一、甲醇及其后加工主要产品1、甲醇 甲醇是重要的有机化工原料，是碳—电梯应急装置
化学、有机和精细化工的基础，又是优良的能源载体，有望成为我国甲醇汽车的主要燃料。在发达国家，甲醇产量仅次于乙烯、丙烯和苯居第4位，在我国即将跃为第一位。它广泛用于生产塑料、合成纤维、合成橡胶
、染料、香料、医药和农药等。甲醇还是一种重要的有机溶剂。从甲醇出发生产的化工产品达数百种。 甲醇的主要衍生物有：甲醛、醋酸、甲胺类、氯甲烷类、对苯二甲酸二甲酯、甲基丙烯酯、合成燃料（MTBE）等。上述产品又可形成各自的产品系列。今后，随着石油资源日渐减少和枯竭，甲醇用作汽车发动机燃料，即甲醇汽油，将成为甲醇燃料的最大需求量。2、甲醇的主要衍生物（1）甲醛：是甲醇最重要的衍生产品，主要用于生产脲醛树脂、酚醛树酯、、三聚氰胺树脂、聚甲醛、1,4丁二醇、三羟基丙烷、乌洛托品、吡啶化学品。 上述产品应用于轻工、纺织、医药、机电、化工、建材、以及油田开发、木材加工（生产胶合板、纤维板、刨花板及包装用原纸板等。聚甲醛可以代替有金属应用于通用机械、纺织机械、农业机械、汽车零件、电器仪表、建筑等）。 （2）甲酸：是基本有机化工原料，广泛用于农药、皮革、纺织、印染、医药和橡胶二氨基马来腈
工业，还可以制取各种溶剂、增塑剂、橡胶凝固剂，动物饲料添加剂以及用新工艺合胰岛素等。 甲酸用作粉锈宁、三环唑等新农药品种可增加农作物产量，用作凝固剂可以提高天然橡胶的质量，降低生产成本，用作饲料添加剂，在青贮饲料保鲜时直喷洒在青饲料上，可保鲜到第二年，对发展畜牧业有重大意义。 （3）醋酸：是重要有机原料，用于制取醋酸乙烯，生产纤维素，醋酸纤维，醋酸盐；用于医药、染料、溶剂、食品用醋等；用于微生物发酵，大规模生产多种氨基酸、谷氨酸、柠檬酸、赖氨酸等食品添加剂。（4）醋酐：用作乙酰化剂，用于纤维素酰化生产酯酸纤维。用未经皂化的三醋酸纤维，以氯化甲烷为溶剂可制得强度高，具有不燃性的电影胶片。从醋酸纤维可制造塑料和香烟过滤嘴，用于医药工业可作为多种药物的原料。醋酐在染料工业中用作分散剂、染料中间体的酰化剂，用作香料工业的原料，其它可用作溶剂、织物上胶剂，食品防腐剂，可塑剂，半导体加工金属铝的电解抛光等。二、二甲醚的应用 二甲醚（DME）是一种无、易挥发的物质，具有油溶性、水溶性以及高互溶性和高 稳定性的特点，广泛应用于化工、农药、日用化工和制冷等领域，用于制造喷雾油漆、杀虫剂、空气清香剂、发胶、防锈剂和润滑剂等。 二甲醚主要作为烷基化剂、溶剂和优良的气雾推进剂，可取代氟里昂，成为理想的制冷剂。甲醇和二甲醚按一定比例配制的新型醇醚燃料，燃料效率和热效率均高于液化气，具有较大的应用潜力。1997年世界二甲醚产量约10万吨，目前世界总产量达到20万吨/年以上，其中我国占一半左右。（1）气雾剂 1995年发达国家已经一面禁止使用氯氟烃作为气雾剂，发展中国家也将在2005年停止使用氯氟烃。二甲醚作为安全的气雾剂得到迅猛发展。国内70%的二甲醚用作生产气雾剂。气雾剂制品已成为二甲醚最重要的应用市场。