100万吨甲醇生产工艺设计

100万吨/年甲醇的市场分析与

生产工艺设计

学生：何鹏邱宝成张建豪

一、市场分析

与其他人的合成工序不同，我首先将市场分析放在首位。这也是突出了市场分析对于生产规模的确定的重要作用，及时捕捉市场的准确动态与否决定了现代企业的生死存亡。能够从以往的公司兴衰历史中总结出经验与教训，在这个竞争如此激烈的时代显得更是十分必要。首先不得不承认一个严峻的事实：国内甲醇产能严重过剩！比较下表（表1-1）的产能与表观消费量的差距就会看出：

表1-1 2006～2009年国内供需平衡情况及2010年预测

单位：万t

年份2006 2007 2008 2009 2010

产能1344.4 1639.4 2259.4 2584.0 3000

产量874.7 1076.4 1126.3 1133.0 1300

开工率，% 65.1 65.7 49.8 43.85 43.33

进口量112.7 84.6 143.4 528.8 500

出口量19 56.3 36.7 1.4 0

表观消费量968.4 1104.7 1233 1660.4 1800 这对于建甲醇厂可能是个很大的打击，但是时代在向前发展，工业化日益发达，所需的这些基础化工原料的需求量也是在增长的。准确掌握市场动向，生产出符合需求的产品，积极拓展下游产业链，如醇醚燃料和煤基烯烃都是未来的主要发展方向，而且符合国家能源安全战略，这是企业得到良好发展必须具备的战略性意识。

当然肯定不止这些，目前全球主要的甲醇的生产地包括亚洲、中东地区、中南美洲（比较表1-2和1-3），而就消费量来说排在前三的是亚洲、北美和西欧，而中国作为亚洲经济发展的中心，已逐渐成为甲醇的最大消费国，每年的净进口量都在增加，这对于国内的企业来说无疑有了外在投资环境的先天优势。

资料显示，目前国内的甲醇年消耗量仅为2200万吨，国内甲醇企业目前开工率为64%，部分企业迫于出货压力，纷纷调低装置负荷。我国甲醇产能过剩严重且短期难以有所改变的现象亟待引起关注。与此同时，进口甲醇优势明显冲击国内行业，中东地区天然气资源丰富，所以他们主要用天然气为原料生产甲醇，成本低而且质量较好；国内的甲醇企业大多采用煤炭作为原料，与进口甲醇相比存在价格上的先天不足，从而当甲醇价格下跌时容易导致亏损。2012年，除少数企业盈利外，80%以上甲醇企业亏损或持平，甚至连综合成本最低的焦炉煤气制甲醇企业也因焦炭装置负荷率太低、原料供应不足而难以实现盈利。自2005年起国家发改委公布《天然气利用政策》指出，新建或扩建以天然气为原料生产甲醇及甲醇生产下游装置，以天然气代煤制甲醇项目被列为禁止类，这将进一步增加煤制甲醇的成本，并削弱国内甲醇行业的竞争力。以上是在经济全球化的大背景下的国内甲醇行业的大致行情，可以说外部政策是良好的，需要考虑的是如何在国际贸易中提升自身竞争力以及如何向下游产品链进行延伸。

发展醇醚燃料有利于缓解我国石油供需矛盾，是近期替代能源工作的重点。如果甲醇汽油标准能够在2008年制定完毕，而且国家允许甲醇汽车上市，同时加油站等配套系统能够得到完善，则预计2010年我国M85—M100的甲醇汽车将达到1万辆左右，需要消耗燃料甲醇320万吨（其中甲醇直接掺烧300万吨）。

