合成气生产甲醇工艺流程图
甲醇生产工艺流程图
甲醇生产工艺流程图甲醇是一种重要的有机化合物，广泛应用于化工、医药和能源领域。
下面将介绍甲醇的生产工艺流程图及相关说明。
生产工艺流程图以下是甲醇生产的典型工艺流程图：1.原料准备：甲醇生产的主要原料是天然气和水。
2.蒸汽重整：天然气中的甲烷经过蒸汽重整反应产生合成气（一氧化碳和氢气）。
3.合成气净化：合成气通过净化设备去除杂质，保证反应的纯度。
4.合成反应：合成气在催化剂的作用下进行甲醇合成反应。
5.甲醇提取：从反应产物中提取和纯化甲醇，得到甲醇成品。
工艺步骤详解原料准备甲醇生产的原料主要是天然气和水。
天然气中的甲烷是甲醇的主要来源，通过气化反应转化为合成气。
蒸汽重整在蒸汽重整反应中，甲烷与蒸汽在高温高压条件下反应，生成一氧化碳和氢气。
这是甲醇合成反应的前驱步骤。
合成气净化合成气中可能含有二氧化碳、硫化氢等杂质，需要通过净化设备进行处理，以保证催化剂的稳定性和反应效果。
合成反应合成气在催化剂的作用下进行甲醇合成反应，生成甲醇。
合成气中的一氧化碳和氢气在特定温度下通过多级反应生成甲醇。
甲醇提取从反应产物中提取和纯化甲醇，通常采用蒸馏和结晶等工艺进行提纯，得到符合工业标准的甲醇产品。
结论甲醇生产工艺是一个复杂的过程，需要经过多个步骤的精心设计和操作才能获得高质量的产品。
通过合理控制反应条件、提高催化剂的活性和选择合适的分离工艺，可以提高甲醇生产效率和产品质量，满足不同需求。
以上是关于甲醇生产工艺流程图的介绍，希望能给您带来一些帮助和启发。
甲醇的合成PPT课件
甲醇用途
(1)甲醇是一种用途广泛的有机化工产品,在农药、 医药、染料、香料、涂料等生产中都需要甲醇 作为原料或溶剂。甲醇作为有机产品在世界范 围内其产量仅次于乙烯、丙烯及纯苯等基础原 料，是基本的有机化工原料。
(2) 甲醇在世界范围内最大的用途是作为生产甲 基丁基醚（MTBE）的原料，甲醛和醋酸也占 有一定的比例。
•6
反应特点及催化剂
反应特点：甲醇合成反应是在有催化剂存在的 一个体积缩小的、可逆的、伴有多种副反应发 生的放热反应。
催化剂：铜基催化剂 主要成分：CuO、ZnO、AL2O3,其中有活性的
是铜，必须还原后使用。 还原方程式为： CuO+H2=Cu+H2O
•7
甲醇合成技术
气相法：气相法甲醇生产过程由于温度控制、床层温升 和换热的限制，合成气的单程转化率低，出口甲醇质 量分数较小，循环量大，经济性难以令人满意。
•4
甲醇合成工艺原理
甲醇的化学式：CH3OH 甲醇合成反应是一个放热反应，化学反应方程式如下 主反应：
CO+2H2→CH3OH +102.5kJ/mol CO2+3H2→CH3OH+H2O+59.6kJ/mol CO+H2O→CO2+H2+41.19 kJ/mol
•5
甲醇合成的副反应
2 CO+4H2 →CH3OCH3+H2O 2CO+4H2→C2H5OH+H2O 2CO+3H2→CH4+H2O nCO+2nH2→(CH2)n烃类+nH2O
合成甲醇工艺流程图
•1
甲醇简介
主要性质
甲醇是一种无色,略带乙醇香气的挥发性可燃液 体,在常压情况下,密度0.8100g/ml,甲醇沸点为 64.7 ,自燃点473 (空气中),461 (氧气中)可与水 互溶,在汽油中有较大的溶解度。
甲醇的工艺流程图
甲醇的工艺流程图甲醇是一种重要的有机化工产品，广泛应用于化工、燃料和医药等领域。
以下是甲醇的工艺流程图及详细介绍。
甲醇的工艺流程主要包括煤气制甲醇和天然气制甲醇两种方法。
这里以煤气制甲醇为例进行介绍。
