关于甲醇的应用

【概述】

甲醇是一种有机化合物，是最简单的醇类。甲醇很轻、挥发度高、无色、易燃及有毒。通常用作溶剂、防霜剂（antifreeze）、燃料或中和剂。广泛应用于医药、农药、染料、涂料、塑料、合成纤维、合成橡胶等生产，还用于溶剂和工业及民用燃料等。

【理化性质】

外观：无色液体 密度：0.7918 g/cm3 熔点：–97℃（176 K） 沸点：64.7 ℃（337.8 K） 在水中的溶解度：与水完全互溶 pKa：~15.5 黏度：0.59 mPa·s，20℃ 分子偶极矩：1.69 D（气态） 化学性质：甲醇为中闪点液体，易燃，燃烧时无火焰；其蒸汽能与空气形成爆炸性混合物，遇明火，高温有燃烧爆炸危险；与烙酸，高氯酸等反应剧烈，有爆炸危险。

【制备方法】

1.高压法 即合成气在高温（340～420℃）、高压（30～50MPa）下，以锌-铬氧化物作催化剂，其生产能力大，单程转化率较高。但是，高压法有许多缺点，如合成压力和温度高、设备投资和操作费用大、操作复杂、温度压力不易控制、副产物多，原料损失大。

图1为高压法合成甲醇工艺流程

2.低压法 即用合成气味原料在低压（5MPa）、温度为275℃左右下进行，采用铜基催化剂合成甲醇。低压法的特点是选择性高，粗甲醇中的杂质少，精制甲醇质量好。

图2为低压法合成甲醇工艺流程

3.中压法 即以合成气为原料，操作压力为10-27MPa，温度235-275℃，催化剂为铜基催化剂。此法的特点是处理量大、设备庞大、占地面积大。

图3为中压法合成甲醇工艺流程

【毒理作用】

甲醇主要经呼吸道和胃肠道吸收，皮肤也可部分吸收。甲醇吸收至体内后，可迅速分布在机体各组织内，其中，以脑脊液、血、胆汁和尿中的含量最高，眼房水和玻璃体液中的含量也较高，骨髓和脂肪组织中最低。甲醇在肝内代谢，经醇脱氢及甲醛脱氢等作用，先氧化成甲醛，进而氧化成甲酸。本品在体内氧化缓慢，仅为乙醇的1/7，排泄也慢，有明显蓄积作用。未被氧化的甲醇经呼吸道和肾脏排出体外，部分经胃肠道缓慢排出。绝大多数急性中毒病例系误服甲醇兑制的假酒所致。人口服5～10ml，可致严重中毒；一次口服15ml，或2d内分次口服累计达124～164ml，可致失明。30ml为成人最小致死量。少数系经呼吸道吸入和经皮肤吸收中毒。人在甲醇浓度为39～65g/m3的空气中接触30～60min可发生中毒。

急性甲醇中毒后主要受损靶器官是中枢神经系统、视神经及视网膜。甲醇作用于神经系统，具有明显的麻醉作用，可引起脑水肿。对视神经和视网膜有特殊的选择作用，易引起视神经萎缩，导致双目失明。 一般认为，甲醇的毒性是由其本身及其代谢产物所致的。以前认为毒性作用主要为代谢产物甲醛所致，甲醛能抑制视网膜的氧化磷酸化过程，使膜内不能合成ATP，细胞发生变性，最后引起视神经萎缩。近年研究表明，甲醛很快代谢成甲酸，急性中毒引起的代谢性酸中毒和眼部损害，主要与甲酸含量相关。甲醇在体内抑制某些氧化酶系统，抑制糖的需氧分解，造成乳酸和其他有机酸积聚以及甲酸累积，而引起酸中毒。甲酸通过抑制细胞色素氧化酶引起血浆运输障碍，导致中毒性视神经病。由甲酸诱导的线粒体呼吸抑制和组织缺氧，可产生乳酸。甲酸、乳酸等堆积引起代谢性酸中毒。

【用途】　

甲醇广泛应用于医药、农药、染料、涂料、塑料、合成纤维、合成橡胶等生产，还用于溶剂和工业及民用燃料等。 甲醇亦有时会用于更高的份子建构，例如：利用改性高岭土作催化剂，我们可以把甲醇脱水生成二甲醚。科学家基于高岭土在类似的环境所扮演的催化角式，以及地球创始之时的丰富甲烷环境，推论出地球生命的生成可能从甲醇开始。 用于制造甲醛、纤维素、甲基化反应，用做防冻剂、萃取剂、橡胶加速剂，亦可作染料、树脂、人造革、火漆薄膜、玻璃纸、喷漆等的溶剂以及油漆、颜料去除剂、有机合成的中间体等。也可用做燃料、焊剂。

【应用】

1.甲醇氧化制甲醛 甲醇在高温、浮石银、催化剂或其它固体催化剂存在下直接氧化制甲醛。目前，国内外40%以上的甲醇用于制甲醛，进而合成树脂、塑料及其他化工原料。聚甲醛是性能优良的工程塑料，其用途十分广泛。甲醛还用来制取丁二醇、乌洛托品等近一百种下游产品。

2.甲醇氨化制甲胺 将甲醇与氨按一定比例混合，在370~420℃、5.0~20.0MPa压力下，以活性氧化铝为催化剂进行合成，制得一甲胺、二甲胺、三甲胺的混合物，再经精馏可得一、二或三甲胺产品。一、二、三甲胺用于农药、医药、染料方面或用作有机原料中间体。

3.甲醇羰基化制醋酸 由甲醇和一氧化碳在低压下羰基合成制醋酸，其总量占世界醋酸生产能力的50%以上。

4.甲醇酯化可生产各种酯类化合物。

5.甲醇与氯气、氢气混合催化反应生成一、二、三氯甲烷，直至四氯化碳。一氯甲烷可用作有机硅化合物和含氟树脂的原料，又是重要的甲基化剂，用于生产甲基纤纤维素、季胺化学品等。二氯甲烷用于去漆剂、气雾剂、医药原料及硅片生产。三氯甲烷可生产HCFC-22作制冷剂，或进一步加工生产四氟乙烯等产品，可用作有机溶剂、萃取剂，还可用作染料和药物的中间体等。四氯甲烷可用行生产F-11、F-12等。

6.甲醇在金属硅铝催化剂或ZSM-5型分子筛存在下，脱水可制得二甲醚。

7.甲醇脱氢制甲酸甲酯。 甲酸甲酯是有机合成原料，可用于制甲酰胺、二甲基甲酰胺等。甲酰胺是医药、香料、染料的原料，还可用作纸张处理剂，纤维工业的柔软剂，有机合成的极性溶剂等。二甲基甲酰胺是重要的有机化工原料和优良的溶剂，可用作气体吸收剂、农药、聚氯酯合成革以及聚丙烯腈抽丝和丁二烯抽提等领域。

8.甲酸制甲基叔丁基醚（MTBE）。 MTBE具有较好的调和特性，从环保和发动机操作两方面考虑，均被认为是汽油的改良剂，MTBE被列入世界上50种基本化工产品之一，每吨MTBE约需消耗0.4吨甲醇，因此可望成为今后甲醇消费的大市场。

9.甲醇用作燃料。 甲醇掺烧汽油，在北美和西欧已合法化，在我国，四川省今年已出台M15的地方标准，山西省全甲醇汽车已研制成功，并在山西省全面试点。全甲醇汽车开始批量，计划在山西和安徽省推广使用。

10.其他 甲基微生物发酵制造甲醇蛋白。此外还可用作防漆剂、除锈剂等。