甲醇產(chǎn)品發(fā)展價值及工藝路線研究

王利軍

（大慶油田化工有限責任公司甲醇分公司，黑龍江 大慶 163000）

1 甲醇化工的發(fā)展價值

1.1 甲醇生產(chǎn)能力不斷增強，需求量逐步增大

甲醇是我國化工企業(yè)的重要產(chǎn)品，隨著甲醇系列產(chǎn)品以及甲醇應用空間的不斷開發(fā)，甲醇全球市場需求量早已突破1600 萬噸，并以每年3%的速度穩(wěn)步上漲，具有巨大的開發(fā)潛力以及經(jīng)濟價值?，F(xiàn)階段我國多數(shù)甲醇生產(chǎn)企業(yè)現(xiàn)有的生產(chǎn)設備以及生產(chǎn)線規(guī)模，無法滿足日漸增長的甲醇產(chǎn)品生產(chǎn)量需求。讓甲醇產(chǎn)品的供給量一度緊張，甲醇產(chǎn)品價格也逐漸上漲。產(chǎn)品銷售形勢一片大好。

1.2 甲醇消費市場逐步改善，生產(chǎn)效益極為客觀

甲醇系列產(chǎn)品經(jīng)過不斷的開發(fā)擴展，日漸豐富，在各個行業(yè)領域都有著廣泛的應用，產(chǎn)品市場巨大，銷售形勢一片大好。如基于甲醇作為主要生產(chǎn)原料的甲基叔丁基醚機密產(chǎn)品被廣泛應用于汽油添加劑的制作中，甲醇撥基化制醋酸產(chǎn)量突破238 噸，基于甲醇的合成汽油產(chǎn)品、細胞蛋白產(chǎn)品、異丁烯等產(chǎn)品具有著廣泛的應用空間和前景。這都進一步刺激了甲醇產(chǎn)品市場的良性發(fā)展，我國應進一步加強甲醛產(chǎn)品的開發(fā)工作，提高甲醇的消費空間，全面促進甲醇行業(yè)發(fā)展。近年來我國在生物產(chǎn)品中對甲醇的應用研究取得了突破性的進展，基于甲醇合成的人造蛋白，在一定程度上替代了進口魚粉，減少了我國對魚粉產(chǎn)品的過分依賴，提高了國家的出口創(chuàng)匯能力。

1.3 能源需求量日益加大，煤化工發(fā)展良好

石油資源短缺問題已經(jīng)成為世界性難題，近年來，伴隨著我國石油資源的不斷開采，多數(shù)油田已經(jīng)出現(xiàn)資源匱乏趨勢。根據(jù)資料顯示，全球以探明可開采石油資源儲量為2700億噸，按年消耗60 億噸石油資源來看，全球石油資源最多可以維持50 年的消耗，能源危機逐漸凸顯?；谖覈茉船F(xiàn)狀，我國煤炭資源儲量十分豐富，對煤炭資源利用以及開發(fā)技術的研究可以從根本上緩解我國石油資源短缺造成的能源危機。而甲醇化工合成氣等技術，是煤炭能源轉換的關鍵技術，對其開發(fā)研究具有重要的意義。

2 甲醇產(chǎn)品的生產(chǎn)現(xiàn)狀

2.1 直接產(chǎn)品

甲醇的直接產(chǎn)品主要分為甲醚、甲基叔丁基醚、二甲基亞砜三種。其中，甲醚是我國化工企業(yè)生產(chǎn)中不可缺少的化工原料，是重要的中下游甲醇產(chǎn)品。在很多有機化工產(chǎn)品的制造生產(chǎn)中，甲醚都是主要原料之一。如在防水以及房屋施工中，應用廣泛的酚醛樹脂以及各類黏合劑產(chǎn)品，均為甲醚作為原料的有機化工產(chǎn)品。同時，下游甲醇產(chǎn)品仍在不斷的開發(fā)中，產(chǎn)品的類型逐漸豐富，對甲醇的需求量也逐漸增加。甲基叔丁醚產(chǎn)品是汽油產(chǎn)品以及汽油添加劑產(chǎn)品的重要原料，最為典型的產(chǎn)品是無鉛汽油、丁基橡膠、聚異丁烯、甲級丙烯酸等等。二甲基亞砜是重要的極性質(zhì)子溶液之一，在沉淀學以及地質(zhì)學的研究中有重要的應用價值。同時，二甲基亞砜在化工生產(chǎn)中有廣泛的應用空間，一般被用作有機溶劑和反應價值，在染色劑、殺蟲劑、清蠟劑、改性劑等化工產(chǎn)品的生產(chǎn)中都有著重要的應用。