（2）制冷剂 二甲醚的沸点较低、汽化热大、气化效果好，其冷凝和蒸发特性接近氯氟烃，二甲醚将是替代氯氟烃制冷剂的主要品种之一。（3）燃料<a> 民用燃料：二甲醚的饱和蒸汽压低于液化石油气、储存、运输比液化石油气安全。二 甲醚在空气中的爆炸下限比液化石油气高1倍，使用更安全。二甲醚的平均热值虽然比液化石油气低，但二甲醚本身含氧，在燃烧过程中所需的理论量远低于液化石油气，使得二甲醚预混气的热值和理论燃烧温度接近液化石油气。二甲醚和液化石油气一样，减压后为气体，因此，通常使用的液化石油气燃烧器不需要做多少改动即可使用。二甲醚加入到液化石油气中，不仅能够提高液化石油气（特别是C5）的气化效率，而且能够增加C3、C4、C5的互溶性，使液化石油气燃烧更加安全。二甲醚含氧，燃烧性能好，热效率高，燃烧无残液和黑烟，是一种优质清洁燃料。
<b> 汽车燃料：二甲醚的十六烷值高，为50～60，是柴油机的理想燃料。二甲醚减压后呈气态，汽车使用时不存在冷启动问题。使用二甲醚作燃料，汽车尾气不需要催化转化处理，就能满足美国加利福尼亚和西欧的超低排放标准。
二甲醚与甲醇按一定比例配成醇醚燃料，克服了单一液体燃料的缺点，改善了燃料性能。
<c> 化工原料：二甲醚是一种有机中间产物，可以羰基化制乙酸甲酯、乙酐、制医药、农药、染料、与苯胺反应生成N，N’—甲基苯胺，与CO2反应生成甲氧基乙酸，与硫酸生产硫酸二甲酯，与氰化氢反应生成腈，二甲醚合成低碳烯烃的研究正成为国内外研究的热点。
三、国内外能源消费扣具结构oju的变化趋势
煤、石油和天然气是当今世界一次能源的三大支柱。根据其发现先后、资源多少、采集难易，输送贮供条件，后加工技术进步，以及对环境带来影响等诸多因素，各个国家在各个历史时期中3种燃料占能源消费的比重在不断衍变。20世纪以前，能源消费以煤为主。20世纪发达国家的能源消费经历了由煤向石油的过渡。21世纪世界能源消费结构随着石油量下降及天然气量上升，煤炭将持平，达到各占27%～28%的局面。继后将出现一个以天然气为主的短暂时期，然后再转向以煤为主。这种趋势己为人们所共识。为了适应这种变化，能源多元化已被国际社会所关注，同时在化工原料路线上也出现了多元化的选择。与3种原料相关的技术将出现公平竞争的局面。煤化工的发展快慢除取决于油和天然气的价格和供求外，很大程度上取决于自身技术的发展，如洁净煤技术，燃煤发电技术，气化技术、碳—化学技术，以及有关的环境保护技术。洁净煤将成为21世纪后叶的主要能源。
我国贫油少气，但煤炭资源丰富，煤在国民经济中所占能源消费结构的比重极大。化学工业以煤化工起家，而引向器石油化工起步晚。虽然采取了大力发展石油化工的方针，但由于资金和原料的限制，仍难改变以煤炭为主的局面。目前化学工业面临的形势是石油化工产品
远不能满足社会需求，而煤化工企业现代化改造又跟不上形势发展。因此，化学工业必然只能是油、气、煤并举的多元化原料路线，在大力发展石油化工的同时，有计划地逐步发展现代煤化工，特别是发展高效率、低能耗的煤气化技术.
