甲醇行業(yè)發(fā)展前景探討甲醇是一種重要的有機化工原料,應(yīng)用廣泛 ,可以用來生產(chǎn)甲醛、 合成橡膠、甲胺、對苯二甲酸二甲脂、甲基丙烯酸甲脂、氯甲烷、醋酸、甲基叔丁基醚等一系列有機化工產(chǎn)品 ,而且還可以加入汽油摻燒或代替汽油作為動力燃料以及用來合成甲醇蛋白。隨著當(dāng)今世界石油資源的日益減少和甲醇單位成本的降低,用甲醇作為新的石化原料來源已經(jīng)成為一種趨勢。盡管目前全球甲醇生產(chǎn)能力相對過剩,并且不排除由于某種原因而引起甲醇市場的波動,但是對于有著豐富的煤、石油、天然氣資源的地區(qū),除了研究開發(fā)新技術(shù)降低成本,還要不斷開拓甲醇應(yīng)用領(lǐng)域,大力生產(chǎn)和發(fā)展甲醇下游產(chǎn)品,從而促進(jìn)整個甲醇工業(yè)的發(fā)展。 1 大力生產(chǎn)和發(fā)展甲醇下游產(chǎn)品甲醇下游產(chǎn)品種類很多,結(jié)合市場需求 ,發(fā)展國內(nèi)市場緊缺,特別是可以替代石油化工產(chǎn)品的甲醇下游產(chǎn)品,是未來大規(guī)模發(fā)展甲醇生產(chǎn),提高市場競爭能力的重要方向。 (1) 甲醛。甲醛是甲醇最重要的下游產(chǎn)品之一,也是最重要的基本有機化工原料之一。 它最大的用途是生產(chǎn)酚醛樹脂、黏合劑及其它有機化學(xué)晶。近年來 ,隨著我國經(jīng)濟建設(shè)的迅速發(fā)展,甲醛產(chǎn)量每年以4.5% 的速度增長 ,年需原料甲醇 100 萬噸以上。為滿足化工市場的需求,應(yīng)大力開發(fā)以甲醇為原料的生產(chǎn)甲醛的新工藝 ,以滿足優(yōu)質(zhì)工程塑料 (酚醛樹脂 )和烏洛托品等合成的需要。(2) 甲酸甲酯。甲酸甲酯 (MF) 被譽為萬能的中間體 ,由它衍生出的化學(xué)品達(dá)幾十種。它是當(dāng)前 C1 化學(xué)發(fā)展的熱點 ,目前國內(nèi)外廣泛采用的大規(guī)模生產(chǎn)方法是甲醇羰基化法租甲醇脫氫法。甲醇羰基化法制甲酸甲酯成本僅為傳統(tǒng)酯化法的1/3 。甲酸甲酯可用于生產(chǎn)甲酸、甲酰胺和其他精細(xì)化工產(chǎn)品,還可直接用作殺蟲劑、殺菌劑、熏蒸劑、煙草處理劑和汽油添加劑,它的需求量將以每年10% 的速度遞增。隨著環(huán)保要求的不斷提高,由甲醇、 C02 和 H2 合成工藝甲酸甲酯值得關(guān)注。(3) 甲胺。甲胺是一種重要的脂肪胺 ,以液氨和甲醇為原料 ,在催化條件下 ,通過加壓精餾分離不同結(jié)構(gòu)的系列產(chǎn)品 (一甲胺、二甲胺、三甲胺 ),是基本的有機化工原料之一 ,目前全世界年生產(chǎn)能力為 112 萬噸 ,國內(nèi)年生產(chǎn)能力為 25 萬噸 ,全球年消費量為 165 萬噸 ,年消費遞增率為 12% 。隨著我國 DMF 的迅速發(fā)展 ,也帶動了甲胺特別是二甲胺需求量的不斷增加。 一甲胺、二甲胺和三甲胺等都是化學(xué)工業(yè)、 農(nóng)藥、醫(yī)藥及涂料的中間體 ,有相當(dāng)大的市場前景。比利時聯(lián)合化學(xué)公司開發(fā)的甲胺制造工藝辦甲醇和氨為原料 ,通過其開發(fā)的高性能催化劑可以制取任意比例的一甲胺、二甲胺和三甲胺 ;是全部采用計算機控制的一種無公害的連續(xù)生產(chǎn)工藝 ,該工藝總收率在96.5% 以上 ,最終產(chǎn)品純度極高 ,催化劑壽命超過兩年。