工业上几乎都是采用一氧化碳、二氧化碳加压催化氢化法合成甲醇.典型的流程包括原料气制造、原料气净化、甲醇合成、粗甲醇精馏等工序.天然气、石脑油、重油、煤及其加工产品(焦炭、焦炉煤气)、乙炔尾气等均可作为生产甲醇合成气的原料.天然气与石脑油的蒸气转化需在结构复杂造价很高的转化炉中进行.转化炉设置有辐射室与对流室,在高温,催化剂存在下进行烃类蒸气转化反应.重油部分氧化需在高温气化炉中进行.以固体燃料为原料时,可用间歇气化或连续气化制水煤气.间歇气化法以空气、蒸汽为气化剂,将吹风、制气阶段分开进行,连续气化以氧气、蒸汽为气化剂,过程连续进行.甲醇生产中所使用的多种催化剂,如天然气与石脑油蒸气转化催化剂、甲醇合成催化剂都易受硫化物毒害而失去活性,必须将硫化物除净.气体脱硫方法可分为两类,一类是干法脱硫,一类是湿法脱硫.干法脱硫设备简单,但由于反应速率较慢,设备比较庞大.湿法脱硫可分为物理吸收法、化学吸收法与直接氧化法三类.甲醇的合成是在高温、高压、催化剂存在下进行的,是典型的复合气-固相催化反应过程.随着甲醇合成催化剂技术的不断发展,总的趋势是由高压向低、中压发展.粗甲醇中存在水分、高级醇、醚、酮等杂质,需要精制.精制过程包括精馏与化学处理.化学处理主要用碱破坏在精馏过程中难以分离的杂质,并调节PH.精馏主要是除去易挥发组分,如二甲醚、以及难以挥发的组分,如乙醇高级醇、水等.甲醇生产的总流程长,工艺复杂,根据不同原料与不同的净化方法可以演变为多种生产流程.下面简述高压法、中压法、低压法三种方法及区别 ICl低压甲醇法为英国ICl公司在1966年研究成功的甲醇生产方法.从而打破了甲醇合成的高压法的垄断,这是甲醇生产工艺上的一次重大变革,它采用51-1型铜基催化剂,合成压力法所用的合成塔为热壁多段冷激式,结构简单,每段催化剂层上部装有菱形冷激气分配器,使冷激气均匀地进入催化剂层,用以调节塔内温度.低压法合成塔的型式还有联邦德国Lurgi公司的管束型副产蒸汽合成塔及美国电动研究所的三相甲醇合成系统.70年代,我国轻工部四川维尼纶厂从法国Speichim公司引进了一套以乙炔尾气为原料日产300吨低压甲醇装置(英国ICI专利技术).80年代,齐鲁石化公司第二化肥厂引进了联邦德国Lurge公司的低压甲醇合成装置.
甲醇合成之反应式如下:主反应提高压力降低温度有利于主反应的进行而产生甲醇，早期的合成法为了防止设备之腐蚀，于反应之前先将二氧化碳移除，后来发现二氧化碳也可以作为原料，因而不需将二氧化碳先行去除。合成甲醇之关键在于压力，过去均采用高压法，压力在300大气压以上，1966年开发出低压法，压力约50大气压;之后又有中压法被开发出来，其压力约200大气压。压力(atm) 温度(℃) 触媒高压法 300~600 320~380 铬锌触媒中压法 105~300 225~270 含铜锌铬铝触媒低压法 40~60 200~300 含铜锌触媒高压法转化率较高，但是为了达到高压需要用往复压缩机消耗较多的能量，低压法可以使用离心式压缩机，消耗能量较少，经济规模较小，且可以使用含氢气量较高的合成气，中压法也可以使用离心式压缩机，不需像低压法还要另加二氧化碳且改良低压法设备庞大之缺点。合成塔为直立型管壳式，管中填充触媒，管外以沸水冷却;也可以是填充塔式，如此可以于塔测多处通入冷原料以控制反应温度。压缩后的原料气和循环之未反应气体混合，经与反应生成气体进行热交换后，进入合成塔通过触媒床进行反应，反应生成气体经过热交换冷却后，甲醇冷凝，经分离器分离出甲醇，气体再循环与原料气混合。如此冷凝合成出之粗甲醇中含有杂质，通常低压法合成所得到的甲醇杂质含量及种类比高压法所得的少，粗甲醇中的杂质除了水分以外可以分为三大类，即低沸点化合物，乙醇，高沸点化合物。粗甲醇进一步之精致步骤及操作与设计因合成法及成品规格而不同。若成品纯度要求较低时，可以采用单塔蒸馏方式。当纯度要求较高时，可采用双塔式蒸馏。当成品纯度要求更高时，采用三塔式蒸馏较适用。于双塔式蒸馏法中，二甲迷等低沸物杂质由第一塔塔顶排出，高级醇类高沸物由第二塔塔底排出，塔顶则得到高纯度甲醇。
甲醇的生产，主要是合成法，尚有少量从木材干馏作为副产回收。合成的化学反应式为： H2 + CO → CH3OH 合成甲醇可以固体（如煤、焦炭）液体（如原油、重油、轻油）或气体（如天然气及其他可燃性气体）为原料，经造气净化（脱硫）变换，除去二氧化碳，配制成一定的合成气（一氧化碳和氢）。在不同的催化剂存在下，选用不同的工艺条件。单产甲醇（分高压法低压和中压法），或与合成氨联产甲醇（联醇法）。将合成后的粗甲醇，经预精馏脱除甲醚，精馏而得成品甲醇。高压法为BASF最先实现工业合成的方法，但因其能耗大，加工复杂，材质要求苛刻，产品中副产物多，今后将由ICI低压和中压法及Lurgi低压和中压法取代。
采用轴向绝热床层, 塔间设换热器, 废热用于预热锅炉给水或饱和系统循环热水；也可由氢与一氧化碳的混合物在高温高压下通过催化剂从木材干馏时得到的焦木酸分出。
甲醇的简介：
1、分子式为“CHOH”，原子数为30；
2、中文名：甲醇；
3、外文名：alcohol；
4、木酒精结构简式：CH3OH；
5、相对分子质量：；
6、管制类型：不管制储存——密封保存；
7、制备制法；可由氢与一氧化碳的混合物在高温高压下通过催化剂从木材干馏时得到的焦木酸分出；
8、甲醇最早由木材和木质素干馏制得，故俗称木醇。
合成后的粗甲醇，经预精馏脱除甲醚。将粗甲醇净化，净化过程包括精馏和化学处理。化学处理主要用碱破坏在精馏过程中难以分离的杂质，并调节pH值；精馏主要是脱除易挥发组分如二甲醚，以及难挥发的乙醇、高碳醇和水。粗馏后的纯度一般都可达到98%以上。
将工业甲醇用精馏的方法将含水量降到以下。再用次碘酸钠处理，可除去其中的丙酮。经精馏得纯品甲醇。
BV-Ⅲ级甲醇的制备主要采用精馏工艺。以工业甲醇为原料，经精馏、超净过滤、超净分装，得高纯甲醇产品。一般均以工业甲醇为原料，经常压蒸馏除去水分，控制塔顶64～65℃，过滤除去不溶物即可。
甲醇（Methanol，CH3OH）是结构最为简单的饱和一元醇，CAS号为67-56-1或170082-17-4，分子量为，沸点为℃。
因在干馏木材中首次发现，故又称“木醇”或“木精”。是无色有酒精气味易挥发的液体。人口服中毒最低剂量约为100mg/kg体重，经口摄入～1g/kg可致死。用于制造甲醛和农药等，并用作有机物的萃取剂和酒精的变性剂等。成品通常由一氧化碳与氢气反应制得。
1 物料的危害辨识及危险性评价1．1 生产过程中的物料1．1．1 一氧化碳(CO)1．1．1．1 危害性辨识一氧化碳经呼吸道吸入人体后，通过肺泡膜进入血液，与血液中血红蛋白进行可逆性结合，形成碳氧血红蛋白，使血液中的携氧功能发生障碍，造成人体低氧血症，因而导致组织缺氧。轻度中毒者会出现头疼、眩晕、耳鸣、眼花，颞部压迫及博动感，并有恶心、呕吐，心前区疼痛或心悸，四肢无力，甚至有短暂的昏厥；中度中毒者除上述症状外，初期尚有多汗、烦燥，步态不稳，皮肤粘膜樱红，可出现意识模糊，甚至进入昏迷状态；重度中毒者迅速进入昏迷，昏迷可持续数小时或更长时间，出现阵发性和强直性痉挛，有病理反射出现，常伴发脑水肿、肺水肿、心肌损害、心律紊乱或传导阻滞，高热或惊厥，皮肤、粘膜可呈樱红色或苍白、紫绀。1．1．1．2 危险性评价一氧化碳属易燃、易爆、有毒气体，与空气混合浓度在12．5％～74．2％时成为爆炸混合物，爆炸危险度为4．9。遇热容器压力增大，泄漏遇火种有燃烧爆炸的危险。GB 13690—92标准将该物质划分为第2．1类易燃气体；GB 12268—90标准规定其危规号为21005。1．1．2 二氧化碳(CO2)1．1．2．1 危害性辨识低浓度二氧化碳对呼吸中枢有致兴奋作用，高浓度有显著性的麻痹作用。二氧化碳透过肺泡能力比氧大25倍，空气中CO2浓度高时，必造成体内CO2滞留，缺氧引起窒息死亡。即使在含氧浓度较高的情况下，二氧化碳也可以引发中毒。