2.2 間接產(chǎn)品

甲醇的間接產(chǎn)品主要有乙二醇、pva、二甲基甲酰三種。其中，乙二醇是甲醇的直接產(chǎn)品甲醛作為原材料生產(chǎn)的產(chǎn)品之一，乙二醇在我國化工生產(chǎn)領域應用較為廣泛，是聚酯類產(chǎn)品以及防凍劑等化學制劑的重要原料，在我國能源、汽車、以及航空航天領域均有應用。Pva 是一種有機化合物，一般以固體形態(tài)存在，他是現(xiàn)階段工業(yè)用黏合劑、高強度膠水以及多種耐熱耐腐蝕建材的主要生產(chǎn)原料。在建筑、煤炭、石油化工領域有較多應用。二甲基甲酰是一種工業(yè)用有機溶劑，在化工生產(chǎn)中常作為分析及使用。對乙烯樹脂、乙炔等制劑有良好的溶解效果，其功能潛力較大，用途范圍仍在不斷擴展中。

3 生產(chǎn)形勢存在弊端

我國對基于甲醇產(chǎn)品的研究起步較晚，制造工藝水平以及產(chǎn)品寬度與西方先進國家相比都存在一定的不足。但近年來，我國化工行業(yè)對甲醇產(chǎn)品需求量逐漸加大，我國加強對甲醇產(chǎn)品的生產(chǎn)工藝研究，制造工藝突飛猛進，取得了許多研究成果。但也逐漸凸顯出一些生產(chǎn)問題。其一，生產(chǎn)結構問題。我國甲醛產(chǎn)品的生產(chǎn)結構存在一定的不足與弊端，首先受技術、資金以及人力資源等生產(chǎn)條件的限制，我國甲醇產(chǎn)品生產(chǎn)企業(yè)在新產(chǎn)品技術研發(fā)，生產(chǎn)線工藝技術升級擴展等方面的阻力較大，嚴重制約了我國甲醇產(chǎn)品制造業(yè)的良性發(fā)展，許多企業(yè)已經(jīng)認識到豐富甲醇產(chǎn)品類型對企業(yè)發(fā)展的重要性，并有建立多條不同生產(chǎn)線的設想，但受上述原因決定，許多發(fā)展方案不具備可行性，最終導致我國甲醇產(chǎn)品結構仍相對單一，產(chǎn)品種類較窄。其二，生產(chǎn)技術問題。根據(jù)前文所示，我國對甲醇產(chǎn)品的制造技術研究起步較晚，同時對進口技術較為依賴，截至目前，我國甲醇產(chǎn)品制造行業(yè)，僅僅在直接產(chǎn)品的制造工藝上相對成熟。在間接產(chǎn)品的制造商配套技術體系不夠完善，缺乏精細化的生產(chǎn)管理手段，產(chǎn)品種類單一，質(zhì)量一般。同時與先進國家相比，我國甲醇間接產(chǎn)品的生產(chǎn)成本普遍較高，企業(yè)經(jīng)濟獲取能力較低，發(fā)展緩慢。同時，我國甲醇產(chǎn)品沒有形成規(guī)?；a(chǎn)，缺少統(tǒng)一的產(chǎn)品規(guī)范制度，沒有統(tǒng)一的運營模式，造成了我國甲醇制造行業(yè)的整體競爭力較差，生產(chǎn)處于無序狀態(tài)，產(chǎn)品質(zhì)量也難以保證，不利于甲醇產(chǎn)品生產(chǎn)行業(yè)的平穩(wěn)可持續(xù)發(fā)展。

