甲醇
甲醇是一種無色、透明、易燃、易揮發(fā)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(yīng)式為:
甲醇的生產(chǎn),主要是合成法,尚有少量從木材干餾作為副產(chǎn)回收。合成的化學反應(yīng)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(jīng)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(chǎn)甲醇(分高壓法低壓和中壓法),或與合成氨聯(lián)產(chǎn)甲醇(聯(lián)醇法)。將合成后的粗甲醇,經(jīng)預(yù)精餾脫除甲醚,精餾而得成品甲醇。高壓法為BASF最先實現(xiàn)工業(yè)合成的方法,但因其能耗大,加工復(fù)雜,材質(zhì)要求苛刻,產(chǎn)品中副產(chǎn)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(yè)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(chǎn)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(jīng)系統(tǒng)和血液系統(tǒng)影響最大,它經(jīng)消化道、呼吸道或皮膚攝入都會產(chǎn)生毒性反應(yīng),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(dǎo)致呼吸中樞麻痹而死亡。慢性中毒反應(yīng)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(xiàn)中毒反應(yīng),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(nèi)不易排出, 會發(fā)生蓄積,在體內(nèi)氧化生成甲醛和甲酸也都有毒性。在甲醇生產(chǎn)工廠,我國有關(guān)部門規(guī)定,空氣中允許甲醇濃度為50mg/m3,在有甲醇氣的現(xiàn)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(jīng)人體代謝產(chǎn)生甲醛和甲酸(俗稱蟻酸),然后對人體產(chǎn)生傷害。常見的癥狀是,先是產(chǎn)生喝醉的感覺,數(shù)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(chǎn)物甲酸會累積在眼睛部位,破壞視覺神經(jīng)細胞。腦神經(jīng)也會受到破壞,產(chǎn)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(dǎo)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(chǎn)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(jīng)代謝產(chǎn)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(yīng)急處理
迅速撤離泄漏污染區(qū)人員至安全區(qū),并進行隔離,嚴格限制出入。切斷火源。建議應(yīng)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(tǒng)。大量泄漏:構(gòu)筑圍堤或挖坑收容。用泡沫覆蓋,降低蒸氣災(zāi)害。用防爆泵轉(zhuǎn)移至槽車或?qū)S檬占鲀?nèi),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(fù)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(yīng)用于各種汽油發(fā)動機,可以在不改變現(xiàn)行發(fā)動機結(jié)構(gòu)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(jīng)濟性良好,具有降低排放、節(jié)省石油、安全方便等特點。世界各國根據(jù)不同國情,研發(fā)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(yōu)于M85,具有更大的環(huán)境優(yōu)越性。甲醇工業(yè)
甲醇生產(chǎn)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(chǎn)品多達幾百種。近年來由于世界各國環(huán)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(chǎn)業(yè)發(fā)展速度絲毫不遜于任何一國,僅靠最近5年的快速發(fā)展,中國甲醇產(chǎn)量就躍居全球首位。
但是,正如正在發(fā)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(tài)。
甲醇屬低附加值化工產(chǎn)品。低成本是該類產(chǎn)品競爭的核心,也是生產(chǎn)企業(yè)采取的重要競爭戰(zhàn)略,是企業(yè)安身立命的關(guān)鍵。低成本需要優(yōu)化各種影響產(chǎn)品成本的生產(chǎn)要素,包括原料價格、工藝路線、融資成本、裝置規(guī)模和物流費用。成本
200美元/噸PK80美元/噸國內(nèi)外甲醇工業(yè)現(xiàn)狀
目前國內(nèi)甲醇裝置規(guī)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(chǎn)能投資高,約為國外大型甲醇裝置投資的2倍,導(dǎo)致財務(wù)費用和折舊費用高。這些都影響成本。據(jù)了解,我國有近200家甲醇生產(chǎn)企業(yè),但其中10萬噸/年以上的裝置卻只占20%,最大的甲醇生產(chǎn)裝置產(chǎn)能也就是60萬噸/年,其余80%都是10萬噸/年以下的裝置。根據(jù)這樣的裝置格局,業(yè)內(nèi)普遍估計,目前我國甲醇生產(chǎn)成本大約在1400元~1800元/噸(約200美元/噸)。一旦出現(xiàn)市場供過于求的局面,國內(nèi)甲醇價格有可能要下跌到約2000元/噸,甚至更低。這對產(chǎn)能規(guī)模小、單位產(chǎn)能投資較高的國內(nèi)大部分甲醇生產(chǎn)企業(yè)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(guī)模較大。