(4) 碳酸二甲酯。以甲醇?xì)庀嘌趸驶ê铣傻奶妓岫柞?DMC), 是近年來受到國內(nèi)外廣泛關(guān)注的環(huán)保型綠色產(chǎn)品。隨著全球環(huán)境保護(hù)及安全生產(chǎn)要求的日趨嚴(yán)格 ,硫酸二甲酯、光氣、氯甲酸甲脂、氯甲烷等化學(xué)品將在世界范圍內(nèi)被淘汰 ,DMC 化學(xué)結(jié)構(gòu)中含有甲基、羧基和甲氧羰基 ,在化學(xué)合成反應(yīng)中可以起到上述化學(xué)品的功能 ,僅代替上述產(chǎn)品的市場份額就相當(dāng)可觀。而且DMC 通過了非毒性化學(xué)品的注冊登記,為其在醫(yī)藥、光電子材料及其它應(yīng)用領(lǐng)域打開了通道。中科院有機化學(xué)研究所開發(fā)出的新型甲醇液相氧化羰化合成DMC的工藝路線 ,包括新型共沸精細(xì)工藝,達(dá)到了國際先進(jìn)水平,顯示出良好的工業(yè)化應(yīng)用前景,不僅可以提高我國甲醇和氮肥行業(yè)的經(jīng)濟效益,而且可以幫助帶動醫(yī)藥、農(nóng)藥和特種行業(yè)的技術(shù)經(jīng)濟進(jìn)步 ,其應(yīng)用前景十分廣闊。(5) 乙二醇。我國乙二醇的消費構(gòu)成中約 95% 用于生產(chǎn)聚酯 ,5% 用于生產(chǎn)防凍劑等方面。近年來 ,由于聚酯工業(yè)需求強勁 ,國內(nèi)市場對乙二醇需求保持快速增長的勢頭。據(jù)統(tǒng)計 ,1995 年,我國乙二醇的表觀消費量為 65.7 萬噸 , 目前已經(jīng)達(dá)到508.8 萬噸 ,已超過美國成為世界第一大乙二醇消費國。據(jù)預(yù)測 ,2008 年我國聚酯產(chǎn)量將達(dá)到 1730 萬噸 ,按聚酯單耗 0.34 噸/ 噸計算 ,約需乙二醇 588 萬噸 ;2010年聚酯產(chǎn)量為 1900 萬噸 ,約需要乙二醇 646 萬噸。加上防凍液等 5% 的需求。預(yù)計 2008 年國內(nèi)乙二醇總需求量約617 萬噸 ,2010 年約需要 677 萬噸?？梢哉f ,乙二醇是近兩年來市場表現(xiàn)最活躍的石化中間原料之一。未來幾年,我國乙二醇市場將成為國外產(chǎn)品競爭的大舞臺,但我國乙二醇生產(chǎn)水平與國外相比還有差距,能耗和物耗要比國外先進(jìn)水平高,我們應(yīng)采取措施使之達(dá)到國際先進(jìn)水平,增強產(chǎn)品的競爭力。乙二醇的工業(yè)生產(chǎn)方法有乙烯氧化生成環(huán)氧乙烷,環(huán)氧乙烷再水解生成乙二醇。開發(fā)甲醇食成乙二醇路線,可以實現(xiàn)以煤代油合成乙二醇,具有重要意義。甲醇制甲醛再轉(zhuǎn)化為乙二醇的路線,鑒于合成氣制甲醇技術(shù)和甲醇生產(chǎn)甲醛技術(shù)都已經(jīng)非常成熟,因而該工藝很有開發(fā)前景。日本原于能研究所大坂放射化學(xué)研究室開發(fā)了一種在過氧化氫存在下,從甲醇光誘發(fā)選擇性合成乙二醇的方法 ,乙二醇產(chǎn)率隨紫外光照射時間增加而增加。過氧化氫被紫外線分解成羥基、羥基很快和甲醇反應(yīng)形成羥甲基 ,羥甲基迅速聚合成乙二醇。(6) 甲基叔丁基醚。