傳統甲醇合成采用氣相工藝，不足之處是原料單程轉化率低、合成氣凈化成本高、能耗高。相比之下，液相合成由于使用了比熱容高、導熱系數大的長鏈烷烴化合物作反應介質，可使甲醇合成在等溫條件下進行。通常液相合成采用的催化體系有過渡金屬的陽離子鹽、堿金屬(或堿土金屬)的醇鹽及溶劑組成。

    由美國能源部、電力研究院、空氣產品公司(APC)、Chem Systems等公司共同開發的LPMEOH工藝，己由Eastman和APC兩公司合作于1997年在美國Kingsport建成了8萬加侖/d甲醇裝置。該裝置采用漿態床反應器，并由3臺反應器串聯而成，反應結果見表2。目前制約該工藝工業化的因素是催化劑隨時間增長活性會迅速下降，所以必須尋找出一種更高效而長壽命催化劑。

    表2  液相合成甲醇的操作條件和反應結果

    1.5 新原料路線

    以CO₂為原料合成甲醇是一項熱門研究課題，Topsφe開發的CO₂合成甲醇工藝已完成中試驗證。

    Lurgi開發的Camere工藝，以CO₂和H₂為原料，采用Sud Chemie的CuO-ZnO-ZrO₃-GaO₃催化劑，其最大特點是將水煤氣變換反應器與甲醇成應器組合在一起，從而克服了CO₂轉化率低的缺陷。不過以CO₂為原料的甲醇合成工藝只有在可獲得大量廉價的純CO₂地區才具有經濟性。

    由甲烷直接制甲醇是近百年來人們關注熱點。最近UOP公司與美國國立標準化和技術研究院(NIST)正在共同開發一種新的過氧化物催化劑，并用液相法制甲醇。過程包括兩個步驟；第一步用一種有機過氧化物來活化金屬催化劑：第二步在活化后的催化劑上將甲烷轉化為甲醇。過程所用溫度和壓力都較低，因而工廠設計可簡化，安全性也增加。目前制約該工藝工業化的因素也是催化劑，即需要尋找出一種效率相當高，甲醇選擇性在90%，收率在20%以上的催化劑。

    另外，加拿大Technology Convergence公司(TCI)正在開發一種綠色甲醇工藝。該工藝分3步進行，即：電解水生成H₂和O₂；部分氧化反應將O₂和天然氣反應生成合成氣：合成氣制甲醇。該工藝關鍵取決于電價的高低。據稱，該工藝最大優點是減少CO₂的排放。傳統甲醇生產工藝中，1000t甲醇排放CO₂是為300t，而該工藝僅60-120t。

    1.6 高效甲醇合成催化劑

    Sud Chemie采用高通量篩選技術(HTE)正在開發一種牌號為C79-7GL銅基催化劑。由于具有較小的銅晶粒、較高的銅比表面積和高分散銅粒，其活性至少為傳統甲醇合成催化劑的120%，而且具有非常好的低溫活性和選擇性。在超大型甲醇裝置的性能預則試驗表明，碳效率達到89%，使用數月后仍接近98%，使用壽命可達5年，預計每m³催化劑上累計可產甲醇3.5萬t。C79-7GL在阿根廷1210t/d和德國、南非甲醇裝置使用后，將用于特立尼達Atlas建設的5000t/d超大型甲醇裝置。

    2 國外甲醇供需及預測

    據Nexant Chem Systems公司的最新統計，全球2004年甲醇生產能力為4226.5萬t/a。2001年至2004年全球主要地區甲醇消費構成見表3。

                        表3

    預計2010年和2015甲醇需求量將分別達4018.2萬t和5044.0萬t。由于MTO和MTP工藝的工業化，全球將有1%甲醇用于烯烴生產，從而為替代石油和乙烷等裂解原料方面開始發揮作用。

    3 我國甲醇工業發展前景

    截止2004年底，我國甲醇產能已達740萬t/a，117家生產企業共生產甲醇440.65萬t/a生產甲醇，2005年1-9月甲醇量達393.22萬t，因此增長22.2%，進口量99.1萬t，因此下降3.1%，與此同時，我國甲醇生產技術也取得了長足的進步。

    目前我國甲醇原料仍以煤為主，約占總產能的77%，天然氣、乙炔、重油分別占10.3%、3.4%和9.3%，所以開發水煤漿氣化技術至關重要。在引進技術消化吸取基礎上，華東理工大學，兗礦魯南化肥廠、中國天辰化學工程公司共同完成了“新型的(噴嘴對置)水煤漿氣化爐”開發，形成了工藝化，2臺1150t/a工業示范氣化爐裝置已于2005年上半年竣工投產。運行結果還表明，碳轉化率高于Texaco工藝，氧耗也低于Texaco工藝，煤耗則低于Texaco和Shell(干粉煤氣化)工藝，詳見表4。由于設備的國產化，使裝置投資費比shell工藝節省3600萬元。

                  表4  三種煤氣化的工藝消耗指標比較

    在合成甲醇催化劑方面，西南化工研究院開發的XNC-98，其性能已超過ICI51-7水平，詳見表5。

表5  XNC-98與國內外同類催化劑性能比較

    在大型甲醇合成反應器開發方面，林達化工技術工程有限公司開發的JW低溫合成塔已有7套總產能為30萬t/a投入運行。30萬t/a和60萬t/a反應器也將分別為大連大化集團和山西晉城所采用。華南理工大學開發絕熱-管殼復合型合成反應器也已在多套10萬t/a和20萬t/a裝置上使用。

    由于我國甲醇裝置規模相對較小，因而在原料消耗，能耗和生產成本方面與世界先進水平仍有一定差距，詳見表6。

                    表6  國內外甲醇裝置消耗指標比較

    未來我國甲醇工業將進入大發展時期。據中國氮肥工業協會的統計，包括135.9萬t在進口量2004年我國甲醇消費量達576.5萬t，其中用于甲醛占38.9%、MTBE占1.98%、醋酸占6.63%、甲胺占5.79%、燃料占11.34%，其它用途占3.04%。然后，由于甲醇汽油消費量的增長，MTO和MTP即將進入工業化規模，一大批大型甲醇裝置正在建設之中。目前已獲批準，并正在建設產能為171.0萬t/a；已獲批準、尚未建設的有197萬t/a；而規劃中的55家企業總產能競高達2960萬t/a。對此，一些專家認為當前如此大規模地發展甲醇工業應值得有關方面深思。

    目前不少在建和擬建裝置，實際是急于將煤轉化為甲醇，至于甲醇下游衍生物還在調研之中。有些甲醇項目將希望寄于燃料甲醇和制烯烴原料。然而燃料甲醇在國內是否會大規模推廣，并用以替代汽油，至今尚未取得共識。而且在技術上還有些問題待解決。甲醇制烯烴的MTO工藝，目前世界僅有UOP的90t/a模試裝置的數據，是否能放大到數十萬t級規模還需驗證。而且即使技術可行，以現有煤價或天然氣價格來生產烯烴在經濟上的可行性也在研究中。所以，筆者認為面對“甲醇熱”，我們多少要保持冷靜，尤其是建超大規模的甲醇裝置應該持謹慎態度。