有时缺氧窒息会与二氧化碳中毒并存。吸入浓度为8％～10％的CO2，除头昏、头痛、眼花和耳鸣外，还有气急，脉博加快、无力，血压升高，精神兴奋，肌肉痉挛，时间过长则会出现神志丧失。急性重症发作都在几秒钟内，几乎象触电似的倒下，表现为昏迷，反射消失，瞳孔扩大或缩小，大小便失禁，呕吐等。严重者会出现呼吸停止或休克。1．1．2．2 危险性评价受热后容器压力增大，有爆炸危险。GB 13690—92标准将该物质划分为第2．2类不燃气体；GB 12268—90标准规定其危规号为22019。1．1．3 氢气(H2)1．1．3．1 危害性辨识氢气在生理上属惰性气体，仅在高浓度时，由于空气中氧分压降低才能引起窒息。在很高的分压下，氢气可呈现出麻醉作用。1．1．3．2 危险性评价氢属易燃易爆物质，与空气混合浓度在4．0％～75．6％时成为爆炸混合物，爆炸危险度17．9。氢气比空气轻，在室内使用和储存时，泄漏气体会聚集在上部空间不易外排，遇火即引起爆炸。GB 13690—92将该物质划分为第2．1类易燃气体；GB 12268—90标准规定其危规号为21001。1．1．4 硫化氢(H2S)1．1．4．1 危害性辨识硫化氢是强烈的神经性毒物，对粘膜有明显刺激作用，随空气经呼吸道和消化道能很快被人体吸收。一部分可经呼吸道排出，另一部分在血液中很快被氧化为无毒的硫酸盐和硫化酸盐等经尿道排出；在血液中来不及氧化时，则引起全身中毒反应。体内达到较高浓度时，首先对呼吸中枢和脊髓运动中枢产生兴奋作用，然后转为抑制；高浓度时则引起颈动脉寞的反射作用使呼吸停止；更高浓度时可直接麻痹呼吸中枢而立即引起窒息，造成“闪电式”中毒以致死亡。轻度中毒者首先出现眼结膜刺激病状，接着是呼吸道刺激症状，表现为畏光、流泪、眼刺激、流鼻涕及咽喉灼热感；当接触浓度为200～300mg／m3时，会发生中度中毒，症状为头痛、头晕、全身无力、呕吐，同时引起上呼吸道炎和支气管炎。眼刺激症状强烈、流泪、眼刺痛，且有眼睑痉挛，看光源时周围有色环存在，视觉模糊，有角膜水肿的症兆；当接触浓度在700mg／m3以上时，会发生重度中毒，中枢神经系统症状最突出。出现头晕、呼吸困难，行动迟钝，继而出现烦燥，意识模糊，呕吐、腹泻，很快处于昏迷状态，最终可因呼吸麻痹而死亡；当接触浓度在1000mg／m3以上时，可发生“电击样”中毒，即在数秒钟后突然倒下，瞬间呼吸停止。1．1．4．2 危险性评价硫化氢属易燃剧毒液化气体，人的嗅觉阈为0．035mg／m3，起初是臭鸡蛋味增强与浓度成正比，当浓度超过10mg／m3时，浓度增高而臭鸡蛋味却减弱，以至不能察觉。与空气混合，当浓度在4．3％～45．0％时，形成爆炸性混合物，爆炸危险度为9．5。气体泄漏遇火源会发生燃烧爆炸。GB 13690—92标准将该物质划分为第2．1类易燃气体；GB 12268—90标准规定其危规号为21006。1．1．5 氮气(N2)1．1．5．1 危害性辨识氮气是无色、无臭、无味的气体，是空气的重要组成部分。微溶于水，化学性质稳定。氮气本身并无毒，但当环境中氮气增多致使氧气相对减少，会引起单纯性窒息。其主要表现是机体缺氧，出现头晕、头痛、呼息困难、急促，心跳加快，脉搏弱而快，精神恍惚不安，全身乏力，肌肉协调运动失调。若进入完全充满氮气的设备或容器中，人会立即昏倒窒息。1．1．5．2 危险性评价氮气属难视觉性物质，高纯度氮气环境中易发生窒息甚至死亡事故。超压贮存有爆炸危险。GB 13690—92标准将该物质划分为第2．2类不燃气体；GB 12268—90标准规定其危规号为22005。1．2 成品物料1．2．1 液氨(NH3)1．2．1．1 危害性辨识氨属于低毒类物质。氨随空气经呼吸道吸入后，通过肺泡，除少部分与二氧化碳中和外，其余被血液吸收。被吸收的氨，在肝脏中释出形成尿素，随汗液、尿或呼吸道排出体外。氨对人的呼吸道有刺激和腐蚀作用，浓度过高时，直接接触部分可引起碱化学灼伤，组织呈溶解性坏死，并可引起呼吸道深部及肺泡的损伤，发生化学性支气管炎、肺炎和肺水肿。高浓度吸入，可使中枢神经系统兴奋度增强，引起痉挛，并可通过三叉神经末稍的反射作用引起心脏停搏和呼吸停止。轻度中毒，眼、口有辣感、流泪、流涕、咳嗽、声音嘶哑，吞咽困难，头昏、头痛，眼结膜充血水肿，口唇及口腔、咽部充血，胸闷和胸骨区疼痛；重度中毒，喉头水肿，声门狭窄以及呼吸道粘膜脱落，造成气管阻塞，引起窒息，人体外露部分皮肤可出现Ⅱ度化学灼伤，眼睑、口唇、鼻腔、咽部及喉头水肿，咳吐大量黄痰；肺水肿很快发生，表现为剧烈咳嗽，呼吸困难；脉快而弱，体温升高，咳出血痰或大量粉红色泡沫痰，陷入休克昏迷。1．2．1．2 危险性评价受到猛烈撞击，贮器损坏时，气体外泄会危及人的健康和生命，遇水则变为有腐蚀性的氨水。28％的水溶液则为浓氨水。受热后容器内压力增大或空气中氨浓度在15．7％～27．4％时，遇到火星会引起燃烧爆炸，爆炸危险度为0．9。有油类存在时，更会增加燃烧危险。GB 13690—92标准将该物质划分为第2．3类有毒气体；GB 12268—90标准规定其危规号为23003。1．2．2 甲醇(CH3OH)1．2．2．1 危害性辨识甲醇的职业接触中毒物质危害程度分为三级，急性中毒主要表现为中枢神经系统损害，眼部损害和代谢性酸中毒。人吸入空气中甲醇浓度39．3～65．5g／m3，30～60分钟可致中毒。人体口服中毒最低剂量为0．1g／kg，经口摄入0．3～1．0g可致死。1．2．2．2 危险性评价甲醇是易燃、易爆、有毒性物质。其气体与空气混合能形成爆炸性混合物，爆炸极限为5．5％～36．0％，爆炸危险度为5．5。饮用后会使人失明，甚至死亡。GB 13690—92标准将该物质划分为第3．2类中闪点液体；GB 12268—90标准规定其危规号为32058。
甲醇的生产，主要是合成法，尚有少量从木材干馏作为副产回收。合成的化学反应式为： H2 + CO → CH3OH 合成甲醇可以固体（如煤、焦炭）液体（如原油、重油、轻油）或气体（如天然气及其他可燃性气体）为原料，经造气净化（脱硫）变换，除去二氧化碳，配制成一定的合成气（一氧化碳和氢）。在不同的催化剂存在下，选用不同的工艺条件。单产甲醇（分高压法低压和中压法），或与合成氨联产甲醇（联醇法）。将合成后的粗甲醇，经预精馏脱除甲醚，精馏而得成品甲醇。高压法为BASF最先实现工业合成的方法，但因其能耗大，加工复杂，材质要求苛刻，产品中副产物多，今后将由ICI低压和中压法及Lurgi低压和中压法取代。
一分钟读懂.甲醇生产工艺
1、根据国情，从节能减排说起。 大家都清楚，我国的资源现状是：福煤贫油。如何充分利用资源优势，取得最大效益，是国家能源部门一直努力的问题。2、 煤制烯烃项目是国家新能源的发展方向。 传统上我国一直用石脑油催化裂解制烯烃，生产主要集中在中石化、中石油两大集团。如今，国内石油制烯烃已经不能满足需要，绝大部分烯烃直接来源于进口。为了改变现状，考虑新的技术支持和出路。利用煤质甲醇，搭建起煤和烯烃的桥梁。 甲醇可以作为烯烃的原料；而在我国，煤制甲醇在所制造甲醇方法中占有很大的比例（65%以上）。据统计， 2010年甲醇制烯烃项目，甲醇消费量仅有30万吨。意味着仅生产了10万吨乙烯。截止到2011年10月份，国内仅有三套烯烃装置已投产,分别是神华包头60万吨/年、神华宁煤52万吨/年和中原石化20万吨/年。后期计划建设的烯烃项目产能预计将会突破1800万吨。这是一个发展迅速、前景非常宏大的项目。3、甲醇制烯烃项目之所以以前没发展起来，本人想主要从项目投入考虑。一套100万吨装置，大概需要投入2300亿，成本高不是一般的企业能够承受。 在这里立足甲醇行业，仅仅为楼主展示一个课题的研究意义和目的。楼主如果论文写作完毕，希望有幸拜读一下。本人邮箱
煤化工是指以煤为原料，经化学加工使煤转化为气体、液体和固体燃料以及化学品的过程。下面是我整理了煤化工生产技术论文，有兴趣的亲可以来阅读一下!