1. 原料准备煤炭或石油等碳质原料首先经过分选、破碎、磨煤等工序，得到适合制甲醇的原料。
2. 气化反应原料经过气化炉加热，将碳质原料转化为一氧化碳和水素等反应气体。
气化反应需要在高温和高压的条件下进行，通常使用催化剂来增加反应速率。
最常用的催化剂是铜锌催化剂。
3. 清洁气体处理产生的反应气体中含有很多杂质，需要进行清洁处理。
首先将气体进行冷凝，分离出含有杂质的物质，然后进行脱硫和脱碳等处理，以降低对后续催化剂和设备的腐蚀。
4. 合成气调整清洁气体经过调整，使一氧化碳和水气的比例满足合成气制取甲醇的要求。
通常要控制一氧化碳和水气的比例在1:2左右。
5. 合成反应合成气在催化剂的作用下进行合成反应，生成甲醇。
合成反应通常采用低温和高压的条件，以增加反应速率和产率。
常用的催化剂有氧化铜锌，可以提高甲醇的选择性和产率。
6. 甲醇分离产生的反应物中含有一定的甲醇、水和其他杂质。
需要进行分离和提纯。
首先通过冷凝将反应气体中的液态组分分离出来，在加热和蒸馏的条件下将甲醇进行分离，得到高纯度的甲醇产品。
7. 甲醇后处理分离出的甲醇产品需要进行后处理，包括脱水、除酸、脱色等工序，以进一步提高甲醇的纯度和质量。
8. 甲醇贮存和灌装经过后处理的甲醇产品贮存于储罐中，根据需要灌装到桶装或罐装中，方便运输和使用。
以上是甲醇的工艺流程图及详细介绍。
甲醇的制备过程相对复杂，需要控制好各个步骤的工艺参数和催化剂的选择，以提高甲醇的产率和纯度。
随着煤炭和石油等碳质资源的逐渐减少，天然气制甲醇也成为一种重要的生产方式。
工艺流程类似，但原料气源不同。
甲醇的工艺流程在工业上得到广泛应用，对社会经济的发展起到了重要作用。
甲醇合成原理方法与工艺
甲醇合成原理方法与工艺图1煤制甲醇流程示意图煤气经过脱硫、变换，酸性气体脱除等工序后，原料气中的硫化物含量小于0.1mg／m3。
进入合成气压缩机，经压缩后的工艺气体进入合成塔，在催化剂作用下合成粗甲醇，并利用其反应热副产3.9MPa中压蒸汽，降温减压后饱和蒸汽送入低压蒸汽管网，同时将粗甲醇送至精馏系统。
一、甲醇合成反应机理自CO加氢合成甲醇工业化以来，有关合成反应机理一直在不断探索和研究之中。
早期认为合成甲醇是通过CO在催化剂表面吸附生成中间产物而合成的，即CO是合成甲醇的原料。
但20世纪70年代以后，通过同位素示踪研究，证实合成甲醇中的原子来源于CO2，所以认为CO2是合成甲醇的起始原料。
为此，分别提出了CO和CO2合成甲醇的机理反应。
但时至今日，有关合成机理尚无定论，有待进一步研究。
为了阐明甲醇合成反应的模式，1987年朱炳辰等对我国C301型铜基催化剂，分别对仅含有CO或CO2或同时含有CO和CO2三种原料气进行了甲醇合成动力学实验测定，三种情况下均可生成甲醇，试验说明：在一定条件下，CO和CO2均可在铜基催化剂表面加氢生成甲醇。
因此基于化学吸附的CO连续加氢而生成甲醇的反应机理被人们普遍接受。
对甲醇合成而言，无论是锌铬催化剂还是铜基催化剂，其多相(非匀相)催化过程均按下列过程进行：①扩散——气体自气相扩散到气体一催化剂界面；②吸附——各种气体组分在催化剂活性表面上进行化学吸附；③表面吸附——化学吸附的气体，按照不同的动力学假说进行反应形成产物；④解析——反应产物的脱附；⑤扩散——反应产物自气体一催化剂界面扩散到气相中去。
甲醇合成反应的速率，是上述五个过程中的每一个过程进行速率的总和，但全过程的速率取决于最慢步骤的完成速率。
研究证实，过程①与⑤进行得非常迅速，过程②与④的进行速率较快，而过程③分子在催化剂活性界面的反应速率最慢，因此，整个反应过程的速率取决于表面反应的进行速率。