甲基叔丁基醚 (MTBE) 是甲醇下游產(chǎn)品中增長最快的 - 個品種 ,它是一種重要的高辛烷值汽油添加劑,曾被譽為第三代石油化學(xué)品。盡管最近一項研究表明 ;MTBE 極易對土壤、地下水造成污染,且能致癌旭在第四代石油化學(xué)品未出現(xiàn)之前 ;它還是較為理想的汽油添加劑。隨著我國政府對環(huán)境保護(hù)的日益重視和汽油無鉛化的呼聲不斷高漲,為 MTBE 提供于廣泛的市場。據(jù)有關(guān)專家預(yù)測 ,今后幾年我國對 MTBE 的需求將會有更大的增長,生產(chǎn) MTBE 所需甲醇將達(dá)到25 萬噸 / 年左右。2 大力開發(fā)甲醇能源技術(shù)(1) 甲醇摻燒汽油和柴油。 20 世紀(jì) 70 年代出現(xiàn)的兩次石油危機及嚴(yán)格的環(huán)保要求 ,大大促進(jìn)了甲辭車用燃料的開發(fā) ,甲醇汽油是工種液態(tài)清潔燃料 ,在國際上早已經(jīng)作為清潔汽車燃料使用。從熱值上講 ,甲醇含氧更高 ,與汽油混合燃燒充分 ,所以動力很足。 國際上和國內(nèi)目前正面臨著能源日益緊張、 汽車日漸增多、 油價持續(xù)上漲的難題。而它優(yōu)越的燃料品質(zhì) ,進(jìn)一步引起了人們的重視。經(jīng)過多年的研究開發(fā) ,我國在甲醇燃料的開發(fā)及應(yīng)用已具有了 - 定的基礎(chǔ) :在汽油中摻人 5% 、15%, 、25% 和 85% 的甲醇及用純甲醇 (100%) 作為汽車燃料的試驗研究方面已經(jīng)進(jìn)行大量實質(zhì)性工作,特別是低比例摻燒甲醇,汽車無需做任何改動,可直接摻入汽油中使用。(2) 甲醇燃料電池。為適應(yīng)全球性的能源可持續(xù)利用和環(huán)境保護(hù)的需要,燃料電池技術(shù)已經(jīng)成為國際高技術(shù)研究開發(fā)的熱點。直接以甲醇為燃料,以甲醇和氧的電化學(xué)反應(yīng)將化學(xué)能自發(fā)地轉(zhuǎn)變成電能的發(fā)電技術(shù)稱之為直接甲醇燃料電池(DMFC) 。DMFC 是一種綜合性能優(yōu)良 ,操作簡便 ,具有廣泛應(yīng)用前景的燃料電池。它的主要特點是甲醇不經(jīng)過預(yù)處理可直接應(yīng)用于陽極反應(yīng)產(chǎn)生電流,同時生成水和二氧化碳 ,對環(huán)境無污染 ,為潔凈的電源 ;它的能量轉(zhuǎn)換率高 ,實際效率可達(dá)70%以上 ,即可提高燃料的利用率兩倍以上,是節(jié)能高效的發(fā)電技術(shù)。因具備高能源密度、高功率 ,零污染等特性 ,致使燃料電池成為近年來最被看好的替代能源供應(yīng)技術(shù)主流。此外 ,因消費者對于可攜式電子產(chǎn)品之功能要求越來越多,又因傳統(tǒng)二次電池能提供的使用時數(shù)明顯不足,故直接甲醇燃料電池已成為近年來最被看好的未來電子用品的主流電源。(3) 生產(chǎn)二甲醚燃料。二甲醚(DME) 除了在日用化工、制藥、農(nóng)藥、染料、涂料等方面具有廣泛的用途外,它還具有方便、清潔、十六烷值高、動力性能好、污染少、稍加壓即為液體,易貯存等燃料性能。較好地解決了能源和污染的矛盾這一世界難題 ,被譽為 "21 世紀(jì)的綠色燃料 "。在我國大力發(fā)展二甲醚燃料已經(jīng)具備較成熟的條件 ,通過鍋爐改用二甲醚燃料或建設(shè)二甲醚為燃料的燃?xì)廨啓C,目前火力發(fā)電中供應(yīng)越來越緊張的柴油和燃料油也可以考慮用二甲醚來代替。