煤化工及甲醇生产技术探索
摘要：甲醇是一种有机化工原料，它的用途非常广泛，普遍运用于燃烧材料、合成金属、工程涂料、医学消毒、日常生火等多个方面，在甲醇的制造方面，一般都遵循着煤气化碳――变换气体物质――精细蒸馏三大工序，在化工厂生产活动中一般将生产甲醇的工序称为“工段”。难点在于如何去调控操作所需的参数，本文通过对煤化工作的特性解析来引申出甲醇生产的要点，同时对生产技术进行一个流程上的模拟，更全面地去了解甲醇生产中需要多加注意的关键。
关键词：煤化工;甲醇;温度;化学反应;化学式
中图分类号：Q946文献标识码： A
1煤气化原理
在甲醇生产的流程中，煤气化是第一步，它是一种化学反应，将气化剂和煤炭资源中的可燃物质放置在一个高位环境下，然后使其发生中和反应，产生一氧化碳、氢气等可燃气体。在煤气化工段里使用的气化剂包括水蒸气、氧气等，在加入这些气化剂后，煤炭就会发生一系列化学反应，从而生成所需的气体。煤炭在加入气化剂后，经历了干燥、热裂解等热力反应，该反应中生成的气体包括一氧化碳、二氧化碳、氢气、甲烷等，这些化学反应的速度取决于煤气化工段中的温度、热压、气化炉质量以及煤炭的种类，以下是煤气化过程中会出现的化学式：
吸收热量：C - H2O → C O + H2C + C O2→ 2C O
发散热量：C + O2→ C O2C +12O2→ C O
变换反应：C O + H2O → C O2+ H2
从大体上来说，煤气化反应是化学中的强吸热效应，如果以动力和热力的角度来解析这类中和现象，重点在于对温度的把握，温度过高会造成气体流失，温度过低则无法产生完整的化学反应，导致生成的气体数量少、质量差。同时在增压方面应该适当地增加对煤炭的压力值，这样可以使化学反应的速度提高，对甲醇的生产效率起积极作用。
2变换工段
甲醇产品在合成时，一般调整碳元素与氢元素的比例的方法是通过一氧化碳的变换反应来实现的，在甲醇生产的流程中，碳元素与氢元素的分离都在催化剂的影响下进行，在此需要注意的是，碳氧分离工序对水蒸气的需求量相当大，水蒸气的生产成本在这道工段中会激增不少，所以，如何最大限度地利用水蒸气，节约生产成本，这将直接考验生产部门的气体生产技术和操作人员的工作效率。在变换工段中，煤气化之后的煤气物质含有大量的一氧化碳和水蒸气，在催化剂的效果影响到位之后，就可以生成氢与二氧化碳，在此时还会有小部分的一氧化硫转化为氰化硫，此时化学式表现如下：
C O + H2O → C O2+ H2
这是一个主要反应式，但是在主反应进行的同时，还有一部分副反应也会产生，生成甲醇的副产品，这些化学反应包括：
2C O + 2H2→ C O2+ C H
2C O → C + C O2
C O + 3H2→ C H4+ H2O
C O + H2→ C + H2O
C O2+ 4H2→ C H4+ 2H2O
C O2+ 2H2→ C + 2H2O
化学反应在化工产业中要求平衡，在主要变换的化学反应中是一种发散热量反应的类型，这里的化学反应会使煤气化后的温度降低，温度适当降低有利于化学反应的平衡作用，但是如果温度太低，就会导致化学反应时间过长，效率越低，当煤气化工段的生成气体慢慢消耗殆尽时，就会浪费前一道工段的时间和成本，造成浪费。同时，温度还与催化剂的适应性挂钩，如果温度没有调整到位，催化剂的效力就无法发挥到最大值，这就会造成碳氧分离程度不足，必须加大催化剂的剂量，这也会增加生产成本。
3甲醇生产中的注意事项
1.)气化压力的大小在其他的生产条件没有变化的情况下，如果改变气化压力，就会产生非常细微但是关键的变化。通常气压定格在2M Pa以上的范围时，在煤气化工段里基本上不会产生影响，但是如果气压低于2M Pa就会使气化炉的气化效果变低。所以，在煤气化工段中，一定要保证气化压力控制在2M Pa以上，而且可以视实际情况适当提高，这样可以增加气体数量，提高生产效率。
2.)氧气与煤量的比例氧煤比例的提高，指的是在煤炭中氧气流量的增多，直观反映为在煤炭高温加热时，煤炭的燃烧反应量明显提升。同时因为氧气流量的增加，使气化炉的温度也得以升高，煤炭的气化反应会更加强烈，一氧化碳和氢气的数量会增加不少，但是生成的气化产物中，二氧化碳和水分的含量占了很大比例，而一氧化碳和氢气的含量会变少，所以，如果不仔细控制氧煤比例，就会使气化炉中的气化反应过强而导致生产甲醇所需的气体成分变少。
4 甲醇生产工艺模拟
传统的烧煤方式已经不能满足人们对甲醇的需求量，而且单纯的燃烧煤炭既是对资源的浪费，也会造成环境污染。所以，当务之急是要尽快找到新的甲醇提取方法和更快捷有效的甲醇生产技术，在这方面，煤气化生产流程已经被初步运用于各大化工厂中，作为目前提取甲醇的有效方式，煤气化工段还需要更多的模拟和分析来增强其效率，简化其工序。
在模拟中我们假设煤浆和高压后的氧气依照固定比例放置在气化炉中，然后在高温作用下因气温及气压生成各种气体，其中包括一氧化碳、氢气、二氧化碳等，其中高压后的氧气进入气化炉可以通过设置烧嘴的中心管道和外环管道，而煤浆可以通过烧嘴的中环管道进入气化炉。在模拟环境下，我们还设置了激冷室，位于气化炉下段，激冷室主要是处理煤炭中的灰份。在煤气化工段进行到末尾后，会残留一些灰份物质，这些物质会在气化炉的高温中熔融，熔渣和热量汇聚，合成了气体，然后结合离开气化炉的燃烧室部分，经由反应室，进入气化炉下段的激冷室。这些气体在激冷室中将被极寒温度降低到200摄氏度左右，熔渣会立即固体化，然后生成大量的水蒸气，经水蒸气饱和后带走了灰份，从激冷室的排出口派排
出。
需要进行变换的水煤气在预热器中加入一部分进行换气和换热步骤，然后进入模拟的变换炉，这部分水煤气在经过煤气化工段后，自身携带了不少的水蒸气，变换炉中的催化剂进行催化作用进行变换反应，在第一部分结束后，另一部分的水煤气也进入变换炉，变换炉这时就会需要新的高温气体，模拟的变换工段里加入了预热装置，提前储存并加热生成高温气体，然后连入变换炉中与另一部分的水煤气进行变换反应，然后进入气液分离器进行分离，分离成功后的气体将进入低压蒸汽室内降温，再次进入气液分离器进行分离，再喷入冷水来清洗掉气体中的三氢化氮，最后气体进入净化系统，生产气态甲醇。
精馏工段的流程为四塔工作方式，首先甲醇气态材料在预热器中进行高温加热，再传输进预塔中部，在这里去除粗甲醇里的残留溶解气体与二甲醚等，这些属于低沸点物质。在加热后，气体进入冷却器进行气体降温，形成甲醇蒸气后进入预塔的回流管道。甲醇蒸气在经过回流后进入换热器，加热后进入加压塔，甲醇在加压塔中进行冷凝化处理，其中小部分送回加压塔顶部作为回流液。剩余的甲醇气体进入精度甲醇管道，最后由加压塔提供压力与热量，将冷凝的高精度甲醇视需求定制成液态或固态储存，然后将杂质或者甲醇残留物通过排污口排入废水处理器进行净化提取处理。
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[5] 李雅静，张述伟，管凤宝等. 煤制甲醇过程低温甲醇洗流程的模拟与改造 [J]. 化工设计通讯. 2013(2) ：15-18.