四、煤化工技术的发展趋势
煤的液化技术近20年来虽有进步，但由于其能耗高、氢源困难、成本高、目前还不能形成煤制化学品的工业生产规模。从煤出发制取化学品仍须经过气化过程。古老的气化技术采用的是炼焦炉、煤气发生炉和水煤气炉。在20世纪，针对不同煤种气体用途发展了几百种气化方法，其中以鲁奇碎煤加压气化炉、常压K—T炉、温克勒气化炉等应用最广。
20世纪70年代以来，围绕提高燃煤电厂热效率、减少对环境的污染等技术问题，促进了新一代煤气化工艺的诞生。在美国的45个洁净煤技术示范项目中有7个煤气化联合循环发电（IGCC）项目，配套有6种煤气化技术。
我国目前能源供应以煤炭为主，约占消费量的72%，其中大部分是直接将煤燃烧用于电力工业和运输工业。煤通过气化形式用于生产合成气的比重很低，气化技术仍很落后。在合成气生产方面，国内多用常压固定层气化炉。多年以前，国内研究部门也曾开发过以粉煤为原料的K—T炉、熔渣炉，并在常压固定层气化炉中采用富氧连续气化工艺，但因种种原
因，这些技术尚未达到工业化应用推广的程度。
国外煤气化技术早在20世纪50年代就已实现工业化，后因天然气、石油大量开发，煤气化发展一度停止。20世纪70年代初，国际上出现能源危机，发达国家出于对石油天然气供应紧张的担忧，纷纷把煤气化作为替代能源重新提到议事日程，加快了煤气化新工艺的研究。近十年来，国外很多公司为了提高燃煤电厂热效率，减少对环境的污染，对煤气化联合循环发电（简称IGCC）技术做了大量工作，从而促进了煤气化技术的开发。
目前已成功开发了对煤种适应性广、气化压力高、气化效率高、污染少的新一代煤气化工艺。其中具有代表性的有美国德士古（Texaco）公司的水煤浆加压气化工艺、荷兰壳牌（Shell）公司的粉煤加压气化（SCGP）工艺、美国道化学（DOW）公司的水煤浆加压（DOW）气化工艺、德国的GSP工艺、“Prenflo”工艺（加压K—T法）及鲁奇碎煤加压气化工艺。DOW气化工艺与Texaco气化工艺相近，但其业绩及经验不如Texaco；GSP气化工艺和“Prenflo”气化工艺，以及荷兰壳牌气化工艺，虽然工艺指标较好，但目前都仅有一套示范装置，操作经验较少；鲁奇工艺虽然工业装置较多，操作经验也比较丰富，但煤气中CH4含量高，有效成分（CO+H2）含量低，且煤气中焦油及酚含量高，污水处理复杂，发展应用受到限制。
五、国内现有主要煤气化技术
1、常压固定层间歇煤气化
该方法用粒度为25—75mm无烟煤或焦炭为原料，在煤气炉中交替送入空气（吹风）和蒸汽（制气）。送空气时加热床层，产生的吹风气放空。通蒸汽时生成的煤气送气柜。煤气炉系列有φ27400mm、φ3000mm、φ3300mm、φ3600mm，每台炉产气量为6000～13000m3/h·台，煤气中（CO+H2）体积分数为68%—72%。
常压固定层间歇气化工艺，虽然技术成熟可靠、设备可全部国产化、投资较省，但能耗高，对煤质要求高，需用无烟块煤（或焦炭），资源利用率低。由于是常压操作，生产强度小，三废排放量大，对环境有一定污染。
2、鲁奇碎煤加压煤气化
该方法用粒度为8～50mm活性好不粘结的烟煤或褐煤为原料，在固定床中用氧与蒸汽连续气化生产煤气。气化压力3.0MPa，气化温度在900～1050℃，采用固态排渣方式运行。1台φ3800mm炉产气量35000～55000m3/h，煤气中（CO+H2）体积分数为65%，CH4为9%，并含C2和焦油等。我国山西化肥厂（山西潞城）1000t/a的合成氨装置，于1979年从鲁奇公司引进此项工艺技术。
由于煤气中含有较多甲烷，只适宜作城市煤气，或生产合成气时联产城市煤气。若把其中甲烷再转化成合成气，将使生产流程复杂。煤气化排水中含有较多焦油，酚类，氨等物质，需要配置庞大的污水处理装置，才能达到环保排放要求。
3、德士古水煤浆加压气化
德士古公司很早就开发了以天然气和重油为原料生产合成气的技术，20世纪70年代的石油危机促进了寻替代能源和洁净的煤气化技术的发展。经过多年研究以后，该公司推出了水煤浆加压气化工艺，即以水煤浆进料、液态排渣、在气流床中进行的加压煤气化工艺。水煤浆与纯氧在高温高压下反应生成煤气。