目前,甲醇、 DME 生產(chǎn)技術(shù)和規(guī)模使得DME 作為燃料在經(jīng)濟上是可行的,其發(fā)展前景廣闊。3 加快甲醇應(yīng)用新技術(shù)的開發(fā)(1) 以甲醇為原料生產(chǎn)低碳烯烴 (MTO/MTP) 。甲醇制烯烴的 MTO 工藝和甲醇制丙烯的 MTP 工藝是目前重要的C1 化工技術(shù) ,是以煤基或天然氣基合成的甲醇為原料 ,生產(chǎn)低碳烯烴的化工工藝技術(shù),是以煤替代石油生產(chǎn)乙烯、丙烯等產(chǎn)品的核心技術(shù)。隨著我國國民經(jīng)濟的發(fā)展及對低碳烯烴需求的日漸攀升,作為乙烯生產(chǎn)原料的石腦油、輕柴油等原料資源,面臨著越來越嚴(yán)重的短缺局面。因此,加快甲醇制烯烴工藝的工業(yè)應(yīng)用問題引起了各方面的重視。石油資源短缺已成為我國乙烯工業(yè)發(fā)展的主要瓶頸之一,國民經(jīng)濟的持續(xù)健康發(fā)展要求我們必須依托自身的資源優(yōu)勢發(fā)展石化基礎(chǔ)原料生產(chǎn) ,國際油價的節(jié)節(jié)攀升使 MTO/MTP 項目的經(jīng)濟性更具競爭力。年利用 1 萬噸甲醇制烯烴工業(yè)化試驗裝置于 2004 年 8 月初在陜西榆林能源化工基地開工建設(shè) ,標(biāo)志著我國最大也是惟一的 MTO 項目正式啟動 , 開辟了我國非石油 資源生產(chǎn) 低碳烯烴 的煤化工新 路線。 甲醇制低碳 烯烴 (MTO/MTP) 項目將成為眾多煤化工項目產(chǎn)業(yè)鏈中的重要一環(huán)。(2) 甲醇生長促進(jìn)劑。國外研究實踐表明 ,用甲醇生長促進(jìn)劑噴施在不同的農(nóng)作物上 ,可以大量增產(chǎn)。另外噴施甲醇生長促進(jìn)劑后 ,農(nóng)作物還會保持枝葉鮮嫩、茁壯茂盛 ,即使是在炎熱的夏季也不會枯萎 ,可大量減少灌溉用水 ,有利于干旱地區(qū)農(nóng)作物的生長 ,近幾年來 ,甲醇生長促進(jìn)劑的肥效作用已經(jīng)引起國內(nèi)外專家的高度重視。甲醇的這一用途 ,可以大大緩解我國肥料的供求矛盾。(3) 甲醇蛋白。無論從甲醇下游產(chǎn)品開發(fā) ,還是從飼料工業(yè)需求角度分析 ,甲醇蛋白都是十分重要且極具市場潛力和發(fā)展前景的產(chǎn)品。 以甲醇為原料經(jīng)微生物發(fā)酵生產(chǎn)的甲醇蛋白被稱為第二代單細(xì)胞蛋白。與天然蛋白相比 ,營養(yǎng)價值高 ,它的粗蛋白含量比魚粉和大豆高得多 ,而且含有豐富的氨基酸以及豐富的礦物質(zhì)和維生素 ,可以代替魚粉、大豆、骨粉、肉類和脫脂奶粉。據(jù)中國農(nóng)科院飼料研究所的有關(guān)專家分析 ,到 2010 年和 2020年 ,我國蛋白質(zhì)飼料需求量分別為 0.6億噸和 0.72億噸 ,而資源供給量僅為 0.22億噸和 0.24 億噸,供需缺口分別為 0.38億噸和 0.48億噸。解決好我國蛋白質(zhì)原料飼料的這一巨額缺口,是擺在我國飼料企業(yè)面前的巨大商機。如果到2010 年 10% 的蛋白質(zhì)缺口由甲醇蛋白頂替,則需求量為 380萬噸。這個數(shù)字如果能夠?qū)崿F(xiàn),對甲醇工業(yè)的意義將十分重大。