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甲醇

  
甲醇是一種無色、透明、易燃、易揮發的有毒液體,常溫下對金屬無腐蝕性(鉛、鋁除外),略有酒精氣味。分子量32.04,相對密度0.792(20/4℃),熔點-97.8℃,沸點64.5℃,燃燒熱725.76KJ/mol,閃點12.22℃,自燃點463.89℃,蒸氣密度1.11,蒸氣壓13.33KPa(100mmHg 21.2℃),蒸氣與空氣混合物爆炸極限6~36.5 %(體積比),能與水、乙醇、乙醚、苯、酮、鹵代烴和許多其他有機溶劑相混溶,遇熱、明火或氧化劑易燃燒。燃燒反應式為:
甲醇的生產,主要是合成法,尚有少量從木材干餾作為副產回收。合成的化學反應式為:
  2H2 + CO → CH3OH
  合成甲醇可以固體(如煤、焦炭)液體(如原油、重油、輕油)或氣體(如天然氣及其他可燃性氣體)為原料,經造氣凈化(脫硫)變換,除去二氧化碳,配制成一定的合成氣(一氧化碳和氫)。在不同的催化劑存在下,選用不同的工藝條件。單產甲醇(分高壓法低壓和中壓法),或與合成氨聯產甲醇(聯醇法)。將合成后的粗甲醇,經預精餾脫除甲醚,精餾而得成品甲醇。高壓法為BASF最先實現工業合成的方法,但因其能耗大,加工復雜,材質要求苛刻,產品中副產物多,今后將由ICI低壓和中壓法及Lurgi低壓和中壓法取代。

健康危害

  甲醇被大眾所熟知,是因為其毒性。工業酒精中大約含有4%的甲醇,被不法分子當作食用酒精制作假酒,而被人飲用后,就會產生甲醇中毒。甲醇的致命劑量大約是70毫升。
  甲醇有較強的毒性,對人體的神經系統和血液系統影響最大,它經消化道、呼吸道或皮膚攝入都會產生毒性反應,甲醇蒸氣能損害人的呼吸道粘膜和視力。急性中毒癥狀有:頭疼、惡心、胃痛、疲倦、視力模糊以至失明,繼而呼吸困難,最終導致呼吸中樞麻痹而死亡。慢性中毒反應為:眩暈、昏睡、頭痛、耳鳴、視力減退、消化障礙。甲醇攝入量超過4克就會出現中毒反應,誤服一小杯超過10克就能造成雙目失明,飲入量大造成死亡。致死量為30毫升以上,甲醇在體內不易排出, 會發生蓄積,在體內氧化生成甲醛和甲酸也都有毒性。在甲醇生產工廠,我國有關部門規定,空氣中允許甲醇濃度為50mg/m3,在有甲醇氣的現場工作須戴防毒面具,廢水要處理后才能排放,允許含量小于200mg/L。
  甲醇的中毒機理是,甲醇經人體代謝產生甲醛和甲酸(俗稱蟻酸),然后對人體產生傷害。常見的癥狀是,先是產生喝醉的感覺,數小時后頭痛,惡心,嘔吐,以及視線模糊。嚴重者會失明,乃至喪命。失明的原因是,甲醇的代謝產物甲酸會累積在眼睛部位,破壞視覺神經細胞。腦神經也會受到破壞,產生永久性損害。甲酸進入血液后,會使組織酸性越來越強,損害腎臟導致腎衰竭。
  甲醇中毒,通??梢杂靡掖冀舛痉?。其原理是,甲醇本身無毒,而代謝產物有毒,因此可以通過抑制代謝的方法來解毒。甲醇和乙醇在人體的代謝都是同一種酶,而這種酶和乙醇更具親和力。因此,甲醇中毒者,可以通過飲用烈性酒(酒精度通常在60度以上)的方式來緩解甲醇代謝,進而使之排出體外。而甲醇已經代謝產生的甲酸,可以通過服用小蘇打(碳酸氫鈉)的方式來中和。