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巨野煤田煤质分析及科学利用评价摘要]从工业、元素、工艺性质方面，对巨野煤田煤质进行了详细的分析，根据其煤质特点，进行科学论证，得出巨野煤田是优质动力用煤和炼焦用煤的结论，可以用来制备水煤浆，用于煤气化合成氨、合成甲醇及后续产品，用作焦化原料等。[关键词]煤质分析；煤质特点；科学利用；评价1巨野煤田煤质分析煤的工业分析工业分析是确定煤组成最基本的方法。在指标中，灰分可近似代表煤中的矿物质，挥发分和固定碳可近似代表煤中的有机质。衡量煤灰分性能指标主要有灰分含量、灰分组成、煤灰熔融性（DT、ST、HT和FT）。其中煤灰熔融性是动力用煤和气化用煤的重要性能指标。一般以煤灰软化的温度（即灰熔点ST）作为衡量煤灰熔融性的指标。龙固矿钻孔煤样工业分析结果(表1)变形温度（DT）为煤灰锥体尖端开始弯曲或变圆时的温度；软化温度（ST)为煤灰锥体弯曲至锥尖触及底板变成球形时的温度；半球温度（HT）为灰锥形变至近似半球形，即高约等于底长的一半时的温度；流动温度（FT）为煤灰锥体完全熔化展开成高度＜ mm薄层时的温度。彭庄矿钻孔煤样工业分析结果（表2）2煤质特点及科学利用评价巨野煤田煤质特点由煤炭科学研究总院《巨野矿区煤质特征及菜加工利用途径评价》可以看出巨野煤田煤质有如下特点：①灰分含量低，属于中、低灰煤层。②挥发分含量高，各煤层原煤的挥发分含量在33%以上，且差异不大，均属于高挥发分煤种。③磷含量特低；硫分含量上低下高。④干燥基低位热值高。各层煤的都比较高，且随原煤灰分的降低而升高。⑤粘结指数、胶质层厚度和焦油产率均较高。⑥碳、氢含量较高。碳含量在～之间，氢含量在～之间，C/H比值＜16。⑦灰熔点上高下低。成浆性实验评价2008年1月，华东理工大学对巨野煤田龙固矿(1#)、赵楼矿(2#)和彭庄矿(3#)原煤进行成浆性实验及评价。成浆浓度实验成浆浓度是指剪切速率100 s-1，粘度为1 000 mPa·s，水煤浆能达到的浓度。采用双峰级配制浆，粗颗粒与细颗粒质量比为3∶7；选取腐殖酸盐作为添加剂，用量为煤粉质量的1%。制成一系列浓度的水煤浆，测量其流动性，观察水煤浆的表观粘度随成浆浓度上升的变化规律，结果如表10所示。由表10看出，随着煤浆浓度增大，煤浆表观粘度也明显升高。本实验3种煤样成浆浓度分别为龙固矿66%(wt)；赵楼矿67%(wt)；彭庄矿68%(wt)。流变性实验水煤浆流变特性是指受外力作用发生流动与变形的特性。良好的流变性和流动性是气化水煤浆的重要指标之一。将实验用煤制成适宜浓度的水煤浆，然后用NXS-4 C型水煤浆粘度计测定其粘度。将水煤浆的表观粘度随剪切变化的规律绘制成曲线，观察水煤浆的流变特性，见表11。从表11可以看出，3种煤制成的水煤浆中，随着剪切速率增大，表观粘度都随之降低，均表现出一定的屈服假塑性。屈服假塑性有利于气化水煤浆的储存、泵送和雾化。实验结论煤粉粗粒度（40～200目）和细颗粒（＜200目）质量比为3∶7，腐殖酸盐作为添加剂，添加量为煤粉质量的1%时，龙固矿煤浆浓度为66%（wt）、赵楼矿煤浆浓度为67%（wt）、彭庄矿煤浆浓度为68%（wt），满足加压气流床水煤浆气化技术对水煤浆浓度的要求。原料煤的应用适合于制备水煤浆水煤浆不但是煤替代重油的首选燃料，而且是加压气流床水煤浆气化制备合成气的重要原料。同时它又是一种很有前途的清洁工业燃料。实践上，华东理工大学“巨野煤田原煤成浆性实验评价报告”表明：巨野煤田各矿井原料煤均适合于制备高浓度稳定水煤浆。用于煤气化合成氨、合成甲醇及后续产品巨野煤田原煤属于高发热量的煤种（弹筒热平均值在28～31 MJ/kg之间），该煤有利于降低氧气和能量消耗，并能提高气化产率；因灰熔点较高（＞1 300℃），有利于固态排渣。根据鞍钢和武钢分别使用双鸭山和平项山1/3焦煤作高炉喷吹的经验，巨野煤田的1/3焦煤与双鸭山和平顶山1/3焦煤一样成浆性较好，其1/3焦煤洗精煤可以制成水煤浆，作为德士古（Texaco）水煤浆气化炉高炉喷吹用原料。煤气化得到的合成气既可通过变换用于合成氨/尿素，又可经净化脱硫合成甲醇或二甲醚。以甲醇为基础可进一步合成其他约120余种化工产品。另外，还可利用甲醇制备醇醚燃料及合成液体烃燃料等。用作焦化原料焦化用于生产冶金焦、化工焦，其副产焦炉煤气可用于合成甲醇或合成氨，副产煤焦油进行分离和深加工后可得到一系列化工原料及化工产品。由表12看出，巨野煤田大槽煤经过洗选以后，可以供将来的400万t/a焦化厂或者上海宝钢等大型钢铁企业生产I级焦炭时作配煤炼焦使用；灰分≤的8级精煤（2#），也可供华东地区的中小型焦化企业生产2级和3级冶金焦的配煤炼焦使用。此外，该煤也可以单独炼焦，但所生产焦炭的孔隙率偏高，最好进行配煤炼焦。远景目标———煤制油煤直接液化可得到汽油、煤油等多种产品。巨野煤田的大部分煤层均为富油煤，尤其是15煤层平均焦油产率＞12%，属高油煤；根据元素分析计算的碳氢比各煤层均＜16%；大部分煤层挥发分＞35%的气煤和气肥煤通过洗选后的精煤挥发分＞37%，而其灰分＜10%。因此，巨野煤田的煤炭都是较好的液化用原料煤。煤间接液化可制取液体烃类。煤经气化后，合成气通过F-T合成，可以制取液体烃类，如汽油、柴油、石腊等化工产品及化工原料。3结语综上所述，巨野煤田第三煤层大槽煤属于低灰、低硫、低磷、结焦性好、挥发分高、发热量高的煤炭资源，其中的气煤、1/3焦煤、气肥煤、肥煤、天然焦等是国内紧缺的煤种，它们的洗精煤不仅可作为炼焦用煤、动力用煤，而且是制备水煤浆和高炉喷吹气化的重要原料。因此,菏泽大力发展煤气化合成氨和甲醇并拉长产业链搞深度加工是必然的正确选择。
四塔甲醇精馏工艺流程及原理粗甲醇通过预塔给料泵、粗甲醇预热器送到预塔脱除轻组份。预精馏塔（脱醚塔）冷凝器采用二级冷凝，系统中增设了排气冷凝器，用以脱除二甲醚等低沸点的杂质，控制冷凝器气体出口温度，并回收夹带的部分甲醇。在该温度下，几乎所有的低沸点馏份都在气相，并排出系统，不再冷凝回流到预精馏塔。 充分脱除低沸点组分后的甲醇溶液，通过加压精馏塔给料泵送往加压精馏塔。主要是提高甲醇气体的分压与沸点，使加压精馏塔的塔顶气有足够的热量供常压精馏塔的再沸器使用。常压精馏塔就不再需要蒸汽加热，减少装置的能耗。加压塔和常压精馏塔分别采出一般要求的甲醇产品。如特殊需要，可再经常压精馏塔进一步提纯。两塔的混合液都达到国家优级标准以上，能满足甲醇羰基化所需要的工艺指标要求。 从常压精馏塔底部排出的占甲醇产量20%左右的残液，被回收塔给料泵送往回收塔进一步回收，最终从底部排出装置。
甲醇的生产，主要是合成法，尚有少量从木材干馏作为副产回收。合成的化学反应式为： H2 + CO → CH3OH 合成甲醇可以固体（如煤、焦炭）液体（如原油、重油、轻油）或气体（如天然气及其他可燃性气体）为原料，经造气净化（脱硫）变换，除去二氧化碳，配制成一定的合成气（一氧化碳和氢）。在不同的催化剂存在下，选用不同的工艺条件。单产甲醇（分高压法低压和中压法），或与合成氨联产甲醇（联醇法）。将合成后的粗甲醇，经预精馏脱除甲醚，精馏而得成品甲醇。高压法为BASF最先实现工业合成的方法，但因其能耗大，加工复杂，材质要求苛刻，产品中副产物多，今后将由ICI低压和中压法及Lurgi低压和中压法取代。
