传统甲醇合成采用气相工艺，不足之处是原料单程转化率低、合成气净化成本高、能耗高。相比之下，液相合成由于使用了比热容高、导热系数大的长链烷烃化合物作反应介质，可使甲醇合成在等温条件下进行。通常液相合成采用的催化体系有过渡金属的阳离子盐、碱金属(或碱土金属)的醇盐及溶剂组成。
由美国能源部、电力研究院、空气产品公司(APC)、Chem Systems等公司共同开发的LPMEOH工艺，己由Eastman和APC两公司合作于1997年在美国Kingsport建成了8万加仑/d甲醇装置。该装置采用浆态床反应器，并由3台反应器串联而成，反应结果见表2。目前制约该工艺工业化的因素是催化剂随时间增长活性会迅速下降，所以必须寻找出一种更高效而长寿命催化剂。
表2 液相合成甲醇的操作条件和反应结果
| 项目 | 合成塔1 | 合成塔2 | 合成塔3 |
| 直径(m) | 4.55 | 3.84 | 3.10 |
| L/D | 4.5 | 5.2 | 5.8 |
| 空速[L.(h.lg cot)-1] | 10000 | 10000 | 10000 |
| 操作压力(MPa) | 10.68 | 10.27 | 9.65 |
| 操作温度(℃) | 250 | 250 | 250 |
| XCO(%) | 63.9 | 61.6 | 53.9 |
| XCO2(%) | 0 | 4.76 | 8.70 |
| 循环 | 无 | 有 | 有 |
| 甲醇组份额 | 60 | 28 | 12 |
1.5 新原料路线
以CO2为原料合成甲醇是一项热门研究课题，Topsφe开发的CO2合成甲醇工艺已完成中试验证。
Lurgi开发的Camere工艺，以CO2和H2为原料，采用Sud Chemie的CuO-ZnO-ZrO3-GaO3催化剂，其最大特点是将水煤气变换反应器与甲醇成应器组合在一起，从而克服了CO2转化率低的缺陷。不过以CO2为原料的甲醇合成工艺只有在可获得大量廉价的纯CO2地区才具有经济性。
由甲烷直接制甲醇是近百年来人们关注热点。最近UOP公司与美国国立标准化和技术研究院(NIST)正在共同开发一种新的过氧化物催化剂，并用液相法制甲醇。过程包括两个步骤；第一步用一种有机过氧化物来活化金属催化剂：第二步在活化后的催化剂上将甲烷转化为甲醇。过程所用温度和压力都较低，因而工厂设计可简化，安全性也增加。目前制约该工艺工业化的因素也是催化剂，即需要寻找出一种效率相当高，甲醇选择性在90%，收率在20%以上的催化剂。
另外，加拿大Technology Convergence公司(TCI)正在开发一种绿色甲醇工艺。该工艺分3步进行，即：电解水生成H2和O2；部分氧化反应将O2和天然气反应生成合成气：合成气制甲醇。该工艺关键取决于电价的高低。据称，该工艺最大优点是减少CO2的排放。传统甲醇生产工艺中，1000t甲醇排放CO2是为300t，而该工艺仅60-120t。
1.6 高效甲醇合成催化剂
Sud Chemie采用高通量筛选技术(HTE)正在开发一种牌号为C79-7GL铜基催化剂。由于具有较小的铜晶粒、较高的铜比表面积和高分散铜粒，其活性至少为传统甲醇合成催化剂的120%，而且具有非常好的低温活性和选择性。在超大型甲醇装置的性能预则试验表明，碳效率达到89%，使用数月后仍接近98%，使用寿命可达5年，预计每m3催化剂上累计可产甲醇3.5万t。C79-7GL在阿根廷1210t/d和德国、南非甲醇装置使用后，将用于特立尼达Atlas建设的5000t/d超大型甲醇装置。
2 国外甲醇供需及预测
据Nexant Chem Systems公司的最新统计，全球2004年甲醇生产能力为4226.5万t/a。2001年至2004年全球主要地区甲醇消费构成见表3。
表3
| | 2001年 | 2002年 | 2003年 | 2004年 |
| 按用途分 | | | | |
| 甲醛 | 940(31) | 970(32) | 1010(32) | 1050(33) |
| MTBE | 830(28) | 810(26) | 780(25) | 760(22) |
| (其中美国) | 470(16) | 430(14) | 340(11) | 270(8) |
| 醋酸 | 270(9) | 290(9) | 300(10) | 310(10) |
| MMA | 90(3) | 90(3) | 100(3) | 100(3) |
| 其它 | 880(29) | 900(29) | 930(30) | 970(30) |
| 需求合计 | 3020(100) | 3060(100) | 3110(100) | 3180(100) |
| 按地区分 | | | | |
| 亚洲 | 920(30) | 940(31) | 990(32) | 1040(33) |
| 北美 | 1000(33) | 1000(33) | 980(31) | 970(30) |
| 西欧 | 630(21) | 640(21) | 650(21) | 670(21) |
| 其它 | 470(16) | 480(16) | 490(16) | 500(16) |