泄漏應急處理

   迅速撤離泄漏污染區人員至安全區,并進行隔離,嚴格限制出入。切斷火源。建議應急處理人員戴自給正壓式呼吸器,穿防靜電工作服。不要直接接觸泄漏物。盡可能切斷泄漏源。防止流入下水道、排洪溝等限制性空間。小量泄漏:用砂土或其它不燃材料吸附或吸收。也可以用大量水沖洗,洗水稀釋后放入廢水系統。大量泄漏:構筑圍堤或挖坑收容。用泡沫覆蓋,降低蒸氣災害。用防爆泵轉移至槽車或專用收集器內,回收或運至廢物處理場所處置。

甲醇汽油

  甲醇汽油是指把甲醇部分添加在汽油里,用甲醇燃料助溶劑復配的M系列混合燃料。其中:M15(在汽油里添加15%甲醇)清潔甲醇汽油為車用燃料,分別應用于各種汽油發動機,可以在不改變現行發動機結構的條件下,替代成品汽油使用,并可與成品油混用。甲醇混合燃料的熱效率、動力性、啟動性、經濟性良好,具有降低排放、節省石油、安全方便等特點。世界各國根據不同國情,研發了M3、M5、M15、M20、M50、M85、M100等不同摻和比的甲醇汽油。目前,商用甲醇主要為M85(85%甲醇+15%汽油)和 M100,M100性能優于M85,具有更大的環境優越性。

甲醇工業

  甲醇生產過程比較簡單,原料來源多樣,煤、石腦油和天然氣均可制甲醇。甲醇用途廣泛,它的下游產品多達幾百種。近年來由于世界各國環保意識的加強,特別是美國國會于1990年11月15日通過清潔空氣法修正案以后,甲醇的身價備增,全球甲醇的需求增長加快。
  中國甲醇產業發展速度絲毫不遜于任何一國,僅靠最近5年的快速發展,中國甲醇產量就躍居全球首位。
  但是,正如正在發育期的孩子一樣,只是個頭高并不能證明就是身體健康。相反,過高的個頭可能還是一種病態。
  甲醇屬低附加值化工產品。低成本是該類產品競爭的核心,也是生產企業采取的重要競爭戰略,是企業安身立命的關鍵。低成本需要優化各種影響產品成本的生產要素,包括原料價格、工藝路線、融資成本、裝置規模和物流費用。