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甲醇生产项目的危险性分析：1 火灾、爆炸 甲醇是易挥发性液体，属于甲类火灾危险性物质，贮存不好或发生泄漏都可能发生燃烧、爆炸。原料液体甲醇经蒸发器加热蒸发后变成甲醇蒸气，蒸发系统不得泄漏，否则在压力作用下甲醇气体以高速喷出，产生静电或遇明火，极易发生火灾爆炸。气态甲醇与空气混合能形成爆炸性混合气体，一旦遇有明火、高温或静电火花就有爆炸、燃烧的危险。 1m3 气态甲醇完全燃烧，发热量高达数万千焦，爆炸所产生的冲击波超压与同能量的TNT 爆炸产生的超压相似。由于它燃烧热值大，爆炸速度快，瞬间就会完成化学性变化，破坏性特别强。 甲醇气与空气混合进入氧化器进行催化氧化反应和脱氢反应，反应温度在6 20℃～650℃，反应的总热效应属于强放热反应，氧化器径向和轴向都存在温差。催化剂的载体往往是导热欠佳的物质，如果催化剂的导热性能良好，且气体流速又较快，则径向温差较小。一般沿轴向温度分布都有一个最高温度，称为热点，热点温度过高，使反应选择性降低，催化剂作用变慢，甚至使反应失去稳定性或产生飞温。生产甲醛的氧化器属于固定床反应器，床层温度分布受到传热速率的限制，可能产生较大温差，甚至引起飞温，导致火灾爆炸事故。 反应过程应中应控制好氧醇比(即氧气和甲醇的摩尔比)和水蒸气配比，防止超温。随着温度升高，反应速度加快，转化率增加，放出的热量也随之增加，如不及时移走反应热，就会导致温度难以控制，产生飞温现象。 甲醛生产中有90%以上的甲醇参加氧化反应和脱氢反应，其余部分发生燃烧反应及甲醛的深度氧化等副反应，生成CO、CO2、H20、CH4 和H2 等，都是放热反应，增加了反应过程的总热量，有可能产生飞温，当温度达到甲醇或甲醛的自燃点时，就可能发生燃烧爆炸。 甲醇、甲醛的蒸气都能与空气形成爆炸性混合物，但温度对爆炸极限影响较大，不同温度的爆炸极限可根据25℃的爆炸极限进行修正。修正后的甲醇和甲醛的爆炸极限如附表1-4 所示。 附表1-4 经温度修正的爆炸极限 物料 温度℃ 爆炸下限(%) 爆炸上限(%) 甲醇 25 600 700 甲醛 25 73 600 700 正常情况下，控制甲醇与空气的体积比为～，对照表2，虽然反应不在爆炸范围之内，但如果操作不慎，如氧醇比过低，就有可能使反应处于爆炸极限范围之内。 过热器到氧化器的入口，存在甲醇和空气两种成分，系爆炸性混合物;氧化器出口存在甲醇、甲醛、H2，CO，CH4 和02 等6 种成分，也系爆炸性混合物。因此，无论在氧化器的进口或出口，只要遇火源，就会立即发生燃烧、爆炸事故。 吸收操作是在吸收塔中将反应气中的绝大部分甲醛用水吸收下来，未被吸收的尾气送至尾气锅炉进行燃烧处理。在该操作过程中所涉及的气体系爆炸性混合物，如果设备发生泄漏，可能引起燃烧、爆炸事故。 在装卸甲醇、甲醛以及清罐等作业过程中，若违章操作或由于设备、管道腐蚀、制造缺陷、法兰未紧固等原因造成储罐、管道渗漏，甲醇或甲醛暴露在空气中，形成爆炸性混合物，达到爆炸极限时，遇火源易发生爆炸燃烧事故。 (1)将甲醇或甲醛装入储罐中 A 储罐漫溢 装卸时对液位检测不及时易造成甲醇或甲醛跑冒，甲醇或甲醛溢出罐外后，周围空气中甲醇或甲醛的浓度迅速上升，达到或超过爆炸极限，遇到火星即发生爆炸燃烧;在甲醇漫溢时，使用金属容器刮舀，开启电灯照明观察，均会无意中产生火花，而引起爆燃。 B 甲醇滴漏 由于装卸时，胶管破裂、密封垫破损、接头紧固栓松动等原因，使甲醇滴漏至地面，遇火花立即发生燃烧。 C 静电起火 由于输送管道无静电连接、采用喷溅式装卸、罐车无静电接地等原因，造成静电积聚放电，点燃可燃蒸气。 D 装卸过程中遇明火 在非密闭装卸中，大量可燃蒸气从装卸口逸出，当周围出现烟火、火花时，就会产生爆炸燃烧。 (2)储罐、管道或法兰渗漏，没有及时发现，导致甲醇或甲醛暴露在空气中，甲醇或甲醛蒸气遇明火燃烧爆炸。 安全防火间距不足 生产区域内或生产区域外建(构)筑物为有可能出现明火的场所，若建构筑物与生产区域内危险设施的间距不足，易造成火源与合适浓度的可燃性气体相遇，引发事故。另一方面，当一个设施设备出现火灾，若防火间距不足时，易诱发另一 个设施设备火灾;或当生产区域内发生火灾事故，若防火间距不足时，易诱发生产区域外建构筑物火灾，造成更大的损失。 该车间生产过程与储存过程中存在甲醇、甲醛、氢气等易燃易爆物质，该生产区域和储罐区域属于爆炸和火灾危险环境，在此区域内的电气设备如果不能满足防火防爆要求，可能会引起火灾爆炸事故。 电气线路老化、绝缘破损、短路、私拉乱接、超负荷用电、过载、接线不规范、发热、电器使用管理不当等易引起火灾。 雷击引起火灾。由于没有采取可靠的防雷措施，导致雷击直接击中储罐或装卸设施，或者在储罐或装卸设施上产生感应电荷积聚放电，都会导致甲醇、甲醛燃烧或甲醇、甲醛与空气混合气爆炸。 生产区域内建(构)筑物耐火等级达不到要求，一旦明火管理不当，用火失控，就容易导致火灾。2 容器爆炸在生产装置中存在压力容器，这些压力容器如果本身设计、安装存在缺陷;安全附件或安全防护装置存在缺陷或不齐全;在使用过程中如发生侵蚀、腐蚀、疲劳、蠕变等现象;未按规定由有资质的质检单位检验或办理安全准用证;人员误操作等原因，均有可能发生容器爆炸事故。3 中毒 甲醇对中枢神经系统有麻醉作用;对视神经和视网膜有特殊选择作用，引起病变;可致代谢性酸中毒。对粘膜、上呼吸道、眼睛和皮肤有强烈刺激性。接触其蒸气，引起结膜炎、角膜炎、鼻炎、支气管炎;重者发生喉痉挛、声门水肿和肺炎等。肺水肿较少见。对皮肤有原发性刺激和致敏作用，可致皮炎;浓溶液可引起皮肤凝固性坏死。口服灼伤口腔和消化道，可发生胃肠道穿孔，休克，肾和肝脏损害。因此在操作过程中，如防护措施不到位或无防护，有可能对人体造成甲醇中毒事故。 短时大量吸入甲醛会出现轻度眼上呼吸道刺激症状(口服有胃肠道刺激症状);经一段时间潜伏期后出现头痛、头晕、乏力、眩晕、酒醉感、意识朦胧、谵妄，甚至昏迷。视神经及视网膜病变，可有视物模糊、复视等，重者失明。代谢性酸中毒时出现二氧化碳结合力下降、呼吸加速等。因此在操作过程中，如防护措施不到位或无 防护，有可能对人体造成甲醛中毒事故。4 高处坠落该车间生产厂房为三层厂房，在二层以上的楼层作业，若防护栏杆设置不规范、防护栏杆腐蚀损坏等原因，在储罐上进行检修工作，防护措施不到位等原因，均有可能造成高处坠落事故。5 机械伤害各种泵的运转部位，如果没有设置防护罩等防护措施，人体触及运转部位，可能造成机械伤害事故。6 触电各带电设备若因防护措施不到位(如触电保护、漏电保护、短路保护、过载保护、绝缘、电气隔离、屏护、电气安全距离等方面不可靠)，均有可能造成人员触电。7 灼烫蒸汽管道或法兰连接处出现破损，使中压蒸汽喷出，可能喷至人体，造成人员高温灼烫事故。8 车辆伤害车间内行走的车辆，若车间内设施防护不当，易造成车辆冲撞装置内设施，另一方面也易对人员造成碰撞伤害。9 噪声项目中存在的罗茨风机、泵等，这些设备会产生噪声，噪声是一种物理危害因素，长期在高噪声的环境下工作，接触者的听力将受到损害，引起噪声耳聋，并妨碍 操作人员正常的感觉能力，使人烦躁不安，还会影响通讯，甚至成为诱发事故的原因。10 毒物长期接触低浓度甲醛可有轻度眼、鼻、咽喉刺激症状，皮肤干燥、皲裂、甲软化等。慢性影响：长期吸入低浓度甲醇，可能会导致神经衰弱综合征，植物神经功能失调，粘膜刺激，视力减退等，皮肤出现脱脂、皮炎等。
