造紙機械
[拼音]：jiachun
[英文]：methanol
CH3OH又名木醇或木精， 無色、略帶醇香氣味的揮發性液體，沸點64.7℃，能溶於水，在汽油中有較大的溶解度。有毒、易燃、其蒸氣與空氣能形成爆炸混合物。甲醇是由合成氣生產的重要化學品之一，既是重要的化工原料，也是一種燃料。1984年世界甲醇生產能力為17.7Mt。
沿革
1661年英國R.玻意耳首先在木材乾餾的液體產品中發現了甲醇，這成為工業上獲得甲醇的最古老方法。1857年法國M.貝特洛用一氯甲烷(見甲烷氯化物)水解制得甲醇。合成甲醇的工業生產開始於1923年，德國巴登苯胺純鹼公司首先建成以合成氣為原料、年產300t甲醇的高壓法裝置。至60年代中期，所有甲醇生產裝置均採用高壓法。1966年英國卜內門化學工業公司研製成功銅系催化劑並開發了低壓工藝，簡稱ICI低壓法（見彩圖）。1971年，聯邦德國魯奇公司開發了另一種低壓合成甲醇工藝（簡稱魯奇低壓法）。1973年義大利一座氨和甲醇聯合生產裝置開工，日產600t甲醇和1250t氨。70年代中期以後，世界上新建和擴建的甲醇廠均採用低壓法，已有的高壓法老廠也在逐步改成低壓法，並出現了其他低壓生產工藝和生產燃料甲醇的工藝。
生產方法
工業上幾乎全部採用一氧化碳（或還有二氧化碳）加壓催化加氫法生產甲醇。典型流程包括造氣、合成氣淨化、甲醇合成和粗甲醇精餾等工序(圖1)。
造氣
煤及其加工產品（焦炭、焦爐煤氣）、石油、天然氣、生物物質、烴類制乙炔尾氣（見彩圖）等都可作為生產合成氣的原料。煤在甲醇生產史上曾起過重要作用，曾稱作煤間接液化。但現在占主導地位的原料是天然氣。根據合成甲醇的反應：
要求合成氣的摩爾比應該為(H2-CO2)/(CO+CO2)=2.15～2.25。由於不同原料的H/C不同，因此需用不同的工藝過程及調節其組成的方法，以達到所需配比。
（1）由天然氣蒸汽轉化法制的合成氣中，氫過量而一氧化碳和二氧化碳的量不足，(H2-CO2)/(CO+CO2)約為3。合成氣中含有少量弱氧化劑二氧化碳可使低壓操作的銅系合成甲醇催化劑保持較高的活性，因此工業上有時採用新增二氧化碳的蒸汽催化轉化法，以達到合適的配比。二氧化碳可由外部供給，或由轉化爐煙道氣中回收。
（2）由重油部分氧化法和煤氣化所生產的合成氣，由於原料中高碳烴增多，合成氣中的一氧化碳及二氧化碳(CO+CO2)過量，(H2-CO2)/(CO+CO2)<2。通常需將部分合成氣經過變換，然後再用常規法脫除過量二氧化碳，以達到所需組成。
（3）以天然氣為原料的兩段轉化法，即在第一段中進行天然氣蒸汽轉化，只有約1/4的甲烷進行了反應；第二段進行的是天然氣部分氧化。這樣，不僅所得合成氣配比合適，而且由於第二段反應溫度可以提高到800℃以上。殘留的烴含量也可以減少，但重要的是要用氧氣，所以如何得到廉價的氧氣是此法的關鍵。
合成氣淨化
合成氣淨化主要是脫除硫化物。銅系合成甲醇催化劑對硫十分敏感，易中毒失活（見催化劑中毒），要求合成氣中硫含量小於 0.1ppm(高壓法採用的鋅-鉻催化劑耐硫性較好，允許合成氣中硫含量為5～10ppm)。轉化工藝所使用的鎳催化劑也易被硫中毒失活。因此，以天然氣為原料的甲醇廠需在轉化前脫硫。脫硫方法主要是採用鈷-鉬加氫和氧化鋅床串聯工藝，同時脫除有機硫和無機硫。當天然氣中總硫含量小於 20mg/m3時，處理後氣體含硫量小於0.5ppm，經轉化後再用活性炭或分子篩精脫硫。當天然氣中有機硫含量高時，則可用新型鐵-錳複合脫硫劑。
使用渣油和煤生產的合成氣，由於原料的硫含量高，可採用有機溶劑吸收脫硫。目前，最好的方法是低溫甲醇洗滌法，它不但脫硫效果好且可選擇性地脫除部分二氧化碳，調節合成氣的組成。當粗合成氣中硫含量為0.7％時，處理後的氣體硫含量小於0.1ppm。
甲醇合成