二甲醚具有无污染、燃烧热值高等优点，不但可以用作民用燃料，还能够作为柴油替代产品。目前，我国已经具备93万吨/年的二甲醚生产能力（全部是外购甲醇生产二甲醚）。由于二甲醚生产技术国产化程度较高，预计“十一五”期间发展空间较大。继上海市二甲醚公交车投入试运行之后，北京、武汉等地也有意引进二甲醚公交车进行试运行。根据醇醚协会统计，“十一五”期间在建的二甲醚项目共有14个，产能合计419万吨/年。其中配套有甲醇的项目产能合计90万吨;需要外购甲醇的项目产能合计329万吨。若外购甲醇的二甲醚生产能力中有70%可以在2010年年底前建成，加上现有能力93万吨,届时需要外购甲醇的二甲醚产能总计为323万吨/年；若能够全部建成，则外购甲醇的二甲醚产能将达到422万吨/年。预计到“十一五”末期，生产二甲醚将需要市场采购甲醇480—600万吨。

作为燃料添加剂的MTBE，由于市场需求比较稳定，“十一五”期间对于甲醇的需求量

不会有大幅度的增长。目前国际油价仍处于高位运行，相对于石油法烯烃而言，煤制烯烃

具有一定的成本优势。同时，煤制烯烃也符合我国“少油富煤”的能源形势。预计“十一

五”期间甲醇制烯烃将会有一定的发展空间。目前，我国共有个6甲醇制烯烃在建和拟建

项目，烯烃产能合计为325万吨/年，共计消耗甲醇996万吨/年。但是由于这些甲醇制烯

烃项目自身都配套有甲醇生产装置，所以不会外购甲醇，对我国的甲醇市场需求不会产生

影响，但会对甲醇的市场供应带来一定的冲击。

表1-2 2005年世界甲醇供需平衡情况（单位：万吨/年，万吨）

地区能力产量进口出口实际消费非洲178.3 147 5.3 132 20.3 亚洲1100.6 705 698 102.8 1301.8 中东欧496.6 348.5 59.1 186.2 221.8 中东867.5 783.5 39.5 616.8 206.2 北美394.2 253.1 689.2 82.7 859.6 大洋洲62.3 38.5 6.2 33.3 11.4 中南美1108.5 932.4 28.2 830.6 130 西欧360 279.1 621.8 196.6 698.8 合计4568 3487.1 2147.3 2181 3450

表1-3 2008年世界甲醇供求平衡状况

单位：万t/a

地区能力产量进口出口消费量

北美洲119 85 638 28 695

中南美1250 809 41 744 106

西欧326 209 819 316 712

中东欧567 435 80 191 324

非洲186 163 6 147 22

中东1278 1133 38 821 350

亚洲3065 1275 816 151 1940

大洋洲69 53 2 42 13

合计6859 4162 2440 2440 4162

二、产品甲醇分析

2.1.1 甲醇的性质

表2-1甲醇物理和化学性质

序号理化性质指标

1 相对密度（D420）0.7914

2 熔点（℃）- 93.9

3 沸点（℃）65

4 闪点（开杯℃）16

5 蒸气压（20，kPa）12.265

6 自燃点（℃）473

7 粘度（20，mPa. S）0.5945

8 爆炸极限（体积%） 6.0～36.5

甲醇是一种重要的化工原料，在有机合成工业中，是仅次于烯烃和芳烃的重要基础有机化工原料，是碳一化学的重要产品，从甲醇出发可生产一系列化工产品，用途极为广泛。

2.1.2 甲醇的应用市场

目前国内甲醇主要用作基本化工原料及溶剂。甲醇是合成气加工的起点，是进一步开发下游产品的原料，它可以通过氧化脱氢、氧化羰基化、还原碳基化和其它化学反应过程来生产甲醛、醋酸、乙醇、甲醇蛋白、甲基叔丁基醚（MTBE）、甲烷氯化物、甲胺、甲酸、对苯二甲酸、二甲酯、二甲醚、甲基丙烯酸甲酯、合成橡胶等。甲醇也用于农药、医药、军工炸药等。

甲醇更是优良的能源与车船用清洁燃料，可直接用于汽车燃料与电厂发电，或用5A 分子筛转化为汽油，也可与汽油、柴油混合作为车用燃料。我国还发展了燃料甲醇与醇醚燃料，可作军用或民用。