甲醇的生产，主要是合成法，尚有少量从木材干馏作为副产回收。合成的化学反应式为： H2 + CO → CH3OH 合成甲醇可以固体（如煤、焦炭）液体（如原油、重油、轻油）或气体（如天然气及其他可燃性气体）为原料，经造气净化（脱硫）变换，除去二氧化碳，配制成一定的合成气（一氧化碳和氢）。在不同的催化剂存在下，选用不同的工艺条件。单产甲醇（分高压法低压和中压法），或与合成氨联产甲醇（联醇法）。将合成后的粗甲醇，经预精馏脱除甲醚，精馏而得成品甲醇。高压法为BASF最先实现工业合成的方法，但因其能耗大，加工复杂，材质要求苛刻，产品中副产物多，今后将由ICI低压和中压法及Lurgi低压和中压法取代。
绿色化学又称环境无害化学、环境友好化学、清洁化学。绿色化学是设计研究没有或只有尽可能少的环境负作用，并在技术上、经济上可行的化学品和化学过程。包括原料和试剂在反应中的充分利用（原子经济性），它是实现化学污染防治的基本方法和科学手段，是一门从源头上阻止污染的化学，绿色化学适用各种化学领域。是用化学的技术和方法去减少或消灭那些对人类健康、社区安全、生态环境有害的原料、催化剂、溶剂、试剂和产物、副产物等的使用和产生。它是实现污染预防的基本的和重要的科学手段，包括许多化学领域，如合成、催化、工艺、分离和分析监测等。一、绿色化学是一种理念，它说明了化学对对环境的负面作用是可以避免的。绿色化学的理想在于不再使用有毒、有害的物质，不再产生废物，不再处理废物。它是一门从源头上阻止污染的化学。这种预防化学污染的新理念和新实践正日益被人们认识、接受和重视。绿色化学的最大特点在于它是在始端就采用实现污染预防的科学手段，因而过程和终端均为零排放或零污染。它研究污染的根源--污染的本质在哪里，它不是去对终端或过程污染进行控制或进行处理。绿色化学关注在现今科技手段和条件下能降低对人类健康和环境有负面影响的各个方面和各种类型的化学过程。绿色化学主张在通过化学转换获取新物质的过程中充分利用每个原子，具有"原子经济性"，因此它既能够充分利用资源，又能够实现防止污染。很明显，绿色化学要求负作用尽可能小，它是一种理念，是人们应该倾力追求的目标。要预防化学污染，最关键的问题应该是从小培养具有环境保护意识的人，学生最早系统地学习化学知识是在中等基础教育阶段，这就需要将绿色化学思想贯穿于中学化学教育的全过程中。把绿色化学融合于中学课程教材改革和课堂教学改革之中，使绿色化学成为中学化学教育的一个重要的组成部分，这是中学化学教育的崭新课题。要把绿色化学的理念贯穿到整个化学教育之中，首先，化学教育工作者要树立可持续发展的观念，绿色化学有利于保护人类赖以生存的环境、实现人类社会的可持续发展。其次，化学教育必须体现绿色化学的新内容，要在课程教材中体现绿色化学的理念，使绿色化学的思想和内容贯穿于从基础教育到高等教育的始终。教师在课堂教学、实验等方面，要始终贯彻绿色化学的思想;要让学生了解绿色化学，树立起绿色意识，培养学生从事绿色化学研究与开发的能力。从绿色化学的角度来看，中学化学中许多物质的制取反应、化学工艺等等都是值得讨论和重新考虑的。这给改革课堂教学、培养学生的创新精神和创新能力提供了良好的契机。绿色化学不但有重大的社会、环境和经济效益，而且说明化学的负面作用是可以避免的，显现了人的能动性。绿色化学体现了化学科学、技术与社会的相互联系和相互作用，是化学科学高度发展以及社会对化学科学发展的作用的产物，对化学本身而言是一个新阶段的到来。作为新世纪的一代，不但要有能力去发展新的、对环境更友好的化学，以防止化学污染；而且要让年轻的一代了解绿色化学、接受绿色化学、为绿色化学作出应有的贡献二、在化学实验教学中要渗透绿色化学的思想。化学实验教学不仅可以使学生观察到用语言难以表达清楚的清晰的实验现象，增强直观的感性认识，而且能培养学生观察、描述、分析问题和解决问题的能力。但实验必定会涉及到有害、有毒的物质，从某种意义上讲学校中环境污染主要来源于化学实验。因此，化学实验教学中要力求利用最少的实验药品，获得最佳的实验效果，最大限度的减少废弃物，提高学生的环境意识是非常必要的，也是切实可行的。如微型实验；封闭式一体化实验；利用实验～投影放大等多媒体手段实验教学。1、节约药品，最大限度减少污染源微型化学实验是在实验操作技术是以尽可能少的试剂来获取所需的化学信息的实验方法。它具有现象明显、效果良好、节约实验材料和时间、减少污染、安全、便于携带等优点。在微小型的仪器中，用尽可能少的试剂来进行实验(一般为常规量的十分之一至千分之一)。因为只有仪器微型化了，才能减少试剂在器皿上的附着量，同时还应尽可能减少中间产物的转移过程，以减少试剂在器皿上的附着。所以，微型化学实验不是常规实验的简单微缩，也不是对常规实验的补充，更不是与常规实验的对立，它是在绿色化学思想下用预防化学污染的新实验思想、新方法和新技术对常规实验进行改革和发展的必然结果。尽可能小剂量是微型化学实验的核心，它是没有终止的，是动态发展趋势，它使每一个化学工作者无论在何种实验条件中都在考虑：“为了保护环境，只要能达到实验目的，我能不能把实验技术、方法、仪器和设计等改革一下，使改革后的实验相对于改革前，尽可能少用一点试剂? ”“尽可能小剂量实验”是一种思维方向，为了追求新的“尽可能小剂量实验”，解放人们的思想，推动化学实验的不断改变，这是化学实验改革和发展的动力之一，是绿色化学思想在化学实验中的具体体现。在日常的化学实验教学中，怎样才能实现“尽可能小剂量实验”呢？请使用微型实验仪器。2、创新改进实验，减少环境污染在现行中学化学教材中，有些实验指明了药品浓度，有些实验没有指明了药品浓度。我对许多涉及药品浓度的实验探索和改进。既节约了药品、保证了实验效果，又减少了环境污染。1.指示剂浓度的减少，指示剂酚酞、石蕊等原浓度为％～％，经改进可减少到％～％，也可以相应减少酒精的用量。2.对苯酚性质，苯酚溶液浓度由2％降至％～ ％，溴水浓度也可降低为橙红（稍浓）。3.对定性检验剂硝酸银浓度改进，配制银氨溶液，硝酸银浓度、氨水浓度可由2％降为1％。一般离子检验，硝酸银浓度％就足够了。4.浓度对化学平衡的影响，硫氰酸钾、三氯化铁溶液的浓度可由降为，不变。这些改动实验药品的浓度都增强了实验效果。降低实验药品浓度的例子还很多，作为化学实验工作者，应具有绿色化学的思想，并指导日常工作，尽可能地降低实验药品浓度，减少药品的损耗，预防环境污染。“绿色化学”是当今社会提出的一个新概念。在“绿色化学工艺”中，理想状态是反应物中原子全部转化为欲制得的产物，即原子利用率为100％（原子经济性）。原子的利用率越高，意味着生产过程中废物的排放量越少，对环境的影响也越小。“绿色化学”是指从技术、经济上设计出可行的化学反应，尽可能减少对环境的负作用。20世纪90年代初，国际上提出了“预防污染”这一新概念。绿色化学是“预防污染”的根本手段，它的目标是研究和寻找能充分利用的无毒害原材料，最大限度地节约能源，在化工生产各环节都实现净化和无污染的反应途径。绿色化学是“预防污染”的根本手段，而对污染物的处理，最根本的方法就是杜绝污染源。关于化工厂的选址，应充分考虑环境问题，要符合“省资源、节能源，省污染，减成本”的绿色化学要求。