其气化工艺特点如下：
（1）原料煤适用范围广，除了含水高的褐煤以外，多种烟煤、石油焦、煤加氢液化残渣均可作用为气化原料，其中以年轻烟煤为主。原料可用粉煤，对煤的粒度、粘结性、硫含量没有严格要求。但生产实践证明，气化用煤的灰溶点温度t3值低于1350℃时才有利于气化，煤中灰分含量不宜超过13%（wt）～15%（wt），煤中的水分含量低于10%（wt），才能制成60～65%（wt）浓度的水煤浆，装置运行才较稳定和经济。
（2）气化压力高 工业装置使用气化压力在2.8～6.5MPa（表）之间，可根据使用煤气的
需要来选择。虽然，在一定容积的炉膛内，提高较高气化压力与生产能力的增大成正比，因而较高的气化压力，可以减少气化炉尺寸，也有利于降低升高煤气压力所需的功耗。
（3）气化炉采用专门设计的热壁炉，为维持反应温度在1350～1400℃，燃烧室内由多层特种耐火砖砌筑。热回收有激冷和废锅两种类型，可根据煤气用途加以选择。
（4）合成气质量好 其有效组分体积分数中，CO+H2占80%，甲烷量＜0.1%。碳转化率96～98%。冷煤气效率70%～76%，气化指标较为先进。由于水煤浆中水分为35～40%（wt），因而氧气用量较大。
（5）对环境影响小 气化过程不产生焦油、萘、酚等污染物，故废水治理简单，易达到排放指标，高温的炉渣，冷却固化后可用于建筑材料，若填埋对环境也无影响。
4、壳牌（Shell）粉煤加压气化
壳牌（Shell）公司开发的粉煤加压煤气化（SCGP）工艺，是当今先进的第二代气化工艺。该技术早在1972年就开始基础研究，1978年中试装置运行，1987年投煤量为250～400t/d示范装置投产。在取得大量数据的基础上，日处理煤量为2000t的单系列大型气化装置，于1993年在荷兰开始建设，1996年建成，煤气化装置所产煤气用于联合循环发电（IGCC）。该装置经过3年示范运行已于1998年正式交付用户使用。生产操作表明，煤气
化工艺指标达到预期目标，目前装置运行稳定。
其主要特点如下：
（1）采用干煤粉作气化原料，煤粉用氮气输送，故操作十分安全。由于气化温度高，故对煤种适应性更为广泛，从较差的褐煤、次烟煤、烟煤到石油焦均可使用，也可将两种煤掺混使用。对煤的灰熔点适用范围比其他气化工艺更宽，即使是高灰分、高水分、高硫的煤种也能使用。
（2）气化温度高，一般在1400～1600℃。碳转化率高达99%（V）以上，煤气中甲烷含量极少，不含重烃，CO+H2达到90%（V）。
（3）氧耗较低，与水煤浆气化相比，氧耗低15%（V）～20%（V），可降低配套空分装置投资和运行费用。
（4）气化炉采用水冷壁结构，无耐火材料衬里。水冷壁设计寿命按25年考虑。正常使用维护量很小，运行周期长，也无需设置备用炉。
（5）每台气化炉设有4～6个烧嘴，故对生产负荷调节更为灵活，范围也更宽。烧嘴保证的使用寿命长，也是气化装置长期运行的一个重要保证。
（6）热效率高，冷煤气效率达到80%～83%，其余约15%副产高压或中压蒸汽，总的原料
煤的热效率高达98%。
（7）对环境影响小，气化过程无废气排放。系统排出的炉渣和飞灰含碳低，可用作建筑材料，堆放时也无重金属渗出。气化污水不含焦油、酚等污染物，容易处理。
综合以上所述，简要总结如下：德士古气化和壳牌气化都是当今世界先进成熟的气化工艺，但从生产操作经验前者较后者丰富，在全世界德士古水煤浆气化有多套大型生产装置在运行，仅在中国目前就有四套大型气化装置在运行（鲁南化肥，上海焦化，渭河化肥，淮南化肥），而壳牌气化在全世界仅有一套大型气化装置在运行其煤气用于发电（即所谓IGCC）用于化工的气化装置到目前为止，还没有一个气化装置。
另外，壳牌气化装置在同等规模下的投资比德士古气化装置要贵得多。因此，在现有条件下，多数选用德士古气化工艺。数字均衡器
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