目前國際上最大規(guī)模的甲醇裝置產(chǎn)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(chǎn),使得該公司5套大型甲醇裝置的總產(chǎn)能達到480萬噸/年。國外企業(yè)裝置規(guī)模大,公用設(shè)施分攤投資就少,且采用天然氣路線,單位產(chǎn)能投資大幅下降,成本競爭力大為增強。據(jù)石油和化工規(guī)劃院分析,目前國外天然氣產(chǎn)地在建的大型甲醇生產(chǎn)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(zhuǎn)化或自熱轉(zhuǎn)化技術(shù),包括德國魯奇公司、丹麥托普索公司、英國卜內(nèi)門化工公司和日本三菱公司等企業(yè)的技術(shù)。相對煤基甲醇技術(shù),天然氣轉(zhuǎn)化技術(shù)成熟可靠,轉(zhuǎn)化規(guī)模受甲醇規(guī)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(chǎn)企業(yè)依靠長期供應(yīng)協(xié)議將價格影響因素降至最低。
而我國大部分甲醇生產(chǎn)以煤為原料,氣化裝置規(guī)模有限和占地面積大的先天缺陷制約著甲醇生產(chǎn)裝置向大型化發(fā)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(yōu)勢的煤基甲醇產(chǎn)生較大影響,再加上煤基甲醇大多建在西部地區(qū),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(chǎn)后,傳統(tǒng)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(chǎn)品能耗:60吉焦/噸PK30吉焦/噸
現(xiàn)實是:國外甲醇生產(chǎn)規(guī)模大,技術(shù)先進,管理嚴格,能耗低,產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定;國內(nèi)大甲醇裝置的產(chǎn)品質(zhì)量已經(jīng)達到國際水平,但許多小甲醇或聯(lián)醇裝置產(chǎn)品質(zhì)量尚不穩(wěn)定。
據(jù)全國化學工程技術(shù)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(nèi)煤基甲醇每噸產(chǎn)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(chǎn)的甲醇每噸產(chǎn)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(lián)醇裝置每噸產(chǎn)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(chǎn)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(chǎn)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(shè)環(huán)保處理設(shè)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(chǎn),對環(huán)境影響較小,環(huán)保投入也相應(yīng)較小。
運輸成本:55美元/噸PK25美元/噸
許多業(yè)內(nèi)專家都向記者提到了國內(nèi)甲醇生產(chǎn)的一個先天不足:我國甲醇生產(chǎn)所需原料煤炭、天然氣主要集中在經(jīng)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(qū)。西部甲醇運到華東和華南地區(qū)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(chǎn)地與消費地相距較遠,導(dǎo)致交通運輸成為今后我國甲醇發(fā)展的主要瓶頸。
而大甲醇裝置集中的中東和中南美洲地區(qū),同時也是世界上天然氣資源最為豐富的地區(qū),資源地和甲醇生產(chǎn)裝置與沿海地區(qū)距離較近,生產(chǎn)裝置緊靠甲醇裝運碼頭,甲醇產(chǎn)品全部采用海路運輸,運輸方便。據(jù)統(tǒng)計,從中東、中南美洲和澳洲地區(qū)將甲醇運到亞洲主港地每噸產(chǎn)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(nèi)甲醇企業(yè)也僅有廠內(nèi)儲運和鐵路裝運設(shè)施,國內(nèi)目前還沒有全國性更沒有世界性的甲醇中轉(zhuǎn)運輸基地,沒有甲醇大型專用運輸工具。而國外甲醇生產(chǎn)商大多在世界各地建有大型甲醇中轉(zhuǎn)基地和儲運設(shè)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(nèi)甲醇生產(chǎn)的后天不足,業(yè)內(nèi)專家認為主要是目前國內(nèi)甲醇裝置建設(shè)大多是獨資企業(yè),少有合資合作。這對于動轍投資上百億元的甲醇及下游產(chǎn)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(shè)與運營。一般股東構(gòu)成包括投資商、專利商、銷售商和資源供應(yīng)商等,且投資商和股東委托專業(yè)資產(chǎn)管理公司協(xié)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(shù)、原料供應(yīng)和產(chǎn)品銷售等方面得到保證,最大限度地優(yōu)化各種生產(chǎn)要素,提高項目競爭力。
營銷模式:自行銷售PK專業(yè)銷售商
據(jù)正智遠東公司調(diào)查,盡管我國已成為最主要的甲醇生產(chǎn)國,但目前國內(nèi)甲醇生產(chǎn)企業(yè)還屬內(nèi)向型企業(yè),產(chǎn)品幾乎全部面向國內(nèi)市場,建設(shè)項目的市場分析和決策幾乎也全部依賴于國內(nèi)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(wǎng)絡(luò)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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