当今，化学的发展非常迅速。在20世纪发现和人工合成的化合物的种类是2285万多种，是此之前发现的所有化合物总数的41倍强。但“化学家太谦虚”，20世纪化学取得的辉煌成就，并未获得社会应有的认可。1 化学所面临的挑战 化学的形象正在被与其交叉的学科的巨大成功所埋没化学是一门中心科学，化学与生命、材料等八大朝阳科学有非常密切的联系，产生了许多重要的交叉学科，但化学作为中心学科的形象反而被其交叉学科的巨大成就所埋没。化学这门重要的中心科学（central science）反而被社会看作是伴娘科学（bridesmaid science）而不受重视。 化学正被各种各样的环境污染问题所困扰 化学的发展在不断促进人类进步的同时，在客观上使环境污染成为可能，但是起决定性的是人的因素，最终要靠人们的认识不断提升来解决这个问题。一些著名的环境事件多数与化学有关，诸如臭氧层空洞、白色污染、酸雨和水体富营养化等；另一方面把所有的环境问题都归结为化学的原因，显然是不公平的，比如森林锐减、沙尘暴和煤的燃烧等。这当然与化学没有树立好自己的品牌有关系，在最早的化学工艺流程里面，根本没有把废气和废渣的处理纳入考虑范围，因此很多化学工艺都是会带来环境污染的。现在，有些人把化学和化工当成了污染源。人们开始厌恶化学，进而对化学产生了莫名其妙的恐惧心理，结果造成凡是有“人工添加剂”的食品都不受欢迎，有些化妆品厂家也反复强调本产品不含有任何“化学物质”。事实上，这些是对化学的偏见，监测、分析和治理环境的却恰恰是化学家。2 绿色化学是应对挑战的必然 科学不但要认识世界和改造世界，还要保护世界。化学也如此，为了应对化学所面临的挑战，提倡绿色化学是刻不容缓。 绿色化学的概念绿色化学又称环境无害化学、环境友好化学或清洁化学，是指化学反应和过程以“原子经济性”为基本原则,即在获取新物质的化学反应中充分利用参与反应的每个原料原子，在始端就采用实现污染预防的科学手段，因而过程和终端均为零排放和零污染，是一门从源头阻止污染的化学。绿色化学不同于环境保护，绿色化学不是被动地治理环境污染，而是主动的防止化学污染，从而在根本上切断污染源，所以绿色化学是更高层次的环境友好化学。绿色化学的产生及其背景当今，可持续发展观是世人普遍认同的发展观。它强调人口、经济、社会、环境和资源的协调发展，既要发展经济，又要保护自然资源和环境，使子孙后代能永续发展。绿色化学正是基于人与自然和谐发展的可持续发展理论。在1984年，美国环保局(EPA)提出“废物最小化”，这是绿色化学的最初思想。1989年，美国环保局又提出了“污染预防”的概念。 1990年，美联邦政府通过了“防止污染行动”的法令,将污染的防止确立为国策,该法案条文中第一次出现了“绿色化学”一词。1992年，美国环保局又发布了“污染预防战略”。1995年，美国政府设立了“总统绿色化学挑战奖”。1999年英国皇家化学会创办了第一份国际性《绿色化学》杂志，标志着绿色化学的正式产生。我国也紧跟世界化学发展的前沿，在1995年，中国科学院化学部确定了《绿色化学与技术》的院士咨询课题。 绿色化学的核心内容原子经济性是绿色化学的核心内容，这一概念最早是1991年美国Stanford大学的著名有机化学家Trost（为此他曾获得了1998年度的“总统绿色化学挑战奖”的学术奖）提出的，即原料分子中究竟有百分之几的原子转化成了产物。理想的原子经济反应是原料分子中的原子百分之百地转变成产物，不产生副产物或废物，实现废物的“零排放”。他用原子利用率衡量反应的原子经济性，认为高效的有机合成应最大限度地利用原料分子的每一个原子，使之结合到目标分子中。绿色化学的原子经济性的反应有两个显著优点：一是最大限度地利用了原料，二是最大限度地减少了废物的排放。原子利用率的表达式是： 原子利用率= （预期产物的式量/反应物质的式量之和）×100% 如无公害氧化剂过氧化氢的制备可采用乙基蒽醌法，即由氢和氧在2-乙基蒽醌和Pd为催化剂作用下直接合成，2-乙基蒽醌复出并可循环使用。此反应原子利用率为100%，体现了原子经济性，减少废物的生成和排放,是典型的零排放例子。 绿色化学的12项原则和5R原则为了简述了绿色化学的主要观点，和曾提出绿色化学的12项原则，这12项原则对我们今后从事绿色化学的研究具有一定的指导作用。Ⅰ．防止——防止产生废弃物要比产生后再去处理和净化好得多。 Ⅱ．讲原子经济——应该设计这样的合成程序，使反应过程中所用的物料能最大限度地进到终极产物中。 Ⅲ．较少有危害性的合成反应出现——无论如何要使用可以行得通的方法，使得设计合成程序只选用或产出对人体或环境毒性很小最好无毒的物质。 Ⅳ．设计要使所生成的化学产品是安全的——设计化学反应的生成物不仅具有所需的性能，还应具有最小的毒性。 Ⅴ．溶剂和辅料是较安全的——尽量不同辅料（如溶剂或析出剂）当不得已使用时，尽可能应是无害的。 Ⅵ．设计中能量的使用要讲效率——尽可能降低化学过程所需能量，还应考虑对环境和经济的效益。合成程序尽可能在大气环境的温度和压强下进行。 Ⅶ．用可以回收的原料——只要技术上、经济上是可行的，原料应能回收而不是使之变坏。Ⅷ．尽量减少派生物——应尽可能避免或减少多余的衍生反应（用于保护基团或取消保护和短暂改变物理、化学过程），因为进行这些步骤需添加一些反应物同时也会产生废弃物。 Ⅸ．催化作用——催化剂（尽可能是具选择性的）比符合化学计量数的反应物更占优势。 Ⅹ．要设计降解——按设计生产的生成物，当其有效作用完成后，可以分解为无害的降解产物，在环境中不继续存在。 Ⅺ．防止污染进程能进行实时分析——需要不断发展分析方法，在实时分析、进程中监测，特别是对形成危害物质的控制上。 Ⅻ．特别是从化学反应的安全上防止事故发生——在化学过程中，反应物（包括其特定形态）的选择应着眼于使包括释放、爆炸、着火等化学事故的可能性降至最低。 为了更明确的表述绿色化学在资源使用上的要求，人们又提出了5R理论：Ⅰ．减量——Reduction 减量是从省资源少污染角度提出的。减少用量、在保护产量的情况下如何减少用量，有效途径之一是提高转化率、减少损失率。②减少“三废”排放量。主要是减少废气、废水及废弃物（副产物）排放量，必须排放标准以下。Ⅱ．重复使用——Reuse 重复使用这是降低成本和减废的需要。诸如化学工业过程中的催化剂、载体等，从一开始就应考虑有重复使用的设计。Ⅲ．回收——Recycling 回收主要包括：回收未反应的原料、副产物、助溶剂、催化剂、稳定剂等非反应试剂。 Ⅵ．再生——Regeneration 再生是变废为宝，节省资源、能源，减少污染的有效途径。它要求化工产品生产在工艺设计中应考虑到有关原材料的再生利用。 Ⅴ．拒用——Rejection 拒绝使用是杜绝污染的最根本办法，它是指对一些无法替代，又无法回收、再生和重复使用的毒副作用、污染作用明显的原料，拒绝在化学过程中使用。3 绿色化学的发展前景反应原料的绿色化 即反应原料符合5R原则。原子经济性反应 在基本有机原料的生产中，已有一些原子经济性反应的典范，如丙烯氢甲酰化制丁醛、甲醇羰化制醋酸和从丁二烯和氢氰酸合成己二腈等。高效合成法 不涉及分离高效的的多步合成无疑是洁净技术的重要组成部分。.提高反应的选择性———定向合成 如不对称合成。.环境友好催化剂 例如在正己烷的裂解反应中，固体酸SiO2-AlCl3比普通AlCl3具有更好的选择性，更小的腐蚀性。.物理方法促进化学反应 如微波引发和促进Diels Alder反应、Claisen重排、缩合等许多重要的有机反应。.酶促有机化学反应 酶促有机化学反应有高效性、选择性、反应条件温和和自身对环境友好等特点。