背景
甲醇，英文名為Methanol，常溫常壓為無(wú)色透明液體，屬于易燃、易揮發(fā)的有毒液體。因在干餾木材中首次發(fā)現(xiàn)，故又稱“木醇”或“木精”。人口服中毒最低劑量約為100mg/kg體重，經(jīng)口攝入0.3～1g/kg可致死。用于制造甲醛和農(nóng)藥等，并用作有機(jī)物的萃取劑和酒精的變性劑等。甲醇由甲基和羥基組成的，具有醇所具有的化學(xué)性質(zhì)，可以與氟氣、氧氣等氣體發(fā)生反應(yīng)，在純氧中劇烈燃燒，生成水蒸氣和二氧化碳。
圖1 甲醇的性狀圖
甲醇分類
甲醇大體上有工業(yè)甲醇、燃料甲醇和變性甲醇之分，目前以工業(yè)甲醇為主。凡是以煤、焦油、天然氣、輕油、重油等為原料合成的，其質(zhì)量指標(biāo)符合國(guó)標(biāo)GB338 -2004要求的，都是工業(yè)甲醇。隨著可再生資源的開(kāi)發(fā)利用，利用農(nóng)作物秸稈、速生林木及林木廢棄物、城市有機(jī)垃圾等也可以氣化合成甲醇。粗甲醇經(jīng)脫水精制、作為燃料使用的無(wú)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(yè)甲醇低，因?yàn)閷?duì)它只有可燃燒和無(wú)水的要求。變性甲醇是指加入了甲醇變性劑的燃料甲醇或工業(yè)甲醇。由于甲醇和汽油、柴油不互溶，尤其在低溫潮濕環(huán)境中發(fā)生分層(相分離)現(xiàn)象而造成發(fā)動(dòng)機(jī)不能正常工作，因此燃料甲醇(或工業(yè)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(yè)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(diào)配車用甲醇汽油的甲醇。[1]
國(guó)內(nèi)外甲醇資源分布
目前，歐美、中東地區(qū)國(guó)家主要采用天然氣為原料生產(chǎn)甲醇。由于我國(guó)一次能源結(jié)構(gòu)具有“富煤貧油少氣”特征，當(dāng)前并且今后較長(zhǎng)一段時(shí)間內(nèi)煤炭仍是我國(guó)甲醇生產(chǎn)最重要的原料。此外，我國(guó)還有部分企業(yè)采用焦?fàn)t煤氣為原料生產(chǎn)甲醇，這也是我國(guó)獨(dú)有的甲醇制取技術(shù)。我國(guó)以煤為原料的甲醇裝置產(chǎn)能占國(guó)內(nèi)總產(chǎn)能的76.12%，以天然氣為原料的占11.7，以焦?fàn)t氣為原料的占12.09%。
國(guó)內(nèi)甲醇工業(yè)的發(fā)展
我國(guó)甲醇工業(yè)始于20世紀(jì)50年代，經(jīng)過(guò)幾十年的發(fā)展，世紀(jì)50年代，經(jīng)過(guò)幾十年的發(fā)展，甲醇行業(yè)進(jìn)入21世紀(jì)后走上快速發(fā)展的軌道，回顧歷年發(fā)展情況， 2004年中國(guó)甲醇生產(chǎn)能力僅七百萬(wàn)噸之多；然2006年突破1000萬(wàn)噸，2007年突破2000萬(wàn)噸; 2010 年突破3000萬(wàn)噸，當(dāng)年產(chǎn)能增幅較快，2010年產(chǎn)能增長(zhǎng)率在35%以上，一些大型的甲醇制烯烴項(xiàng)目等陸續(xù)投產(chǎn)嶄露頭角，如神華包頭煤制油等。2012 年突破5000萬(wàn)噸，2014 年突破6500萬(wàn)噸;而從2015起產(chǎn)能增速明顯放緩，2016-2017 年雖略有反彈，但整體增速也限于10%以內(nèi)。經(jīng)歷過(guò)2014年的大幅擴(kuò)能之后，得益于部分煤制烯烴項(xiàng)目的穩(wěn)步投產(chǎn)，近幾年中國(guó)甲醇產(chǎn)能擴(kuò)張步伐仍在繼續(xù)，但由于行業(yè)盈利水平下降，擴(kuò)張速度有所放緩。截至2018年，中國(guó)甲醇產(chǎn)能規(guī)模突破8300萬(wàn)噸。[2]
應(yīng)用
甲醇制氫是制氫的技術(shù)路線之一。我國(guó)是世界上的甲醇生產(chǎn)國(guó)，占全球甲醇產(chǎn)能的60%。甲醇來(lái)源豐富、成本低廉，常溫常壓下作為液體便于儲(chǔ)存和運(yùn)輸。與工業(yè)制氫等其他制氫方式相比，甲醇制氫能耗和成本較低。當(dāng)前，氫氣的儲(chǔ)存和運(yùn)輸是制約氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。我國(guó)加氫站主要依靠長(zhǎng)管拖車進(jìn)行運(yùn)輸，受設(shè)備影響造成氫氣運(yùn)輸能力低、成本高、裝卸時(shí)間長(zhǎng)且綜合能效低。2023年，中國(guó)石化建成我國(guó)首個(gè)甲醇制氫加氫一體站，項(xiàng)目采用中國(guó)石化自主研發(fā)的分布式甲醇制氫系統(tǒng)，包含甲醇重整、催化氧化、過(guò)程強(qiáng)化、系統(tǒng)集成等多項(xiàng)自主創(chuàng)新成果。
參考文獻(xiàn)
[1] 薛彩霞&陳玉涌.甲醇工業(yè)發(fā)展的方向及應(yīng)用[J].應(yīng)用化工,2006,35(5):382-384.
[2] 宋冠秦.我國(guó)甲醇市場(chǎng)需求預(yù)測(cè)[J].化工時(shí)刊,1989(5).