瓦驕花卓朱霸應(yīng)用科學(xué)137甲醇生產(chǎn)與應(yīng)用前景徐慶(中國礦業(yè)大學(xué)化工學(xué)院，江蘇徐州21116)摘戛隨著我國經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展，能灝問題已成為制約經(jīng)濟(jì)發(fā)展的全球性問題。而甲醇不僅在化工原料中扮演越來越重要的地位，同時也是重要的新型能源。通過對甲醇現(xiàn)狀的分析,對其應(yīng)用前最尤其是甲醇汽油以及甲醇燃料電池的應(yīng)用前景的討論來了解甲醇工業(yè)的進(jìn)關(guān)鍵調(diào)甲醉;甲醇汽油;甲醇電池;碳化T.中圖分類號TQ2文獻(xiàn)標(biāo)識碼文章編號1673-9671-(2010)051-0137 01近年來，隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，能源問題已成為一個世界性的問題。 據(jù)等。因此相對減少理論的尾氣排放量.熱量損失也大大減少。提高了甲美國能源部和世界能源理事會-項(xiàng)預(yù)測表明，全球的石油生產(chǎn)將于2010年醇發(fā)動機(jī)的總熱效率，由于其可燃點(diǎn)低，同時減少NO、的產(chǎn)生，堿少環(huán)到2015年達(dá)到頂峰，他們預(yù)測全球化石類燃料資源開采期分別是:石油39境污染。同時甲醇辛烷值較高，汽油中加入甲醇能有效的提高辛烷值，年，天然氣60年,煤211年。而我同是一個富煤貧氣少油的國家，我國的增大汽油的游標(biāo)號，減輕煉油廠汽油增加的壓力。但是甲醉汽油仍有許煤炭儲量是145G,至少可開采116年，而中國石油儲量是3.3G.,僅供開多問題期待解決。采20年。而我國石油對外依存度遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過進(jìn)口石油30%這- -國際公認(rèn)的警1)能量含量。甲醇的熱111kJAg,只有汽油的一半。因而限制了戒線。因此在我國能源問題的體現(xiàn)主要是石油問題。因此石油替代品就顯汽車的行駛距離。得尤其重要，而甲醇是良好的石油替代品。而在基本原料當(dāng)中，僅次于乙2) 甲醇汽油的物理性質(zhì)。甲醇汽油的混合( M85或者低比例混合)烯,丙烯，苯位居第四位。其作為-碳化學(xué)的支柱，可以生產(chǎn)酷酸，醋酸出現(xiàn)反常的高蒸汽壓，導(dǎo)致烴類易揮發(fā)。甲酯，甲基叔丁基醚(MTBE)，甲基叔戊基醚，酸酐，以及21世紀(jì)有機(jī)3)甲醇汽油的混合能力。甲醇是極性化合物，汽油是碳?xì)浠虾铣傻?個新基石之稱的碳酸二甲酯( DMC)等化工原料。同時亦是潛在物，呈現(xiàn)的是弱極性，因此不能以任意比例混合。上.層為高烴層， 下層的新能源。因此甲醇的生產(chǎn)與發(fā)展顯得格外的重要。為高醇層，這就需要添加某些助劑，例如高碳醇，可以促進(jìn)甲醇與汽油1甲醇的性質(zhì)的互溶。1)分子式為CH.0。，4)甲醇對發(fā)動機(jī)金屬有腐蝕作用，同時對橡膠管也具有腐蝕作2)相對分子質(zhì)量為32.04。用。而醇在空氣中被氧化產(chǎn)生酸性物質(zhì)，這些酸也會給金屬帶來腐蝕。3)常溫常壓甲醉熔點(diǎn)-97.8C。沸點(diǎn)64.5C。閃點(diǎn)12.22C。 自燃點(diǎn)因此人們在使用醇類燃料的同時，必須要考慮到對金屬的腐蝕的作用，因此在甲醇汽油添加抗腐蝕劑作為保護(hù)，月前胺類,有機(jī)磷酸類,有機(jī)463.89C。蒸氣密度1.11。4)純甲醇是無色透明易揮發(fā),可燃，略帶醇香味的有毒液體。羧酸類，氮雜環(huán)類，屏蔽酚類五種防腐劑進(jìn)行復(fù)配，制成的抗腐蝕劑具5)甲醇對氣體溶解性很強(qiáng)，特別是CO2與Hs,可作為工業(yè)的洗滌有比較好的效果。同時甲醇對人體也有較大的危害，低比例甲醇汽油排放出的甲醛叮以通過催化削降低排放氣體的污染。2合成甲醇的常用方法5我國甲醇汽油的發(fā)展在我國由于日前經(jīng)濟(jì)進(jìn)步,汽車工業(yè)的迅速發(fā)展，導(dǎo)致原本就緊缺CH。