Question

为什么甲醇是碳一化工的支柱？

Answer 1

甲醇是最简单的醇类，分子式为CH3OH，在通常条件下是无色、易挥发、易流动的液体。甲醇剧毒，口服或接触皮肤均可中毒，如口服5毫升可严重中毒，10毫升以上可失明，30毫升以上可致死。
甲醇最早是从木材干馏的液体产物中发现的，所以又名木醇或木精。化学合成法生产甲醇始于1923年，这一年德国首先以一氧化碳和氢气为原料，采用高压法建成了一套甲醇合成装置。1966年，英国研制成功低压甲醇合成工艺，其成本和能耗大大低于高压法。20世纪70年代后，各国新建和改建的甲醇装置几乎全部采用低压法。
合成甲醇的原料路线在几十年中经历了很大变化。20世纪初，甲醇生产多以煤和焦炭为原料，后来，随着天然气和石油资源的大量开采，以天然气为原料的甲醇生产工艺被广泛采用，至今仍是生产甲醇的主要方法。20世纪60年代后，重油部分氧化技术有了长足进步，以重油为原料的甲醇装置有所发展。估计在今后相当长的一段时间内，甲醇仍以石油与天然气原料为主；但从发展趋势来看，由于煤的储藏量远大于石油与天然气，以煤为原料制甲醇的份额会逐渐上升。煤制甲醇作为液体燃料也颇具吸引力，是煤炭利用的重要方向之一。
目前工业上甲醇均由CO、CO2与氢在加压下催化合成。把天然气或石脑油、渣油、煤炭等经蒸汽转化等反应生产原料气，其主要成分为CO、CO2和H2，原料气经净化、预热后进入甲醇合成工序。为了提高该反应的速率，需采用催化剂，目前主要采用以铜为活性成分的催化剂，反应温度为220～280℃，压力50～100大气压（5～10兆帕）。合成反应在列管反应器中进行，管内装催化剂，管间通沸腾水，可回收反应热以生产中压蒸汽。从反应器出来的粗甲醇，一般含量为4%～7%，经精馏分离，最后得到纯度为99.8%的精甲醇产品。
甲醇是重要的有机化工原料和溶剂，是碳一化工的基础产品。长期以来，人们一直只把甲醇作为生产农药、染料、医药等的原料，在世界石油资源逐渐枯竭的情况下，以煤为原料生产的甲醇有望替代石油成为清洁燃料与化工原料。
甲醇的主要用途如下。
（1）碳一化工的支柱。以分子中含有一个碳原子的物质（CO、CO2、CH4、CH3OH等）为原料的有机化学工业称为碳一化工，以甲醇和CO为原料合成醋酸是碳一化工的成功范例。
（2）新一代燃料。甲醇是一种清洁燃料，可用来掺入汽油或代替汽油作汽车燃料。
（3）有机化工的主要原料。甲醇进一步加工，可制得甲醛、甲胺、甲酸及其他多种有机化工原料。
（4）精细化工与合成树脂的重要原料。例如在农药中做杀螟松、乐果、敌百虫等，在医药中做氨基比林等，在染料工业中用作原料或溶剂，在合成树脂中是有机玻璃（聚甲基丙酸甲酯）等的原料。

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