4 幾種甲醇化工產(chǎn)品工藝路線分析

4.1 甲醇羰基化制成醋酸

該醋酸合成法打破了傳統(tǒng)醋酸合成原材料價格加高、合成工藝復雜緩慢等諸多弊端。由美國孟山都化工公司與20世紀70 年代率先提出。經(jīng)過10 余年的不斷完善，與1985年在美國德克薩斯州建設了大規(guī)模生產(chǎn)線，開始批量生產(chǎn)，并將工藝技術在全球推廣。該技術采用甲烷、甲醇、碘、一氧化碳作為主要的生產(chǎn)原料，在35atm 的壓力以及200℃的高溫環(huán)境下進行反應，并采用銠系化合物作為符合催化劑，促進反應的發(fā)生。實現(xiàn)原材料向醋酸的轉換，綜合轉換效率極高，其中甲醇轉換概率接近99%。反應產(chǎn)物僅為少量甲烷和二氫。在英國石油化學品公司對其進行二次優(yōu)化后，該工藝的反應環(huán)境要求更低，轉化效率也得到了進一步的提高，逐漸演變成了現(xiàn)階段工業(yè)醋酸生產(chǎn)主要使用的bp 工藝。

4.2 甲醇羰基化制成醋酐

甲醇羰基化制成醋酐也是甲醇間接產(chǎn)品制造基礎的重要應用，該技術打破了原有醋酐制造技術生產(chǎn)周期長、生產(chǎn)工藝安全風險較高的弊端。美國首次進行大規(guī)模投產(chǎn)，年產(chǎn)量高達22.7 萬都。該技術工藝原理如下，首先采用甲醇和醋酸作為主要的反應原料，在25atm 和150℃溫度下結合銠系催化劑進行反應，在得到初步產(chǎn)物后，基于醋酐的物理特點采用精餾的方式進行二次加工和提純，最終得到了醋酐產(chǎn)品。該工藝打破了傳統(tǒng)生產(chǎn)中成本高、反應緩慢同時生產(chǎn)廢棄物腐蝕程度較高的弊端，在全面提升醋酐產(chǎn)品的同時，也降低了生產(chǎn)風險。

4.3 甲醇撥基化法生產(chǎn)醋酸乙烯

基于甲醇羰基化制成醋酐的方法，美國哈爾康科學設計公司推出了醋酸乙烯的生產(chǎn)路線（1982 年）。上述工藝路線中，無須使用乙烯或醋酸，有甲醇、H2等原料即可。這就表明，我們可將煤作為原料，采用羰基化法來制成醋酸乙烯，整個生產(chǎn)過程無須使用石油。由于我國有著大量的煤炭資源，所以該種方法具有極高的使用和推廣價值。

4.4 甲基叔丁基醚（MTBE）

該工藝主要是通過甲醇、異丁烯反應而成。其具體的工藝路線為：將液態(tài)混合丁烯（其中，異丁烯占比約為45%）與新鮮甲醇（20%以上）一同倒入反應器（固定床管式）中，并添加適量催化劑。反應溫度控制在40 ～90℃，壓力控制在21atm。用精制塔過濾反應而成的混合物，可得到高純度 MTBE（98%），同時還有部 分甲醇。實踐表明，每0.37 噸甲醇，即可制成1 噸MTBE。

5 結語

綜上所述，隨著科學技術與國民經(jīng)濟的不斷發(fā)展，甲醇行業(yè)在我國的發(fā)展前景日漸明朗，甲醇化工將成為現(xiàn)代社會化工發(fā)展的主流趨向，在能源、基本有機化工生產(chǎn)中發(fā)揮了重要作用。甲醇具有廣闊的市場前景，我國應對甲醇化工及其工藝路線展開深入研究，以推動社會與國民經(jīng)濟的快速發(fā)展。