.5℃范围内，包括64.6℃±0.1℃)/℃  ≤

0.8

1.0

1.5

高锰酸钾试验/min  ≥

50

30

20

水混溶性试验

通过实验（1+3）

通过实验（1+9）

-

水的质量分数/%  ≤

0.10

0.15

-

酸的质量分数（以HCOOH计）/%  ≤

或碱的质量分数（以NH3计） /%  ≤

0.0015

0.0030

0.0050

0.0002

0.0008

0.0015

羰基化合物的质量分数（以HCHO计）/%  ≤

0.002

0.005

0.010

蒸发残渣的质量分数/%  ≤

0.001

0.003

0.005

硫酸洗涤试验/Hazen单位(铂-钴色号)  ≤

50

-

乙醇的质量分数/%  ≤

供需双方协商

-

 

六、甲醇包装、储存及运输

 

工业甲醇应用干燥、清洁的铁制槽车、船、铁桶等包装，并定期清洗和干燥。工业甲醇应贮存在干燥、通风、低温的危险品仓库中，避免日光照射并隔绝热源、二氧化碳、水蒸汽和火种。贮存温度应不超过30℃，贮存期限6个月。

 

工业甲醇的远距离运输，常采用装有甲醇槽车的火车，一般短途运输通常用装有卧式甲醇贮槽的汽车。槽车、船、铁桶在装运甲醇过程中应在螺丝口加胶皮垫密封，防止甲醇漏损，严防明火。运输工具应有接地设施。工业甲醇产品包装容器上应涂有牢固的标志，其内容包括：生产厂名称、产品名称、本标准编号以及符合GB 190规定的“易燃液体”和“有毒pin”标志等。

 

七、甲醇经济及社会意义

 

1、甲醇是最基本的有机化工原料，自身产业链长，涉及化工、建材、能源、医药、农药等众多行业，在国民经济中具有重要地位。

 

2、甲醇在传统化工领域应用广泛，是甲醛、二甲醚、醋酸、MTBE、DMF、氯甲烷、甲胺等一系列化工产品的上游原料，在化工领域具有重要的基础性地位。据统计，以甲醇为原料的一次加工产品已有近30种，以甲醇为原料进行深加工的产品可达上百种。

 

3、甲醇在新兴替代能源领域，大有作为。为保障我国能源安全，国家大力推动可替代能源发展，作为甲醇深加工产品的二甲醚、甲醇燃料（单独使用或与汽油柴油掺混）等，均具有良好的传统能源替代性和可操作性。

 

当前，《车用燃料甲醇》、《车用甲醇汽油（M85）》、《城镇燃气用二甲醚》等一系列国家标准的颁布实施，使得甲醇作为替代能源原料具有政策依据，发展前景广阔。目前全国已有山西、上海、浙江、新疆、陕西、四川、甘肃、内蒙古等省区在进行甲醇燃料试点及推广工作。

 

4、以甲醇为原料生产低碳烯烃，对于我国乙烯工业的健康持续发展具有重要意义。甲醇制烯烃的MTO工艺和甲醇制丙烯的MTP工艺，是重要的C1化工技术，也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益增长，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，已成为制约我国乙烯工业发展的主要瓶颈之一，同时国际油价的节节攀升也使得MTO/MTP项目的经济性更具竞争力。因此，甲醇制低碳烯烃（MTO/MTP）项目已经成为众多煤化工项目产业链中的重要一环。

 

     5、其他方面。甲醇作为重要的有机化工原料，还能用于防漆剂、除锈剂、防冻剂以及饲料添加剂等领域。例如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。

温馨提示：投资有风险，选择需谨慎。