1.有机化工的主要原料
甲醇进一步深加工,可制得多种有机化工原料。国内已有成熟生产工艺,甲醇作为原料的有机化工下游产品有甲胺、甲醛、甲酸、甲醇钠、氯甲烷、甲酸甲酯、甲酰胺、二甲基甲酰胺、二甲基亚砜、硫酸二甲酯、亚磷酸三甲酯、氯氟乙烯、丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸甲酯、氯甲酸甲酯、氯乙酸甲酯、二氯乙酸甲酯、氯甲醚、二甲醚、环氧化乙酰蓖麻油酸甲酯、二甲基二硫代膦酸酯、十一烯酸、氨基乙酸、月桂醇、聚乙烯醇、醋酸、醋酐、碳酸二甲酯、溴甲烷、对苯二甲酸二甲酯、甲硫醇、乙二醇等。
(1)甲醛
甲醛是甲醇最重要的下游产品之一,占甲醇消耗总量的30%~40%。甲醛用途十分广泛,主要用于生产脲醛树脂、酚醛树脂、三聚氰胺-甲醛树脂、乌洛托品、多元醇、尼龙-4、维纶等化工产品。另外,在医药、农药和染料等方面的应用也较多。含甲醇8%(质量分数)的水溶液称为福尔马林(Formalin),是普遍使用的杀菌剂和防腐剂。
甲醛是最简单的脂肪醛,化学性质活泼。1910年,随着酚醛树脂的开发成功,甲醛工业得到迅猛发展。目前各国的甲醛生产大多采用甲醇空气氧化法。甲醛在常温下是无色的具有强烈刺激性的气体,它易溶于水,可形成各种含量的水溶液,一般以37%(质量分数)的水溶液形式存在。甲醛气体能与空气形成爆炸性混合物。
甲醇催化制甲醛主要有三种途径,即甲醇氧化脱氢、甲醇单纯氧化和甲醇单纯脱氢。前两种是目前工业上主要合成甲醛的方法,后一种是正在研究开发的新方法,用于生产高浓度甲醛。
(2)二甲醚
二甲醚(dimethyl ether,DME)是最简单的脂肪醚,也是重要的甲醇下游产品,主要作为冷冻剂、萃取剂、溶剂、气雾剂的抛射剂和燃料等。近年来,二甲醚替代液化石油气作为城市民用燃料具有较大的发展,与液化石油气(LPG)相比,二甲醚燃烧更为完全,但是,热值较低,用于家庭做饭,15kg一瓶的液化石油气如果使用30天,而同样重量的二甲醚只能使用20天左右。二甲醚作为城市燃气也是一种低污染燃料。
(3)甲基叔丁基醚
20世纪70年代,美国率先颁布降低汽油中铅含量的法规,世界各国陆续采取相应的措施,推动了醚类化合物作为汽油添加剂的应用。甲基叔丁基醚(MTBE)因其辛烷值高、与汽油互溶性好、毒性低,尤其是可以通过丰富的甲醇和异丁烯大规模工业生产,而获得广泛应用。
甲基叔丁基醚(MTBE)与醇类添加剂相比沸点低、与汽油有更好的互溶性,是最理想的高辛烷值汽油添加剂,被称为“第三代石油化学品”,是二十多年来销量最大、发展最快的化学品。目前,甲基叔丁基醚仍然是我国汽油提高辛烷值的主要添加剂。
(4)碳酸二甲酯
碳酸二甲酯(简称DMC)是重要的甲醇衍生物。1992年,DMC在欧洲通过了非毒性化学品(NonToxiC SubstanCe)的注册登记,属于无毒或微毒化工产品,因此,被誉为21世纪有机合成的一个“新基石”和“绿色化工产品”,可以在许多领域替代硫酸二甲酯(DMS)、氯甲烷等剧毒或致癌物,生产多种重要的高附加值精细化学品,在医药、染料、合成材料、农药、食品添加剂、电子化学品等领域有广泛的应用前景。
DMC常温下为无色液体,与其他溶剂相比,DMC具有闪点高、蒸气压低、空气中爆炸极限高等特点,在储运、使用中安全性高,且毒性数据优于其他溶剂,对人体的危害小,作为溶剂的清洁性较好。
碳酸二甲酯分子中氧的质量分数高达53%,比MTBE(18%)高许多,且和汽油的相溶性好,蒸气压低,有利于提高汽油辛烷值和减少汽车尾气排放,作为新一代汽油添加剂具有良好的应用前景。DMC的抗爆性与MTBE接近,优于汽油,但毒性及危害远低于MTBE。(www.daowen.com)
2.精细化工与高分子化工中的应用
甲醇作为重要的化工原料,在农药、染料、医药、合成树脂与塑料、合成橡胶、合成纤维等工业中也得到了广泛应用。
(1)农药生产中的应用
多种农药的生产直接以甲醇为原料,如杀螟松、乐果、敌百虫、马拉松等。有些农药虽未直接使用甲醇,但在生产过程中要用甲醇的一次加工产品,如甲醛、甲酸、甲胺等。生产中需以甲醛为原料的农药有甲拌磷等,生产中需用甲胺为原料的农药有灭草隆等,生产中需用甲酸为原料的农药有灭虫咪等。
(2)医药工业中的应用
甲醇作为基本有机化工原料,在多种医药工业中应用,例如长效磺胶生产过程中需以甲醇、氢氧化钠进行甲氧基化反应,盐酸吡多辛(维生素B6)需以甲醇进行酯化反应,糖精生产中需用次氯酸钠进行降解与酯化等。也有些药物生产过程中需用甲醇的一次加工产品,如氨基比林生产中需用甲醛,麻黄素生产过程中需用甲胺,阿司匹林生产过程中需用醋酐或醋酸,安乃近、冰片、咖啡因生产中需用甲酸等。
(3)染料工业中的应用
许多染料生产过程中用甲醇做原料或溶剂,例如:红色基RG、蓝色基RT、分散红GLZ、分散桃红R3L、分散蓝BR、活性深蓝KFGR、阴离子GRL、阳离子桃红FG、酞菁素紫等。这些染料生产中,每吨产品耗甲醇量从0.6t到25t不等。还有相当多的染料生产过程中需用甲醛、甲胺、醋酸、醋酐、甲酸、硫酸二甲酯等做原料。
(4)合成树脂与塑料工业中的应用
有机玻璃(聚甲基丙烯酸甲酯)是一种高透明、无定型热塑性材料,适合于制作具有一定强度的防爆、防振和易于观察等特点的透明零件及生活用品,需以甲醇为原料,生成甲基丙烯酸甲酯单体,再聚合而成。聚苯醚(PPO)、聚甲醛、聚三氟氯乙烯、聚砜等工程塑料生产过程中需要甲醇作重要原料。以甲醛、甲胺、醋酸、醋酐、二甲基亚砜为原料的树脂和塑料种类很多,甲醇及其一次加工产品在塑料和树脂生产中有广阔的应用市场。
(5)橡胶工业中的应用
合成橡胶工业中作为异戊橡胶、丁基橡胶重要单体的异戊二烯可用丁烯-甲醛法生产,需用甲醇一次加工产物甲醛做原料。
(6)化纤工业中的应用
合成纤维品种很多,其中不少纤维需用甲醇及其一次加工产品为原料,如聚酯纤维以丙烯腈与对苯二甲酸二甲酯为原料,聚丙烯腈纤维以丙烯腈与丙烯酸甲酯为原料,聚乙烯醇缩甲醛纤维以聚乙烯醇与甲醛为原料。
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