提高压力、升高温度均可使甲醇合成反应速率加快，但从热力学角度分析，由于CO、C02和H2合成甲醇的反应是强放热的体积缩小反应，提高压力、降低温度有利于化学平衡向生成甲醇的方向移动，同时也有利于抑制副反应的进行。
合成气生产甲醇工艺流程
合成气生产甲醇工艺流程1.原料准备2.原料处理合成气中可能会含有一些杂质，需要对其进行处理。
其中最主要的是一氧化碳的转化和硫化物的去除。
一氧化碳转化可以通过低温转化和高温转化来实现，低温转化主要针对高温下不能进行的反应。
硫化物的去除可以通过吸附剂或催化剂来实现。
处理后的合成气可以进入下一步的反应。
3.反应器合成气生产甲醇的反应器通常采用催化剂，催化反应可以在相对较低的温度和压力下进行。
常用的催化剂主要有铜、锌、铬等金属及其氧化物。
反应器可以是固定床反应器、流化床反应器或流通床反应器等。
合成气在反应器中与催化剂接触，发生一系列的反应，生成甲醇。
4.分离和净化反应后的产物需要进行分离和净化。
首先通过冷却和压缩处理，将甲醇冷凝为液体。
然后通过分离设备，如分离塔、蒸馏塔等，将甲醇与副产物和未反应物分离开来。
同时，还需要对甲醇进行净化，去除其中的杂质，以提高甲醇的纯度。
5.能源回收甲醇生产过程中会产生一些废热和废气，可以通过能源回收系统来利用这些废热和废气。
例如，可以利用废热进行蒸汽产生，用于反应器加热和其他工艺需要；废气则可以通过净化处理后进行焚烧，用于产生热量和电能，以减少能源消耗。
6.产品储存和包装最后，甲醇可以通过储罐进行储存，并进行相应的包装和运输，以供应市场需求。
合成气生产甲醇的工艺流程基本上包括了原料准备、原料处理、反应器、分离和净化、能源回收以及产品储存和包装等步骤。
整个工艺需要进行精细的控制和操作，以确保产品的质量和工艺的稳定性。
同时，还应注意环境保护措施，减少对环境的影响。
化工生产技术与操作 第二版 项目三 合成气制甲醇生产技术与操作
图3-1 甲醇生产流程图
项目三 合成气制甲醇 生产技术与操作
任务二 合成气制甲醇的生产准备
一、反应原理
目录页
图3-5冷激式绝热反应器结构示意
项目三 合成气制甲醇 生产技术与操作
任务四 甲醇合成工艺流程组织
一、甲醇合成反应器
3．反应器的材质 合成气中含有氢和一氧化碳，氢气在 高温高压下会和钢材发生脱碳反应（即氢 分子扩散到金属内部，和金属材料中的碳 发生反应生成甲烷逸出的现象），会大大 降低钢材的性能。一氧化碳在高温高压下 易和铁发生作用生成五羰基铁，引起设备 的腐蚀，对催化剂也有一定的破坏作用。 为防止反应器被腐蚀，保护反应器机械强 度，一般采用耐腐蚀的特种不锈钢制造反 应器。
项目三 合成气制甲醇 生产技术与操作
任务三 甲醇合成工艺条件
目录页
一、反应温度
合成甲醇反应是一个可逆放热反应。反应速率随温度的变化有一最大值，该最大值对应的温度 即为最适宜反应温度。
实际生产中的操作温度取决于一系列因素，如催化剂、压力、原料气组成、空间速度和设备使 用情况等，尤其取决于催化剂的活性温度：由于催化剂的活性不同，最适宜的反应温度也不同。对 ZnO-Cr2O3二元催化剂，最适宜温度为380 ℃左右；而对CuO-ZnO-Al2O3三元催化剂，最适宜温度为 230～270 ℃。
项目三 合成气制甲醇 生产技术与操作
任务四 甲醇合成工艺流程组织
一、甲醇合成反应器
2．反应器的结构 甲醇合成反应器的结构形式较多，根 据反应热移出方式不同，可分为绝热式和 等温式两大类；按照冷却方式不同，可分 为直接冷却的冷激式和间接冷却的列管式 两大类。以下介绍低压法合成甲醇所采用 的冷激式和列管式两种反应器。
