刘维平
(贵州东华工程股份有限公司,贵州 贵阳 550002)
甲醇一种重要的有机化工原料,近年来,我国的甲醇产量和消费量持续增长,发展较快,成为仅次于乙烯和苯的重要原料[1]。随着甲醇产量的快速增长,其下游产品的也越来越受到人们的关注。甲醇下游产品主要有甲醛、羰基法醋酸、甲基叔丁基醚、氯甲烷、硫酸二甲酯、甲酸甲酯、丙烯酸甲酯、甲胺和二甲醚以及甲醇燃料等[2]。甲醇的下游产品在医药、染料、农药化肥、有机合成等工业中有着广泛的应用[3]。我国的资源相对匮乏,尤其是石油和天然气资源较为紧张,因此,甲醇企业的生产更依赖于煤资源,由于资源的限制从而导致甲醇产业的生产成本较高[4]。在这种情况下,对甲醇下游产品的合理的开发非常重要。
甲醇是化学工业的一种基础产品,自身价值和附加值都比较低,因此,对甲醇的深加工和下游产品的开发就显得非常重要。
低碳烯烃是重要的石油化工基本原料,包括乙烯和丙烯等,传统方法中,低碳烯烃的主要获得途径是由石油经过分离提取出石油烃,再对石油烃进行裂解从而得到乙烯、丙烯等低碳烯烃。由甲醇制烯烃指的是用甲醇来制得乙烯、丙烯等低碳烯烃。乙烯和丙烯都是重要的化工原材料,可用于生产合成纤维、塑料和乙醇以及聚丙烯、异丙醇、苯酚等。由于石油资源日趋紧张,传统的从石油中提取低碳烯烃的方法发展空间越来越小,而通过甲醇来制得低碳烯烃的方法却有着更经济和广阔的发展前景。甲醇制低碳烯烃是由2个甲醇分子脱水得到乙烯、由3个甲醇分子脱水得到丙烯,这两个反应往往同时进行,由于生产工艺的不同,得到的乙烯和丙烯的比例也不同。
传统的芳香烃也是从石油提取出的,在石油资源日益紧张的状况下,由甲醇制得芳香烃也被人们所关注。研究发现,用分子筛作为催化剂,甲醇作为原料在常压、644K的反应条件下可以生成芳香烃,同时会生成低链烯烃,当反应压力较高时,生成芳香烃的比例较大,而当反应压力较低时,低链烯烃生成的比例较大。因此工业生成中应注意控制反应压力。
二甲醚的特点有方便、清洁、污染少、十六烷值高、动力性能好、易贮存、稍加压即为液体等,在制药工业和染料工业中有着广泛的应用,另外,二甲醚可以作麻醉剂和燃料,作为燃料可以用于柴油机,是一种重要的甲醇衍生品。二甲醚作为燃料,最大的优点就是清洁,是液化石油气的一种很好的替代品,同时,用二甲醚作为燃料可以克服汽车冷启动的问题。
随着汽车工业的迅速发展和我国人民生活水平的提高,汽车在我国越来越普及,汽油的需求量也越来越高,在汽油中加入甲醇制得的甲醇汽油不仅热效率高,同时油耗相对于传统的汽油可降低8%至26%左右,具有很强的经济性。另外,甲醇汽油具有较好的动力性和燃烧效率,进而使燃烧甲醇汽油的汽车尾气中碳氢化合物和一氧化碳的含量大大减少,因此,甲醇汽油还具有很强的环保性。在石油日益紧张和汽油需求量日益增多的今天,推广甲醇汽油显然具有很高的经济价值和社会价值。
在甲醇的下游衍生品当中,甲醛的消费量是最多的。甲醛是一种重要的化工原料,在有机化学工业中需求量巨大,并且以每年4%左右的速度增长。工艺上,由甲醇作为原材料生产甲醛的纯度可高达70%,甲醇作为原材料生产甲醛具有很好的发展前景。
醋酸可用于生产醋酸酯、聚乙烯醇、醋酸纤维等,是一种非常重要的有机化工产品,由甲醇制造醋酸在国内大部分采用羟基法。我国的羟基合成法制醋酸的生产工艺在国际中处于较为先进的地位。