(g) +HD0(g)川加熱C(g) +3H2(g)(1)的石油更加閑難。現(xiàn)在油價(jià)日益上升,為了緩解石油危機(jī)，曾經(jīng)提出用乙醇汽油的方案，并在黑龍江，吉林，河南等全部地區(qū)，并在河北，山C0(g) +3H2z(g) cat50-100CH. OH(g)(2)東,江蘇，湖北部分地區(qū)封閉使用。但是由于生產(chǎn)1噸乙醇需要使用3.3反應(yīng)中除生成甲醇外,還伴隨著一些副反應(yīng)進(jìn)行,生成少量的烴,噸糧食,成本很高，而我國人口多，糧食生產(chǎn)并不富裕，耕地在逐漸減醇,醛,醚，酸和酯等化合物。少，因此使用乙醇作為替代汽油月前在我國并不可行。在T業(yè)生產(chǎn)當(dāng)中， 造氣部分占甲醇生產(chǎn)能耗的60% -70%。 因此,若據(jù)了解，近兩年，石油價(jià)格的大幅上漲，拉大了甲醇與汽柴油價(jià)格的能省去高耗能的造氣T段,不但可節(jié)省投資，可大大降低能耗，因此最差距。即便在日前甲醇價(jià)格相對高位、石油價(jià)格相對低位的情況下，93#汽油的價(jià)格也比精甲醇高43000元噸,因此甲醇汽油的研發(fā)1分重要。近新興的是甲烷直接制取氧化得甲醇的方法。而與此同時，在1997年， 中美合作研究組隊(duì)中國山西以及其他富煤3我國甲醇的生產(chǎn)現(xiàn)狀對于我國的甲醇規(guī)劃項(xiàng)目,據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，統(tǒng)計(jì)結(jié)果是大概有88地區(qū)把煤轉(zhuǎn)化為汽車燃料以及其他應(yīng)用的經(jīng)濟(jì).環(huán)境和能源利用生命周項(xiàng)、4850萬噸年。其中,天然氣制甲醇14項(xiàng), 770萬噸年;焦?fàn)t氣制甲期進(jìn)行了評估即3K評估,報(bào)告中指出，在中國富煤地區(qū),具有比較獨(dú)特醇11項(xiàng), 305萬噸/年;煤制甲醇63項(xiàng)，3775萬噸年(一期)。如果算上比較好的發(fā)展煤制代用燃料的條件。二期規(guī)劃項(xiàng)目，我國甲醇項(xiàng)目總產(chǎn)能則達(dá)到6395萬噸/年。據(jù)保守估計(jì)近幾年， 煤基甲醇光油燃料發(fā)展迅速，但是月前由于我國的甲醉汽油燃料標(biāo)準(zhǔn)尚未出臺，導(dǎo)致共發(fā)展的不夠規(guī)范。在部分省市已經(jīng)開始試用甲2010在2000萬噸/年，2015年 將達(dá)2400萬噸年。醇燃料。在浙江省，2011年將會全省試用，而陜西省在2010年10月份就會有關(guān)數(shù)據(jù)顯示，中國甲醇產(chǎn)能已占世界產(chǎn)能的1/4,而且目前國內(nèi)在全省試用。待國家甲醇汽油燃料標(biāo)準(zhǔn)出臺之后定會更快的發(fā)展，大大的在建和擬建甲醇項(xiàng)目較多，總能力逾1500萬噸年，這些項(xiàng)8如能順利進(jìn)降低我國的石油作為汽油的消耗，能夠優(yōu)化我國的能源結(jié)構(gòu)。行，預(yù)計(jì)到2010年國內(nèi)甲醇總能力將達(dá)到約2000萬噸。這標(biāo)志著中國將6甲醇燃料電池由原來的甲醇進(jìn)口同成長為出口國，而且正在向世界甲醇強(qiáng)國的地位發(fā)甲醇還可以用作發(fā)展甲醇燃料電池( MFC)。其中MFC包括間接甲展，成為了世界甲醇市場的新焦點(diǎn)。醇燃料電池( IMFC)和貞接甲醉燃料電池( DMFC).4甲醇汽油的發(fā)展國務(wù)院2006年11月開了研究發(fā)展替代能源T.作會議上:提出提高替代DMFC以甲醉為原料,通過水汽重整轉(zhuǎn)化為氫氣，然后供燃料電池使能源在能源結(jié)構(gòu)中的比重。而甲醇的成本約在2500元(/,乙醇的成本約為用。其中的關(guān)鍵技術(shù)是甲醇重整制氫設(shè)備，IMFC離商業(yè)化越來越近了。DMFC直接將甲醇作為陽極，由于DMFC不需要前期的處理過程，可5000元/,因此考慮經(jīng)濟(jì)因素，甲醇作為我國首選替代汽油的燃料。