甲醇生产—甲醇生产工艺流程
再见 反应器，冷激气在段间经喷嘴喷入，喷嘴分布于反应器的整
个截面上，以便冷激气与反应气混合均匀。混合的温度正好 是反应温度低限，混合气进入下一段床层进行反应。段中进 行的反应为绝热反应，释放的反应热使反应气体温度升高， 但未超过反应温度高限，于下一段间再与冷激气混合降温后 进入下段床层进行反应。冷激式绝热反应器在反应过程中流 量不断增大，各段反应条件略有差异，气体的组成和空速都 不同。
水
3
乙炔尾气
99..99%甲 醇
杂醇油
➢低压法合成甲醇工艺流程图
2023/11/2
甲醇生产
4
2 三相流化床合成甲醇工艺流程
工艺流程（图） 优点：单程转化率高，出口甲醇1520%（V);循环气量少；动力消耗低；反 应器结构简单；温度均匀易于控制。 缺点：三相互相夹带不易分离。
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甲醇生产
2023/11/2
甲醇生产
2
1．低压法合成甲醇流程示意图
O2 水汽
乙炔尾气
400
加热炉
2023/11/2
220000
KK2C2COO3 3
转转 化化 器器
脱脱硫硫塔塔 CCOO2空空 放空
99.85%
分分
脱脱
精甲醇
离离
烃烃 精
器器
塔塔
馏 塔 杂醇油
粗粗甲甲醇醇槽槽
(2) 列管式等温反应器 该类反应器类似于列管式换热器， 其结构示意如图5-10所示。 催化剂装填于列管中，壳程走冷却水（锅炉给水）。反应热 由管外锅炉给水带走，同时产生高压蒸汽。通过对蒸汽压力
甲醇的生产工艺介绍
甲醇的生产工艺介绍摘要：甲醇是重要的有机化工产品，本文对甲醇的生产工艺和国内发展现状进行了分析，目前生产甲醇的主要原料是煤和天然气，未来3～5年国内甲醇装置将供过于求，建议控制国内甲醇装置建设过热的势头，提出加快甲醇下游生物产品的开发步伐。
1.生产工艺甲醇的生产工艺过程分为合成气(氢和一氧化碳)的制造、甲醇的合成和精制3部分。
2．合成气的制造根据原料的不同，有以下几种方法：(1)天然气蒸汽转化法以天然气为原料制合成气生产甲醇，这是国内外发展的趋势。
此法优点是：投资少，成本低，运输方便，操作简单。
因此，充分利用天然气合成甲醇，是国内外主要的发展方向。
(2)煤气化法由煤制合成气。
(3)重油部分氧化法油品(石脑油、重油、渣油等)部分氧化制合成气的工艺，主要有德士古和壳牌两个著名的方法。
德士古系采用高压气化技术；壳牌系采用中压气化技术。
3.甲醇的合成方法目前世界上合成甲醇的工业生产方法有美国卜内门(ICI)公司的低压和中压法，德国鲁奇(Lur—gi)公司的低压和中压法，日本三菱瓦斯化学公司MGC低压法，丹麦托普索公司节能型低压法以及德国巴斯夫(BASF)公司的高压法等。
我国小规模装置主要采用高压法，引进装置则采用低压法。
其中川维引进ICI法，齐鲁引进鲁奇法。
与高压法比较低压法的优点是：能量消耗少，操作费用低，产品纯度高，设备费用低，故新建厂大多采用低压法。
国内低压法已经投入生产，并对催化剂进行了研究，已取得了好的进展。
(1)德国巴斯夫公司的高压法这是最先实现工业化的甲醇生产工艺，由于其操作条件苛刻，能耗大，成本高，所以已逐步被中、低压法工艺所取代。
(2)ICI低压法这是目前工业上广泛采用的合成甲醇的方法。
其工艺过程为：脱硫、转化、压缩、合成、精馏。
特点：在采用不同原料时开车简单，操作可靠，并且不同生产能力的工厂均能使用离心式压缩机，产品纯度高，能充分利用反应热。
(3)鲁奇渣油联醇法，我国山东齐鲁石化公司引进此方法。