一氧化碳加氫合成甲醇是一個可逆放熱反應，甲醇的平衡濃度隨溫度的上升和壓力的下降而迅速降低（見表）。為了加速反應，必須採用催化劑，因此，合成甲醇的反應壓力決定於催化劑的活性。鋅-鉻催化劑活性差，需要較高的反應溫度，必須採用高壓。銅系催化劑活性好、反應溫度低，則所需壓力也相應降低。
（1）高壓法使用氧化鋅和氧化鉻催化劑。反應溫度300～400℃，壓力約為30MPa，合成塔結構與氨合成塔相同。合成氣加壓後，同迴圈氣混合進入合成塔底部，由熱交換器加熱到330～340℃，然後沿著裝有電加熱器的中心管進入合成塔上部，再連續通過每層催化劑進行反應生成甲醇。反應熱由送入塔內的冷迴圈氣帶走。
高壓法單程轉化率為12％～15％。能耗高，產品質量差(粗甲醇中含有二甲醚5000～10000ppm，高碳醇3000～5000ppm，甲酸甲酯80～200ppm)，現不再發展。
（2）低壓法指甲醇合成壓力在5～10MPa的方法。主要有兩種工藝，其區別在於合成塔的結構不同。一種是採用冷激式合成塔（圖2a），
塔內裝有四層銅系合成甲醇催化劑。在床層不同高度平行設立許多稜型冷激氣體分配器，反應溫度230～270℃，操作壓力5～10MPa。用蒸汽透平壓縮機加壓後的新鮮合成氣與迴圈氣體混合後，由塔頂進入合成塔，依次通過催化劑床層進行反應生成甲醇。出口氣體中甲醇濃度約為 4％（體積）。反應熱由冷激氣體從床層中帶出，並通過廢熱鍋爐產生高壓蒸汽。該法的催化劑床層溫度變化大，最大溫差可達50℃，對催化劑強度有一定影響。另一種是採用管殼式合成塔(圖2b)，管內裝填銅系甲醇合成催化劑。反應溫度230～260℃，操作壓力5～8MPa，管間用大量沸水移走反應熱，產生4MPa的蒸汽，床層溫度在氣體入口處附近達到最高值(約260℃)，沿反應管向下溫度逐漸降低並達到穩定。操作簡便，容易控制。合成塔出口氣體中甲醇濃度約為6％～8％(體積)，粗甲醇中雜質少（煤制甲醇含二甲醚150ppm、高碳醇700ppm、甲酸甲酯900ppm）。
此外，有用三相流化床反應器的研究報道，這種反應器可提高出口氣中甲醇濃度，已引起注意。
粗甲醇精餾
粗甲醇含有多種有機雜質和水分，根據用途對其質量的要求進行加工處理。淨化過程包括精餾和化學處理。化學處理主要用鹼破壞在精餾過程中難以分離的雜質，並調節pH;精餾主要是脫除易揮發組分如二甲醚，以及難以揮發的重組分如乙醇、高碳醇、水等。
粗甲醇精餾普遍採用二塔流程。第一塔為加壓操作，分離易揮發物;第二塔接近常壓操作，主要分離高沸物和水。為了提高甲醇收率並降低精餾所耗蒸汽，可採用三塔精餾流程。即將傳統的第二精餾塔分成上下兩塔，上塔為加壓操作（約0.7MPa），回收純甲醇；下塔為常壓操作，分離高沸物和水。生產燃料甲醇時，粗甲醇精製是以除去水為主要目的，因此只需一個脫水塔。
用途
作為化工原料，甲醇主要用於生產甲醛，其消耗量約佔甲醇總量的40％～50％。其次用作甲基化劑，生產丙烯酸甲酯（見丙烯酸酯）、甲基丙烯酸甲酯、對苯二甲酸二甲酯、甲胺、甲烷氯化物等。甲醇羰基化（見羰基合成）可生產醋酸、醋酐、甲酸甲酯、碳酸二甲酯等，甲醇也是生產敵百蟲、甲基對硫磷、多菌靈等農藥的原料。由甲醇生產醋酸，以及甲醇與異丁烯反應生產甲基叔丁基醚，發展很快，用量逐年增大。甲醇經生物發酵可生產甲醇蛋白，用作飼料新增劑。此外，近年來，碳一化學的發展，由甲醇出發合成乙二醇、乙醛、乙醇等工藝路線（現多由乙烯出發製得）正在日益受到注意。
甲醇不但是重要的化工原料，而且是優良的能源和車用燃料，它可直接用於發電站，或經ZSM-5分子篩的催化作用轉化成汽油，或與汽油混合直接用作車用燃料，專為此而生產的甲醇稱為燃料甲醇。
安全
甲醇毒性很強，對人體的神經系統和血液系統影響最大，其蒸氣能損害人的呼吸道粘膜和視力。人誤飲5～10ml甲醇就會嚴重中毒，造成雙目失明，大量飲入會導致死亡。空氣中常規允許濃度為5mg/m3；甲醇工業廢水經處理才能排放，處理後的甲醇允許含量不應大於200mg/1。在有甲醇蒸氣的現場短時間工作時，要配戴防毒面具。