近年国际上和我国都已开发出MTO技术，即以甲醇为原料制取烯烃（乙烯、丙烯和C4）技术，现正在积极进行工业化试验。此外，甲醇制乙二醇、乙醛、甲苯、二甲苯以及很有希望的未来高科技产品燃料电池等都在快速进展中。

总之，甲醇用途十分广泛，在国民经济中几乎找不到另外一种有机产品有甲醇如此广阔的应用范围。而且随着科学技术的不断发展与进步，甲醇的应用领域仍在不断扩大，已突破了其传统的应用范围，未来的潜在开发前景十分诱人。

表2-2 2005年世界甲醇消费构成

消费领域消耗甲醇量（万吨）所占比例（%）

甲醛1147.1 33.2

MTBE 645.7 18.7

醋酸345.2 10.0 甲基丙烯酸甲酯93 2.7 甲烷氯化物148 4.3 甲胺104 3.0

DMT 35 1.0

其它932 27.0

合计3450 100.0

2.1.3下游产品的国内政策导向

2.1.

3.1甲醇燃料

我国从“六五”期间就开始甲醇汽车的研究，2009年7月2日国家标准化管理委员会发布2009年第7号（总第147号）国家标准批准公告，《车用甲醇汽油（M85）》于2009年5月18日获批，12月1日正式实施。《车用甲醇汽油（M85）》国家标准颁布，是甲醇汽油进入市场的准入制度，使甲醇汽油有了合法身份，但M85的使用需要更改汽车零部件结构，因此目前实际上还不能大规模使用，而不必改变汽车结构的M15并没有批，因此可看出政府在甲醇燃料的使用推广上仍持保留态度，要在大范围推广甲醇汽油还需要政府相关政策扶持。

2.1.

3.2 二甲醚

2007年，住房和城乡建设部颁布了《城镇燃气用二甲醚》行业标准（2008年1月1日开始实施）。二甲醚的质量标准目前有两个：一是2007年4月13日国家发改委发布

的二甲醚行业产品标准；二是2007年8月21日原建设部颁布的《城镇燃气用户二甲醚标准》，但这只是行业标准，并没有明确产品名称和针对液化气掺烧二甲醚的标准。

目前，城镇燃气用二甲醚国家标准正在制定过程中，标准编制组正在起草的国家标准命名为“城镇燃气用二甲醚混合气”，由液化石油气和二甲醚混合，二甲醚比重小于等于20％，不设下限。与此同时，二甲醚在车用领域的应用也亟须相应标准来规范。

2.1.

3.3甲醇制烯烃

目前煤制烯烃技术在全球还没有工业化的先例。中科院大连化物所的甲醇制低碳烯烃（DMTO）工艺，应用在作为国家发展改革委核准的大型煤化工示范项目的神华包头煤制烯烃项目上，将于2010年9月投产。由于国内外的MTO、MTP技术存在技术放大的风险，国家发改委对甲醇制烯烃项目的审批仍采取谨慎态度，仅有神华包头和宁夏煤炭集团等几家开工建设，且投资门槛很高，建设规模在60万吨以上，一般中小企业难以涉足。

2006年7月，为了加强对煤化工项目的管理，防止煤化工发展过热，发改工业[2006]1350号文件《国家发展改革委关于加强煤化工项目建设管理，促进产业健康发展的通知》指出“一般不应批准年产规模在300万吨以下的煤制油、100万吨以下的甲醇和二甲醚、60万吨以下的煤制烯烃项目。”

2007年1月国家发展改革委发布的《煤炭工业发展“十一五”规划》中要求“十一五”期间，完成煤炭液化、煤制烯烃的工业化示范。

2.1.