成本

   200美元/噸PK80美元/噸

國內外甲醇工業現狀

   目前國內甲醇裝置規模普遍較小,且多采用煤頭路線,以煤為原料的約占到78%;單位產能投資高,約為國外大型甲醇裝置投資的2倍,導致財務費用和折舊費用高。這些都影響成本。據了解,我國有近200家甲醇生產企業,但其中10萬噸/年以上的裝置卻只占20%,最大的甲醇生產裝置產能也就是60萬噸/年,其余80%都是10萬噸/年以下的裝置。根據這樣的裝置格局,業內普遍估計,目前我國甲醇生產成本大約在1400元~1800元/噸(約200美元/噸)。一旦出現市場供過于求的局面,國內甲醇價格有可能要下跌到約2000元/噸,甚至更低。這對產能規模小、單位產能投資較高的國內大部分甲醇生產企業來講會壓力劇增。
  而以中東和中南美洲為代表的國外甲醇裝置普遍規模較大。目前國際上最大規模的甲醇裝置產能已達到170萬噸/年。2008年4月底,沙特甲醇公司170萬噸/年的巨型甲醇裝置在阿爾朱拜勒投產,使得該公司5套大型甲醇裝置的總產能達到480萬噸/年。國外企業裝置規模大,公用設施分攤投資就少,且采用天然氣路線,單位產能投資大幅下降,成本競爭力大為增強。據石油和化工規劃院分析,目前國外天然氣產地在建的大型甲醇生產裝置成本只有60~80美元/噸。
  不僅如此,國外大型甲醇裝置多以天然氣為原料,采用天然氣兩段轉化或自熱轉化技術,包括德國魯奇公司、丹麥托普索公司、英國卜內門化工公司和日本三菱公司等企業的技術。相對煤基甲醇技術,天然氣轉化技術成熟可靠,轉化規模受甲醇規模影響較小,裝置緊湊,占地面積小。盡管近年來國際市場天然氣價格也在上漲,但國外甲醇生產企業依靠長期供應協議將價格影響因素降至最低。
  而我國大部分甲醇生產以煤為原料,氣化裝置規模有限和占地面積大的先天缺陷制約著甲醇生產裝置向大型化發展。同時近年來煤炭價格的大幅度上漲對本來還具有一定成本優勢的煤基甲醇產生較大影響,再加上煤基甲醇大多建在西部地區,運輸費用較高。種種因素進一步削弱了煤基甲醇的價格競爭力。
  國外大型甲醇裝置集中投產后,傳統的銷售渠道無法消化驟然增多的甲醇。2010年之前,國外甲醇以低價沖擊中國市場幾無懸念。
  產品能耗:60吉焦/噸PK30吉焦/噸
  現實是:國外甲醇生產規模大,技術先進,管理嚴格,能耗低,產品質量穩定;國內大甲醇裝置的產品質量已經達到國際水平,但許多小甲醇或聯醇裝置產品質量尚不穩定。
  據全國化學工程技術委員會副主任、中石化寧波工程有限公司副總工程師唐宏青介紹,國內煤基甲醇每噸產品能耗為50~60吉焦,耗煤1.6噸左右,耗水22~30噸。以天然氣為原料生產的甲醇每噸產品能耗約為40吉焦,耗天然氣900~1150立方米,耗水16~20噸。我國小型聯醇裝置每噸產品耗能則高達70吉焦。而國外大型甲醇裝置基本都以天然氣為原料,并且每噸產品能耗只有25~30吉焦,耗天然氣760~920立方米,耗水10~15噸。
  另外,由于我國甲醇生產大多采用煤基路線,酸性氣體和灰渣排放量較大,需投入較多資金建設環保處理設施。而國外以天然氣為原料的大型甲醇裝置,基本屬于清潔生產,對環境影響較小,環保投入也相應較小。
  運輸成本:55美元/噸PK25美元/噸
  許多業內專家都向記者提到了國內甲醇生產的一個先天不足:我國甲醇生產所需原料煤炭、天然氣主要集中在經濟較落后、交通不便的西部,而我國甲醇市場消費中心在華東和華南地區。西部甲醇運到華東和華南地區需鐵路或公路的長途運輸,運輸費用最高達400元/噸(約55美元/噸)。甲醇產地與消費地相距較遠,導致交通運輸成為今后我國甲醇發展的主要瓶頸。
  而大甲醇裝置集中的中東和中南美洲地區,同時也是世界上天然氣資源最為豐富的地區,資源地和甲醇生產裝置與沿海地區距離較近,生產裝置緊靠甲醇裝運碼頭,甲醇產品全部采用海路運輸,運輸方便。據統計,從中東、中南美洲和澳洲地區將甲醇運到亞洲主港地每噸產品的運費只有25美元左右,運輸費用較低。
  而且,在物流方面,即使條件好的國內甲醇企業也僅有廠內儲運和鐵路裝運設施,國內目前還沒有全國性更沒有世界性的甲醇中轉運輸基地,沒有甲醇大型專用運輸工具。而國外甲醇生產商大多在世界各地建有大型甲醇中轉基地和儲運設施,擁有自己或長期租用的甲醇運輸船隊。
  投資模式:單打獨斗PK合作運營
  如果談到國內甲醇生產的后天不足,業內專家認為主要是目前國內甲醇裝置建設大多是獨資企業,少有合資合作。這對于動轍投資上百億元的甲醇及下游產品項目來說,無疑加大了融資難度和投資風險。
  而國外甲醇裝置大多為合資合作建設與運營。一般股東構成包括投資商、專利商、銷售商和資源供應商等,且投資商和股東委托專業資產管理公司協助運營。這樣便能有效解決融資問題,降低資金成本和投資風險,并在技術、原料供應和產品銷售等方面得到保證,最大限度地優化各種生產要素,提高項目競爭力。
  營銷模式:自行銷售PK專業銷售商
  據正智遠東公司調查,盡管我國已成為最主要的甲醇生產國,但目前國內甲醇生產企業還屬內向型企業,產品幾乎全部面向國內市場,建設項目的市場分析和決策幾乎也全部依賴于國內市場,出口量微乎其微,根本無暇顧及到國際市場上的需求和變化。
  燃燒熱的值及其燃燒方程式
  CH3OH(l)+3/2O2(g)=CO2(g)+2H2O(l) △H=-725.76kJ/mol

網絡用語

  甲醇(假純)即假清純之意。
  如:非誠勿擾中馬伊咪有是圣女還是甲醇之說。

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