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编号：No.20课题：合成气生产甲醇工艺流程
授课容：合成气制甲醇工艺流程
知识目标：
●了解合成气制甲醇过程对原料的要求
●掌握合成气制甲醇原则工艺流程
能力目标：
●分析和判断合成气组成对反应过程及产品的影响
●对比高压法与低压法制甲醇的优缺点
思考与练习：
●合成气制甲醇工艺流程有哪些部分构成？
●对比高压法与低压法制甲醇的优缺点
●合成气生产甲醇对原料有哪些要求？如何满足？
授课班级：
授课时间：年月日
四、生产甲醇的工艺流程
（一）生产工序
合成气合成甲醇的生产过程，不论采用怎样的原料和技术路线，大致可以分为以下几个工序，见图5-1。
图5-1 甲醇生产流程图
1．原料气的制备
合成甲醇，首先是制备原料氢和碳的氧化物。
一般以含碳氢或含碳的资源如天然气、石油气、石脑油、重质油、煤和乙炔尾气等，用蒸汽转化或部分氧化加以转化，使其生成主要由氢、一氧化碳、二氧化碳组成的混合气体，甲醇合成气要求（H2－CO2）/（CO+CO2）=2.1左右。
合成气中还含有未经转化的甲烷和少量氮，显然，甲烷和氮不参加甲醇合成反应，其含量越低越好，但这与制备原料气的方法有关；另外，根据原料不同，原料气中还可能含有少量有机和无机硫的化合物。
为了满足氢碳比例，如果原料气中氢碳不平衡，当氢多碳少时（如以甲烷为原料），则在制造原料气时，还要补碳，一般采用二氧化碳，与原料同时进入设备；反之，如果碳多，则在以后工序要脱去多余的碳（以CO2形式）。
2．净化
净化有两个方面：
一是脱除对甲醇合成催化剂有毒害作用的杂质，如含硫的化合物。
原料气中硫的含量即使降至1ppm，对铜系催化剂也有明显的毒害作用，因而缩短其使用寿命，对锌系催化剂也有一定的毒害。
经过脱硫，要求进入合成塔气体中的硫含量降至小于0.2ppm。
脱硫的方法一般有湿法和干法两种。
脱硫工序在整个制甲醇工艺流程中的位置，要根据原料气的制备方法而定。
如以管式炉蒸汽转化的方法，因硫对转化用镍催化剂也有严重的毒害作用，脱硫工序需设置在原料气设备之前；其它制原料气方法，则脱硫工序设置在后面。
二是调节原料气的组成，使氢碳比例达到前述甲醇合成的比例要求，其方法有两种。
（1）变换。
如果原料气中一氧化碳含量过高（如水煤气、重质油部分氧化气），则采取蒸汽部分转换的方法，使其形成如下变化反应：CO+H2OH2 + CO2。
这样增加了有效组分氢气，提高了系统中能的利用效率。
若造成CO2多余，也比较容易脱除。
（2）脱碳。
如果原料气中二氧化碳含量过多，使氢碳比例过小，可以采用脱碳方法除去部分二氧化碳。
脱碳方法一般采用溶液吸收，有物理吸收和化学吸收两种方法。
3．压缩
通过往复式或透平式压缩机，将净化后的气体压缩至合成甲醇所需要的压力，压力的高低主要视催化剂的性能而定。
4．合成
根据不同的催化剂，在不同的压力下，温度为240～270℃或360～400℃，通过催化剂进行合成反应，生成甲醇。
由于受催化剂选择性的限制，生成甲醇的同时，还有许多副反应伴随发生，所以得到的产品是以甲醇为主和水以及多种有机杂质混合的溶液，即粗甲醇。
5．蒸馏
粗甲醇通过蒸馏方法清除其中有机杂质和水，而制得符合一定质量标准的较纯的甲醇。
称精甲醇。
同时，可能获得少量副产物。
（二）工艺流程
工业上合成甲醇工艺流程主要有高压法和中、低压法。
1．高压法合成甲醇的工艺流程
高压法工艺流程一般指的是使用锌铬催化剂，在高温高压下合成甲醇的流程，如图5-2所示。
由压缩工段送来的具有31.36MPa压力的新鲜原料气，先进入铁油分离器（5），在此与循环压缩机（4）送来的循环气汇合。
