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1、第一章概述1.1甲醇的用途及在化學工業(yè)中的地位甲醇俗稱“木精”,是重要的有機化工產(chǎn)品,也是重要的有機化工原料,其分子式為CH3OH,是碳化工的基礎(chǔ)。甲醇產(chǎn)品除少量直接用于溶劑,抗凝劑和燃料外,絕大多數(shù)被用于生產(chǎn)甲醛,農(nóng)藥,纖維,醫(yī)藥,涂料等。長期以來,人們一直把甲醇作為農(nóng)藥、染料、醫(yī)藥等工業(yè)的原料。隨著科學技術(shù)的不斷發(fā)展與進步,突破了甲醇只作傳統(tǒng)原料的范圍,甲醇的應用領(lǐng)域不斷地被開發(fā)出來,廣度與深度正在發(fā)生深刻變化。隨著甲醛等下游產(chǎn)品的不斷開發(fā),甲醇在化學工業(yè)中的作用必將越來越重要[1]。1.2甲醇市場的狀況及建廠的可行性近幾十年來,由于傳統(tǒng)加工工業(yè)的發(fā)展和世
2、界能源結(jié)構(gòu)的變化,以甲醇為原料的新產(chǎn)品的不斷開發(fā),世界對甲醇的生產(chǎn)和需求量都大幅增加,表1.1是世界甲醇市場狀況,表1.2是國內(nèi)甲醇市場狀況。表1.1世界甲醇生產(chǎn)能力及消耗量及開工率Table1.1Worldmethylalcoholproductivityandconsumption,utilizationofcapacity年度198719911993199520002020生產(chǎn)能力萬T/年1999230024702600500020000總消耗量萬T/年1718201021412390開工率%868786.792表1.2國內(nèi)甲醇生產(chǎn)能力及消耗量Table
3、1.2Domesticmethylalcoholproductivityandconsumption年度198519871990199419952000生產(chǎn)能力萬T/年6971.171.1125.53146.9197.5生產(chǎn)量萬T/年44.349.564.0100消耗量70.7120121.4200根據(jù)預測,世界范圍內(nèi)的生產(chǎn)與需求將持續(xù)發(fā)展,主要原因是:甲醇下游產(chǎn)品市場的擴大、甲醇作為燃料的使用將大大增加[2]。1.3甲醇的性質(zhì)1.3.1一般性狀甲醇蒸汽在空氣中的濃度隨溫度的升高而迅速增大??諝庵屑状颊羝淖罡咴试S濃度為0.05mg/L。甲醇具有明顯的麻醉性,
4、甲醇對呼吸道和粘膜有強烈的刺激作用,流經(jīng)皮膚也能使人發(fā)生中毒跡象[3]。常溫常壓下,甲醇是易揮發(fā),易燃的無色液體,具有類似酒精的氣味。甲醇能與水任意比混溶,但不能形成共沸物,故可用分餾的方法分離甲醇和水。甲醇是良好的有機溶劑,能溶解多種樹脂,但不能溶解脂肪。甲醇蒸汽能與空氣形成爆炸性混合物,爆炸極限為6.0~36.5%(V),燃燒時為藍色火焰。甲醇比水輕,有很強的毒性,誤飲能導致眼睛失明,甚至死亡。1.3.2甲醇的物理性質(zhì)①甲醇的物理常數(shù)如下表所示表1.1甲醇的物理常數(shù)Table1.1Thephysicsdateofmethanol項目數(shù)值項目數(shù)值沸點64.5
5、℃~64.7℃(0.1013MPa)膨脹系數(shù)0.001191/℃凝固點-97℃~-97.8℃表面張力0.00221kg/m(20℃)自燃點473℃~461℃蒸汽壓力-44℃131.45Pa相對密度0.7915(20℃)-20℃839.9Pa閃點12℃~16℃0℃3572.98Pa粘度液體:0.Pa.S(20℃)氣體:0.Pa.S(65℃)10℃6679.3Pa64.5℃.2Pa折光系數(shù)1.32874(20℃)100℃.6Pa②甲醇的熱力學常數(shù)如下表所示表1.2甲醇的熱力學常數(shù)項目數(shù)值項目數(shù)值臨界壓力0.Pa蒸發(fā)潛熱1129.5kJ/kg臨界溫度240℃液體熱容
6、2.49-2.53kJ/kg(20-25℃)燃燒熱726.55kJ/mol(25℃)氣體熱容1.63kJ/kg(77℃)Table1.2Thethermo-dynamicedateofmethanol1.3.3甲醇的化學性質(zhì)甲醇不具酸性,也不具堿性,對酚酞和石蕊試液均呈中性。分子式CH3OH,分子量32.04。①氧化反應完全氧化:CH3OH+O2→CO2+2H2O+726.55kJ/mol不完全氧化:CH3OH+O2→HCHO+H2O+159kJ/mol②脫氫反應CH3OH→HCHO+H2-86.38kJ/mol③與有機酸反應CH3OH+CH3COOH→CH3
7、COOCH3+H2O④與無機酸反應CH3OH+HCl→CH3Cl+H2OCH3OH+H2SO4→CH3SO2OH+H2O⑤與氨反應生成甲胺CH3OH+NH3→CH3NH2+H2O+20.75kJ/mol2CH3OH+NH3→(CH3)2NH+2H2O+60.88kJ/mol3CH3OH+NH3→(CH3)3N+3H2O+407.35kJ/mol⑥與苯作用生成甲苯CH3OH+C6H6→C6H5CH3+H2O⑦與CO作用生成醋酸CH3OH+CO→CH3COOH⑧與乙炔作用CH3OH+C2H2→CH3OCHCH2⑨與金屬Na作用2CH3OH+2Na→2CH3ONa+
8、H2⑩與苯胺作用,生成二甲基苯胺2CH