| 需求合计 | 3020(100) | 3060(100) | 3110(100) | 3180(100) |
预计2010年和2015甲醇需求量将分别达4018.2万t和5044.0万t。由于MTO和MTP工艺的工业化，全球将有1%甲醇用于烯烃生产，从而为替代石油和乙烷等裂解原料方面开始发挥作用。
3 我国甲醇工业发展前景
截止2004年底，我国甲醇产能已达740万t/a，117家生产企业共生产甲醇440.65万t/a生产甲醇，2005年1-9月甲醇量达393.22万t，因此增长22.2%，进口量99.1万t，因此下降3.1%，与此同时，我国甲醇生产技术也取得了长足的进步。
目前我国甲醇原料仍以煤为主，约占总产能的77%，天然气、乙炔、重油分别占10.3%、3.4%和9.3%，所以开发水煤浆气化技术至关重要。在引进技术消化吸取基础上，华东理工大学，兖矿鲁南化肥厂、中国天辰化学工程公司共同完成了“新型的(喷嘴对置)水煤浆气化炉”开发，形成了工艺化，2台1150t/a工业示范气化炉装置已于2005年上半年竣工投产。运行结果还表明，碳转化率高于Texaco工艺，氧耗也低于Texaco工艺，煤耗则低于Texaco和Shell(干粉煤气化)工艺，详见表4。由于设备的国产化，使装置投资费比shell工艺节省3600万元。
表4 三种煤气化的工艺消耗指标比较
| 项目 | 碳转化率(%) | 比氧耗(标m3氧)/1000Nm3(CO+H2) | 煤耗(kg煤/1000m3)(CO+H2) |
| Shell粉煤气化 | 99 | 330 | 588 |
| 新型水煤浆加压气化 | 98 | 380 | 550 |
| Texcaco水煤浆气化 | 95 | 410 | 640 |
在合成甲醇催化剂方面，西南化工研究院开发的XNC-98，其性能已超过ICI51-7水平，详见表5。
表5 XNC-98与国内外同类催化剂性能比较
| 催化剂牌号 | 相对时空收率 | |||
| 210℃ | 230℃ | 250℃ | 270℃ | |
| XNC-98 | 1.00 | 1.00 | 1.00 | 1.00 |
| ICI-7 | 0.86 | 0.96 | 0.98 | 1.00 |
| MK-101 | 0.88 | 0.91 | 0.96 | 0.95 |
| ICI-51 | 0.80 | 0.87 | 0.88 | 0.93 |
| C79-05-GL | 0.70 | 0.76 | 0.85 | 0.94 |
| G | 0.76 | 0.80 | 0.89 | 0.94 |
在大型甲醇合成反应器开发方面，林达化工技术工程有限公司开发的JW低温合成塔已有7套总产能为30万t/a投入运行。30万t/a和60万t/a反应器也将分别为大连大化集团和山西晋城所采用。华南理工大学开发绝热-管壳复合型合成反应器也已在多套10万t/a和20万t/a装置上使用。
由于我国甲醇装置规模相对较小，因而在原料消耗，能耗和生产成本方面与世界先进水平仍有一定差距，详见表6。
表6 国内外甲醇装置消耗指标比较
| 建厂地点 | 美国 | 中东 | 中国市场 | 四川江油 | 上海焦化 |
| 规模(kt/a) | 850 | 850 | 100 | 100 | 100 |
| 原料 | 天然气 | 天然气 | 天然气 | 天然气 | 煤 |
| 原料价格 | 6美元/MMBtn | 0.5美元/mmbMMBtn | 0.62元/m3 | 0.60元/m3 | 320元/t |
| 原料单耗 | 864m3 | 864m3 | 1100m3 | 1064m3 | 1.40/t |
| 生产成本 | 143美元 | 73美元 | 1350元 | 1127元 | 1370元 |
| 综合能耗(GJ/t) | 30 | 30 | 38 | 36 | 33.5 |
未来我国甲醇工业将进入大发展时期。据中国氮肥工业协会的统计，包括135.9万t在进口量2004年我国甲醇消费量达576.5万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，由于甲醇汽油消费量的增长，MTO和MTP即将进入工业化规模，一大批大型甲醇装置正在建设之中。目前已获批准，并正在建设产能为171.0万t/a；已获批准、尚未建设的有197万t/a；而规划中的55家企业总产能竞高达2960万t/a。对此，一些专家认为当前如此大规模地发展甲醇工业应值得有关方面深思。
目前不少在建和拟建装置，实际是急于将煤转化为甲醇，至于甲醇下游衍生物还在调研之中。有些甲醇项目将希望寄于燃料甲醇和制烯烃原料。然而燃料甲醇在国内是否会大规模推广，并用以替代汽油，至今尚未取得共识。而且在技术上还有些问题待解决。甲醇制烯烃的MTO工艺，目前世界仅有UOP的90t/a模试装置的数据，是否能放大到数十万t级规模还需验证。而且即使技术可行，以现有煤价或天然气价格来生产烯烃在经济上的可行性也在研究中。所以，笔者认为面对“甲醇热”，我们多少要保持冷静，尤其是建超大规模的甲醇装置应该持谨慎态度。