这两种气体中的油污、水雾及羰基化合物等杂质同时在铁油分离器中除去，然后进入甲醇合成塔（1）。
CO与H2在塔于30MPa左右压力和360～420℃温度下，在锌铬催化剂上反应生成甲醇。
转化后的气体经塔热交换预热刚进入塔的原料气，温度降至160℃以下，甲醇含量约为3%。
经塔热交换后的转化气体混合物出塔，进入喷淋式冷凝器（2），出冷凝器后混合物气体温度降至30～35℃，再进入高压甲醇
图5-2 高压法合成甲醇工艺流程
1－合成塔；2－水冷凝器；3－甲醇分离器；4－循环压缩机；5－铁油分离器；6－粗甲醇中间槽
分离器（3）。
从甲醇分离器出来的液体甲醇减压至0.98～1.568MPa后送入粗甲醇中间槽（6）。
由甲醇分离器出来的气体，压力降至30MPa左右，送循环压缩机以补充压力损失，使气体循环使用。
为避免惰性气体（N2、Ar及CH4）在反应系统中积累，在甲醇分离器后设有放空管，以维持循环气中惰性气体含量在15%～20%左右。
原料气分两路进入合成塔。
一路经主线（主阀）由塔顶进入，并沿塔壁与件之间的环隙流至塔底，再经塔下部的热交换器预热后，进入分气盒；另一路经过副线（副阀）从塔底进入，不经热交换器而直接进入分气盒。
在实际生产中可用副阀来调节催化层的温度，使H2和CO能在催化剂的活性温度围合成甲醇。
2．低压法合成甲醇工艺流程
低压工艺流程是指采用低温、低压和高活性铜基催化剂，在5MPa左右压力下，由合成气合成甲醇的工艺流程，如图5-3所示。
图5-3 低压法甲醇合成的工艺流程
1－加热炉；2－转化炉；3－废热锅炉；4－加热器5－脱硫器；6，12，17，21，24－水冷器；
7－气液分离器；8－合成气压缩机；9－循环气压缩机；10－甲醇合成塔；11，15－热交换器；
13－甲醇分离器；14－粗甲醇中间槽；16－脱轻组分塔；18－分离塔；19，22－再沸塔；20－甲醇精馏塔；23－CO2吸收塔
天然气经加热炉（1）加热后，进入转化炉（2）发生部分氧化反应生成合成气，合成气经废热锅炉（3）和加热器（4）换热后，进入脱硫器（5），脱硫后的合成气经水冷却和汽液分离器（7），分离除去冷凝水后进入合成气三段离心式压缩机（8），压缩至稍低于5MPa。
从压缩机第三段出来的气体不经冷却，与分离器出来的循环气混合后，在循环压缩机（9）中压缩到稍高于5MPa的压力，进入合成塔（10）。
循环压缩机为单段离心式压缩机，它与合成气压缩机一样都采用气轮机驱动。
合成塔顶尾气经转化后含CO2量稍高，在压缩机的二段后，将气体送入CO2吸收塔（23），用K2CO3溶液吸收部分CO2，使合成气中CO2保持在适宜值。
吸收了CO2的K2CO3溶液用蒸汽直接再生，然后循环使用。
合成塔中填充CuO-ZnO-Al2O3催化剂，于5MPa压力下操作。
由于强烈的放热反应，必须迅速移出热量，流程中采用在催化剂层中直接加入冷原料的冷激法，保持温度在240～270℃之间。
经合成反应后，气体中含甲醇3.5%～4%（体积），送入加热器（11）以预热合成气，塔（10）釜部物料在水冷器（12）中冷却后进入分离器（13）。
粗甲醇送中间槽（14），未反应的气体返回循环压缩机（9）。
为防止惰性气体的积累，把一部分循环气放空。
粗甲醇中甲醇含量约80%，其余大部分是水。
此外，还含有二甲醚及可溶性气体，称为轻馏分。
水、酯、醛、酮、高级醇称为重馏分。
以上混合物送往脱轻组分塔（16），塔顶引出轻馏分，塔底物送甲醇精馏塔（20），塔顶引出产品精甲醇，塔底为水，接近塔釜的某一塔板处引出含异丁醇等组分的杂醇油。
产品精甲醇的纯度可达99.85%（质量）。