溶剂 化学污染不仅来源于原料和产品,而且与反应介质、分离和配方中使用的溶剂有关,有毒挥发性溶剂替代品的研究是绿色化学的重要研究方向。如超临界流体、水相有机合成和室温熔盐溶剂等。.计算机辅助绿色化学设计和模拟 在化学化工领域,计算机已广泛用于构效分析、结构解析、反应性预测、故障诊断及控制等许多方面。无疑,计算机在寻找符合绿色化学原则的最佳反应路线、化工过程最优化、产品设计等方面推动了绿色化学的更快发展。环境友好产品 如可降解塑料、环境友好农药、绿色燃料、绿色涂料和CFCs替代物等。绿色化学为化学的发展注入了新的活力，在21世纪化学必将大有可为。浅谈绿色化学摘 要 建立绿色化学的根本目的是从节约资源和防止污染的观点出发，重新审视和改革传统化学，从而使我们对环境的治理可以从治标转向治本。为此，工业、农业、日常生活等采用无毒、无害并可循环使用的物料，化学反应的绿色化，是从“本”治理环境污染的重要途径。当今，化学的发展非常迅速。在20世纪发现和人工合成的化合物的种类是2285万多种，是此之前发现的所有化合物总数的41倍强。但“化学家太谦虚”，20世纪化学取得的辉煌成就，并未获得社会应有的认可。关键词 绿色化学 环境保护 生物技术 前言 人类正面临有史以来最严重的环境危机，由于人口急剧的增加，资源的消耗日益扩大，人均耕地、淡水和矿产等资源占有量逐渐减少，人口与资源的矛盾越来越尖锐；环保问题就成为经济与社会发展的重要问题之一。作为国民经济支柱产业之一的化学工业及相关产业，在为创造人类的物质文明作出重要贡献的同时，在生产活动中不断排放出大量有毒物质，化学工业也为环境和人类的健康带来一定的危害。发达国家对环境的治理，已开始从治标，即从末端治理污染转向治本，即开发清洁工业技术，消减污染源头，生产环境友好产品。“绿色技术”已成为21世纪化工技术与化学研究的热点和重要科技前沿。 化学可以粗略地看作是研究从一种物质向另一种物质转化的科学。传统的化学虽然可以得到人类需要的新物质，但是在许多场合中却既未有效地利用资源，又产生大量排放物，造成严重的环境污染。绿色化学则是更高层次的化学，它的主要特点是“原子经济性”，即在获得物质的转化过程中充分利用每个原料原子，实现“零排放”，因此既可以充分利用资源，又不产生污染。传统化学向绿色化学的转变可以看作是化学从“粗放型”向“集约型”的转变。绿色化学可以变废为宝，可使经济效益大幅度提高。绿色化学已在全世界兴起，它对我国这样新兴的发展中国家更是一个难得的机遇。1 采用无毒、无害并可循环使用的新物料 原料选择 工业化的发展为人类提供了许多新物料，它们在不断改善人类物质生活的同时，也带来大量生活废物，使人类的生活环境迅速恶化。为了既不降低人类的生活水平，又不破坏环境，我们必须研制并采用对环境无毒无害又可循环使用的新物料。 以塑料为例，据统计，到1989年美国在包装上使用的塑料就超过亿kg（20世纪90年代数量进一步上升），打开包装后即被抛弃，这些塑料废物破坏环境是我们面临的一大问题：掩埋它们将永久留在土地里中；焚烧它们会放出剧毒。 我国也大量使用塑料包装，而且在农村还广泛地使用塑料大棚和地膜，造成的“白色污染”也越来越严重。解决这个问题的根本出路在于研制可以自然分解或生物降解的新型塑料，目前国际上已有一些成功的方法，例如：光降解塑料和生物降解塑料。前者已经投入生产。光生物双降解塑料研究是我国“八五”科技攻关的一个重大项目，已取得一些进展。 溶剂的选择 大量的与化学制造相关的污染问题不仅来源于原料和产品，而且源自在其制造过程中使用的物质。最常见的是在反应介质，分离和配方中所用的溶剂。在传统的有机反应中，有机溶剂是最常用的反应介质，这主要是因为它们能较好地溶解有机化合物。但有机溶剂的毒性和难以回收又使之成为对环境有害的因素。因此，在无溶剂存在下进行的有机反应，用水作反应介质，以及超临界流体作反应介质或萃取溶剂将成为发展洁净合成的重要途径。 固相反应 固相化学反应实际上是在无溶剂化作用的新颖化学环境下进行的反应，有时可比溶液反应更为有效并达到更好的选择性。它是避免使用挥发性溶剂的一个研究动向。 以水为溶剂的反应 由于大多数有机化合物在水中的溶解性差，而且许多试剂在水中会分解，因此一般避免用水作反应介质。但水作为反应溶剂有其独特的优越性，因为水是地球上自然丰度最高的“溶剂”，价廉、无毒、不危害环境。此外水溶剂特有的疏水效用对一些重要有机转化是十分有益的，有时可提高反应速率和选择性，更何况生命体内的化学反应大多是在水中进行的。水相有机合成在有机金属类反应，水相Lewis酸催化的反应现都已取得较大进展。因此在某些有机化学反应中，开发利用以水作溶剂是大有可为的。 超临界流体作为有机溶剂 超临界流体是指超临界温度及超临界压力下的流体，是一种介于气态与液态之间的流体。在无毒无害溶剂的研究中，最活跃的研究项目是开发超临界流体（SCF），特别是超临界CO2作溶剂。超临界CO2是指温度和压力在其临界点（℃，7 ）以上的CO2流体。它通常具有流体的密度，因而有常规常态溶剂的溶解度；在相同条件下，它又具有气体的粘度，因而又具有很高的传质速度。而且，由于具有很大的可压缩性，流体的密度，溶剂溶解度和粘度等性能可由压力和温度的变化来调节。其最大优点是无毒、不可燃、价廉等。 催化剂的选择 许多传统的有机反应用到酸、碱液体催化剂。如烃类的烷基化反应一般使用氢氟酸、硫酸、三氯化铝等液体酸做催化剂，这些液体酸催化剂的共同缺点是：对设备腐蚀严重，对人身危害和产生废渣污染环境。为了保护环境，多年来人们从分子筛、杂多酸、超强酸等新催化材料入手，大力开发固体酸做为烷基催化剂。其中采用新型分子筛催化剂的乙苯液相烃化技术较为成熟，这种催化剂选择性高，乙苯收率超过，而且催化剂寿命长。 2 化学反应的绿色化 为了节约资源和减少污染，合成效率成了当今合成方法学研究中关注的焦点。合成效率包括两方面，一是选择性（化学、区域、非对映体和对映体选择性），另一个就是原子经济性，即原料分子中究竟有百分之几的原子转化为产物，理想的原子经济反应是原料分子中的原子百分之百的转变为产物，不产生副产物或废弃物，实现废物的“零排放”。为此，化学化工工作者在设计合成路线时，要减少“中转”、增加“直快”、“特快”，更加经济合理地利用原料分子中的每一个原子，减少中间产物的形成，少用或不用保护基或离去基，避免副产物或废弃物的产生。实现原子经济反应的有效手段很多，在些不作赘述。 3 生物技术的应用 生物科学是当代科学的前沿。生物技术是世界范围内新技术革命的重要组成部分，生物化工是21世纪最具有发展潜力的产业之一，它将成为创造巨大社会财富的重要产业体系。采用生物技术已在能源、采油、采矿、肥料、农药、蛋白质、聚合物、表面活性剂、催化剂、基本有机化工原料、精细化学品的制造等方面得到广泛应用。从发展绿色化学的角度出发，它最大的特点和魅力就在节约能源和易于实现无污染生产而且可以实现用一般化工技术难以实现的化工过程，其产品常常又具有特殊性能。因此，生物技术的研究和应用倍受青睐。 绿色化学是人类的一项重要战略任务。绿色化学的根本目的是从节约资源和防止污染的观点来重新审视和改革传统化学，从而使我们对环境的治理可以从治标中转向治本。绿色化学的发展不仅将对环境保护产生重大影响，而且将为我国的企业与国际接轨创造条件。 参考文献1. 朱清时. 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