甲醇的技术生产路线
国际可再生能源署建议按生产过程中碳排放强度由高到低将工业上生产的甲醇分为四种类型，分别为棕色/黑色甲醇、灰色甲醇、蓝色甲醇和绿色甲醇，对应于生产甲醇的原材料分别是煤、天然气、蓝氢和二氧化碳（或绿氢和不可再生二氧化碳）及生物质/可再生二氧化碳和绿氢。
1、棕色/黑色甲醇
棕色/黑色甲醇是指以煤为原料生产的甲醇。技术路线如下：
煤气化
水煤浆气化：将原料煤与水混合制成水煤浆，与氧气一同通过烧嘴喷入气化炉，在高温、高压下发生部分氧化反应，生成以一氧化碳和氢气为主要成分的粗合成气。
干粉煤气化：把经过干燥、研磨后的煤粉，用高压氮气或二氧化碳等作为载气，通过特殊的给料系统送入气化炉，与氧气在高温、高压下反应生成合成气。
变换
将煤气化得到的合成气中的一氧化碳与水蒸气在催化剂作用下发生变换反应，生成氢气和二氧化碳，调整合成气中氢气与一氧化碳的比例，满足甲醇合成的要求。
净化
脱硫：采用物理或化学方法脱除合成气中的硫化物，防止其对后续甲醇合成催化剂造成中毒失活，常用的有低温甲醇洗、NHD脱硫等方法。
脱碳：脱除合成气中的二氧化碳，以满足甲醇合成气的组成要求，常用的有热钾碱法、MDEA法等。
甲醇合成
净化后的合成气进入甲醇合成反应器，在一定温度、压力和催化剂作用下，一氧化碳、二氧化碳与氢气发生反应生成甲醇，主反应为CO + 2H2 = CH3OH、CO2 + 3H2 = CH3OH + H2O。
甲醇精馏
甲醇合成反应得到的产物是含有甲醇、水及少量杂质的粗甲醇，通过精馏操作进行分离和提纯。常见的有两塔精馏流程和三塔精馏流程，利用各组分沸点不同，在精馏塔中多次气液传质，最终得到高纯度的精甲醇产品。
2、灰色甲醇
灰色甲醇是指以天然气为原料生产的甲醇。技术路线如下：
天然气脱硫
采用钴-钼加氢和氧化锌床串联工艺等，脱除天然气中的有机硫和无机硫，避免后续转化和合成过程中催化剂中毒。
转化反应
蒸汽转化法：在镍基催化剂作用下，天然气与水蒸气在高温（700-900℃）、中压（2.5-4.0MPa）条件下发生反应，生成以一氧化碳、二氧化碳和氢气为主要成分的合成气，主要反应为CH4 + H2O = CO + 3H2、CH4 + 2H2O = CO2 + 4H2。
部分氧化法：天然气与氧气在高温、高压下部分燃烧，使甲烷等烃类转化为合成气，反应无需外部供热，但需要精确控制氧气与天然气的比例。
合成气净化
脱硫：进一步脱除合成气中残留的硫化物，常用低温甲醇洗等方法，确保硫含量满足甲醇合成催化剂要求。
脱碳：根据合成气组成，采用热钾碱法、MDEA法等脱除二氧化碳，调整氢碳比。
甲醇合成
净化后的合成气进入甲醇合成塔，在铜基催化剂作用下，在230-270℃、5-10MPa压力条件下，一氧化碳、二氧化碳与氢气反应生成甲醇。主要反应有CO + 2H2 = CH3OH、CO2 + 3H2 = CH3OH + H2O。
甲醇精馏
合成得到的粗甲醇含有水、二甲醚等杂质，通过精馏操作进行分离提纯。通常采用两塔精馏或三塔精馏流程，利用各组分沸点不同，在精馏塔中多次气液传质，得到高纯度的精甲醇产品。
3、蓝色甲醇
蓝色甲醇是指在传统工艺基础上采用碳捕集和碳存储技术所制出的甲醇。蓝色甲醇的技术路线主要有蓝氢+（可再生或不可再生）CO2制甲醇、绿氢+不可再生CO2制甲醇。具体如下：
蓝氢+（可再生或不可再生）CO2制甲醇
蓝氢制取：以天然气为原料，采用蒸汽甲烷重整（SMR）或自热重整（ATR）等工艺，与水蒸气在镍基催化剂作用下反应生成合成气，主要反应为CH4 + H2O = CO + 3H2，同时利用碳捕集与封存（CCS）技术，将反应过程中产生的二氧化碳进行捕获和封存，得到低排放的蓝氢。
二氧化碳获取：可从工业排放源捕集，如发电厂、水泥厂、钢铁厂等的尾气中通过化学吸收、物理吸附等方法捕集二氧化碳，也可从大气中直接捕获二氧化碳，但目前成本较高。
甲醇合成：将制取的蓝氢与捕集的二氧化碳按照一定比例混合，在催化剂作用下发生反应合成甲醇，主要反应为CO2 + 3H2 = CH3OH + H2O，反应后的产物经气体分离、精馏等单元操作，得到高纯度的蓝色甲醇产品。
绿氢+不可再生CO2制甲醇
绿氢制取：利用可再生能源，如太阳能、风能、水能等产生的电能，通过电解水的方式制取氢气，此过程几乎不产生碳排放。
二氧化碳来源：与上述蓝氢路线类似，从工业尾气等不可再生的二氧化碳排放源中捕集。
甲醇合成及后续处理：将绿氢与捕集的不可再生二氧化碳送入甲醇合成反应器，在合适的催化剂和反应条件下合成甲醇，再经分离、精馏等操作得到蓝色甲醇产品。
4、绿色甲醇
绿色甲醇指基于生物质、绿氢、二氧化碳等可再生能源制备的甲醇。绿色甲醇技术路线有电制甲醇、生物质气化制甲醇、生物质耦合绿氢制甲醇、生物质制甲烷制甲醇。
电制甲醇（二氧化碳加氢制甲醇）
二氧化碳捕集：运用化学吸收法、物理吸收法、膜分离法和低温分离法等技术，从工业尾气或大气中捕集二氧化碳。
氢气制备：采用电解水等方法制取氢气，利用可再生能源产生的电能分解水，得到绿色氢气。
甲醇合成：将捕集的二氧化碳和制取的氢气，在催化剂作用下，通过气相法或液相法进行反应，生成甲醇。
生物质制甲醇（生物质气化制甲醇、生物质耦合绿氢制甲醇、生物质制甲烷制甲醇）
生物质预处理：运用物理法、化学法和生物法等技术进行处理，物理法包括破碎、筛分、干燥等，化学法通过酸解、碱解等将生物质转化为小分子化合物，生物法利用微生物代谢作用将生物质转化为可发酵的糖类物质。
发酵或气化：发酵法利用微生物将生物质转化为乙醇等有机物质，再通过化学反应转化为甲醇。气化法则是将生物质在高温下与气化剂反应，生成合成气。
合成气净化和甲醇合成：通过净化去除合成气中的杂质，再在催化剂的作用下将其转化为甲醇。