以將其微小化。從長遠(yuǎn)上來看，DMFC是最優(yōu)前途最理想的燃料電池。甲醇分子中含50%的氧，使甲醉的燃燒熱值降低。但同時也使甲醇美國甲醇燃料研究所在EDMFC研究和開發(fā)上頗有成效。DMFC是直接利用完全燃燒所需的空氣量減少，甲酶和空氣理論混合氣的熱值和汽油相(下轉(zhuǎn)第83頁)科技與生活工程科學(xué)兒L 2010年第9期83在糾偏加周過程中，沉降觀測用于控制施T.的速度和方案的實(shí)施效因，找出合理的治理方案.做到經(jīng)濟(jì)上合理、技術(shù)上可行。果，確定沉降觀測的結(jié)束時間;傾斜監(jiān)測用以控制建筑物實(shí)際傾斜的變4)本工程實(shí)例的施工結(jié)果表明，掏土能有效地糾正房屋的傾斜;化，確定封孔的時間并檢驗(yàn)糾偏的整體效果。在糾偏加固過程中采用實(shí)靜壓樁可對地基進(jìn)行補(bǔ)強(qiáng)，調(diào)整基礎(chǔ)基底壓力，穩(wěn)定沉降。時監(jiān)測控制，根據(jù)信息反饋及時調(diào)整施工方法，即信息化施T.方法。1)沉降監(jiān)測:監(jiān)測過程中共布置了5個監(jiān)測點(diǎn)進(jìn)行二等水準(zhǔn)測量，表3 A點(diǎn)問偏量與差異沉降量對比根據(jù)觀測數(shù)據(jù)確定第二天的T作方案，以控制建筑物的變形與沉降速時間間隔 傾斜回偏日均值/ 差異沉降「日均值/率?？刂频淖畲蟪两邓俾什怀^3mm/天,沉降觀測成果見表1。該樓從5天數(shù)量/mmmm量/mm月15日開始達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)。200.0 0 I02502)傾斜監(jiān)測:傾斜測氧中的3個觀測點(diǎn)設(shè)在建筑物的頂部及其相應(yīng)200.11. 30_ -2-0.0652490.032的底部，將頂、底部(上、下部)坐標(biāo)相減即得各觀測點(diǎn)偏移值(傾斜00.12.T 30 I561.933220.833量).從而掌握建筑物每天的回偏情況，同時結(jié)合每天沉降觀測數(shù)據(jù)，2001.111 311984.5811572161確定第2天各掏土坑的掏土數(shù)量。傾斜測量成果見表2, A點(diǎn)同偏量與差異沉降量對比見表3。從表2中可見A. B. C不同觀測點(diǎn)的回偏比較均2001.2.1272.484120””1.194衡;從表3中可見該樓回偏比較穩(wěn)定。2001.3.8 364224.0831.9175結(jié)柬語2001.4.29 L 52500.21.50413.6_0.7191)該樓在糾偏加固前最大傾斜率高達(dá)31%0，遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過建筑物允許傾斜率4%o的要求，糾偏加周后A、B、C三點(diǎn)的傾斜率分別為1.6%0、1.4%。、1.9%e. 均在規(guī)范允許范圍內(nèi)，可見本次糾偏加固工程是成功的，達(dá)到了預(yù)期目標(biāo)。2) 糾偏過程中要充分認(rèn)識監(jiān)控的重要性，要及時分析監(jiān)控資料，拷文獻(xiàn)根據(jù)具體情況對設(shè)計(jì)方案和第_二天的糾偏工作及時調(diào)整，進(jìn)行信息化施[1]林宗元巖土工程治理手冊.沈陽:.江寧科學(xué)技術(shù)出版社1993.3)制定房量糾偏加固方案時，要詳細(xì)分析房屋沉降、傾斜的原[2)冶金.工業(yè)部建筑研究總院錨桿靜壓樁技術(shù)規(guī)程.北京:冶金工業(yè)出版社.1991.表1沉降觀測成果表2000年2001年i號總沉降量/m9月日工 1月10HT 1月1日工12月1日1月1日2月1日工3月日工 4月日工5月15日10.3150 10.315010.3154 10.288710.2216 .10.1839 10.108510.087510.07370.241310.0420 10.041010.0396 10.036310.028110.0238 10.017410.01400.02809.9580 9955599528 9955559.963099679 9.98099.9835 9.98352 .