将甲醇和菌种营养物质混合进行发酵,可以生成单细胞蛋白,即为甲醇蛋白。甲醇蛋白具有蛋白含量高,并且含有丰富的矿物质和维生素等优势,在饲料市场及其他相关领域具有很好的发展前景,但目前,我国的甲醇蛋白生产技术还不完善,无法做到甲醇蛋白的产业化生产,因此,着力解决甲醇蛋白工业化的技术难题,实现自主研发产业化非常重要。
甲醇由于其容易获得,其下游产品具有广阔的市场前景。
乙烯的产量是一个国家的经济实力的象征之一,丙烯是生产丙醇、异丙醇等的重要原材料,由甲醇制低碳烯烃工业在美国和德国已实现工业化,在我国,甲醇制烯烃产业正在逐步发展,2010年,中原石化的甲醇制低碳烯烃项目已在河南投入建设,因此,当甲醇制烯烃产业走向成熟之后,将会带来巨大的市场效益。芳香烃的主要来源是石油,经石油资源的紧张和油价的升高,造成芳香烃的价格也持续升高,用甲醇加催化剂的方法制芳香烃对于芳香烃成本的降低有着重要的意义,具有很好的市场前景。
二甲醚是一种清洁型燃料,其优势在于,可以在不需要对设备进行任何改造的情况下替代液化石油气,由于二甲醚的燃烧效率高、污染小,具有广阔的市场前景,二甲醚的市场推广目前面临的主要是价格问题,因此,当甲醇制二甲醚产业技术发展为可以将二甲醚的成本与液化石油气相当,则二甲醚可以得到很好的推广。甲醇汽油的优势目前也被各方面的研究所证实,有研究表明,在汽油中掺入较低比例的甲醇,对于汽油本身没有任何影响,可以直接使用,并且,实验表明,掺入汽油后汽车运行状况良好。在甲醇中掺入汽油可以带来经济和环保的双重效益,在汽车日益增多和汽车产业在我国较快发展的今天,甲醇汽油的应用对于甲醇产能过剩的解决和甲醇衍生品的推广都具有重要的意义。
甲醛是生产酚醛树脂和粘合剂等产品的重要原材料,在甲醇的衍生品中占有最大的比例,发展高浓度甲醛的生产工艺来满足甲醛的消费需求非常重要。我国的醋酸工业发展也较为迅速,醋酸是醋酸纤维、醋酸酯和相关医药产业的重要原材料,但在我国,醋酸的生产已出现产能过剩的现象,由甲醇制醋酸工业的发展需求不如其他衍生品旺盛。甲醇制造蛋白技术的发展同样可以带来很大的市场前景,因此,需要加强相关技术的开发,尽快做到产业化。
甲醇作为化学工业的一种基础产品,其自身价值和附加值都比较低,随着甲醇产量的快速增长,其下游产品也越来越受到人们的关注,在这种情况下,对甲醇下游产品的合理开发非常重要。甲醇的下游产品主要包括由甲醇制得的烯烃、芳香烃等烃类原料,二甲醚、甲醇汽油等汽车、柴油机燃料以及甲醛、醋酸和甲醇蛋白等。不同的下游衍生品具有不同的优势,因此,甲醇下游产品的技术开发和应用,以及甲醇产业链的发展对于有机化工行业的发展起到重要作用。
[1] 陶明文,汪苗苗.甲醇下游产品发展前景及市场分析[J].西部煤化工, 2010, (2):8-9.
[2] 颛孙玉柱.甲醇下游产品发展前景分析[J].中国石油和化工, 2009, (9):14-17.
[3] 段志成,赫文秀.甲醇的生产工艺及其发展现状[J].内蒙古石油化工, 2010, (4):50-51.
[4] 李娟,张锡兰,郭泉辉.甲醇下游产品的开发和利用[J].河南化工, 2011, (1):25-28.