-0.027210.1520 10.149010.1457 10.150410.162410.1693 10.186510.289710.1918-0.039810.3520 10.3524103512 10.329010.271710.2388 10.177610.157610.14490.20712傾斜測址成果表測量點(diǎn)號總回偏量/m10月1日11月1日12月1日. 1月1H2月1H3月1日工4月29H5295273312540728.8B05502451315251862647954550495514420( t:街第137頁)劑制備及性能，電極及膜電極集合體制備工藝、電池結(jié)構(gòu)改進(jìn)等技術(shù)關(guān)甲醇水溶液作為燃料的-種質(zhì)子交換膜燃料電池，體積小。重最輕、系鍵，批址制備出性能優(yōu)良的多種催化劑和高性能膜電極集合體組裝出自統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡單、能密度高燃料來源豐富、價(jià)格低廉.儲存攜帶方便，安全呼吸電池及主動式電堆，實(shí)現(xiàn)自呼吸電池甲醇燃料電池組與筆記本電能性高，而且還能夠長時間連續(xù)提供電能、更換燃料方便,因而在手機(jī)、連用。筆記本電腦、攝像機(jī)、個人數(shù)字助手以及醫(yī)療裝置系統(tǒng)等小型民用電源7結(jié)語與展望和軍事上的單兵攜帶電源、航天器電源、微電子機(jī)械系統(tǒng)電源等方面可雖然在美國由于MTBE (甲基叔丁基醚)其具有毒性和可能的致癌以滿足便攜式電子設(shè)備8益提高的高能耗的需求，最有可能補(bǔ)充和替代性已經(jīng)被禁用，并改用ETBE (乙基叔丁基醚)對全球甲醇生產(chǎn)產(chǎn)生消極目前廣泛使用的蓄電池而成為理想的動力電源。的影響。但在中東，亞洲，東歐以及亞太地區(qū)，其使用量依舊日在不斷增我國在微型直接甲醇燃料電池研究方面起步較晚。中國科學(xué)院大加。在我國，甲醇作為最基本的化學(xué)原料,在我國工業(yè)化進(jìn)程中必將扮連化學(xué)物理研究所推出了應(yīng)用于小型風(fēng)扇、PDA. 玩具車以及手機(jī)用微演越來越重要的角色。同時作為-種良好的石油替代燃料，未來具有很型DMFC實(shí)驗(yàn)演示原型。該所還采用物理氣相沉積法在硅片表面沉積金大的發(fā)展?jié)摿?。甲醇作為煤化工產(chǎn)物，對改善我國富煤油具有極為重要屬復(fù)合層作為集流體，有效降低了MEMS微型燃料電池的內(nèi)阻。清華大的作用。學(xué)微電子研究所對以多孔硅為基礎(chǔ)的MEMS微型燃料電池進(jìn)行了深入研究。中國科學(xué)院上海微系統(tǒng)與信息技術(shù)研究所對微型燃料電池的電池結(jié)參考文獻(xiàn)構(gòu)、封裝、系統(tǒng)集成等方面的研究也取得了較好的進(jìn)展。由中科院K春應(yīng)化所、中科院大連化物所等單位共同承擔(dān)的國家“863計(jì)劃"目標(biāo)導(dǎo)(1中國經(jīng)濟(jì)時報(bào)1998.9.25.向項(xiàng)目一-直接甲醇燃料電池技 術(shù)日前通過了科技部組織的中期項(xiàng)目檢(2U.R.Rao and B.R.Sat.chemAge n1n.n913.3.16951.查，并獲得9項(xiàng)發(fā)明專利,兩項(xiàng)實(shí)用新型專利。[3]魏文德主編,有機(jī)化工原料大全第-版化學(xué)T業(yè)出1999.802-822.2007年5月中科院長春應(yīng)化所與中科院大連化物所、南京師范大學(xué)和4|中美合作研究組.中國山西省和其他畜煤地區(qū)把煤轉(zhuǎn)化為汽車燃料3評估-南通海陽新材料科技有限公司聯(lián)合，經(jīng)過2年多的聯(lián)合攻關(guān)，突破催化總結(jié)報(bào)告,1977,10.