3.4 其他相关产业政策

国家发展改革委制定的《天然气利用政策》于2007年8月30日正式颁布实施，明确规定禁止以天然气为原料生产甲醇。

从2009年出台的石化产业振兴规划的政策看，国家更倾向于将煤化工作为技术储备，保障能源安全，而并不是大比例地替代石油。

2.1.4存在的问题与风险

（1）国外尤其是中东进口甲醇对国内企业的冲击

国外进口甲醇尤其是中东地区生产的甲醇，由于成本低，规模扩张较快，已经对国内甲醇产业形成冲击。2010年中东地区甲醇产能将达到2000万吨/年以上，产量也将达到1400万吨，其中中东市场只能消耗300万～400万吨，其余1000多万吨将全部用于出口，中国将是其主要出口目标市场。

（2）推广汽油掺烧甲醇仍有待时日

虽然新标准已颁布，但甲醇汽油及甲醇燃料的发展之路仍然需要有一个过程。由于醇醚燃料的使用既涉及石油化工产业，又涉及民用燃料消费和汽车燃料消费，关乎国家的能源战略以及环境保护等多个方面，因此推广醇醚燃料，必须靠国家的产业政策来规范、指导产业协调健康发展。

（3）通胀带来甲醇成本进一步上涨

由于原料价格上涨，近期国家相继表示将对水、电等资源费用进行调涨，加之对后期通货膨胀预期的考虑，国内甲醇生产企业成本将进一步加大。预计到2010年，天然气制甲醇企业整体成本增幅可能超过15%，煤制甲醇企业成本增幅在8%左右。

表2-3 2008年世界甲醇消费结构及2010年预测

单位：万t，%

消费领域2008年2010年

消费量占比消费量占比

甲醛1440 34.6 1413 26.51 MTBE 516 12.4 519 9.74

醋酸408 9.8 517 9.70

燃料325 7.8 733 13.75

甲烷氯化物179 4.3 154 2.89

二甲醚86 2.07 700 13.13

MMA 111 2.67 124 2.33

甲胺121 2.9 140 2.63

溶剂137 3.3 136 2.55

TAME 82 1.96 65 1.22

其他757 18.2 830 15.57

合计4162 100 5331 100.00

2.2生产工艺

简介

现行的工业化甲醇合成工艺基本上是气相合成法。从上世纪60年代至今，除了在反应

器的放大上及催化剂的研究方面有些进展外，其合成工艺基本上没有大的突破。鉴于气相合

成存在的一系列问题，从70年代起人们把甲醇合成工艺研究开发的重点转移到液相合成法，

并且初步实现了工业化的生产。

2.2.1气相甲醇合成工艺

现在世界许多公司都以天然气、煤或重油为原料来生产甲醇。其中以天然气居多，约占90%以上。根据操作压力可分为高压法、中压法和低压法。高压法因技术经济指标落后而淘汰。包括中压法在内的低压法主要以ICI（帝国化学）和Lurgi（鲁奇）两公司技术为代表。

所用的催化剂基本上是以铜和氧化锌为主加入铝或铬的氧化物。工艺设计大同小异，差异之

处是在反应器的设计和操作单元的组合上。气相法工艺流程主要有以下几种。

表2-4 甲醇合成工艺的比较

合成方法高压法低压法中压法

操作压力/MPa30 4～5 8～15

操作温度/℃320～370 200～300 230～280

催化剂氧化锌/氧化铬铜基（含铜、锌、铬）三元铜系

天然气/m390 910925 750～800

电/kW·h0.63 5055 10～20

锅炉给水/t0.72 0.8～0.9 1.2～2.5

冷却水/t57 45～55 200～250

质量分数99.85～99.95% 99.5%～99.9% 99.9% 2.2.1.1 ICI低压甲醇合成流程

由H2、CO、CO2及少量CH4组成的合成气经过变换反应以调节CO/CO2比例，然后

用离心压缩机升压到5 MPa，送入温度为270℃冷激式反应器，反应后的气体进行冷却分

离出甲醇，未反应的气体经压缩升压与新鲜原料气混合再次进入反应器，反应中所积累的甲

烷气作为驰放气返回转化炉制取合成气。低压操作意味着出口气体中的甲醇浓度低，因而合

成气的循环量增加。但是，要提高系统压力，设备的压力等级也得相应提高，这样将会造成

设备投资加大和压缩机的功耗提高。

热稳定性和温度分布是反应器设计的两个至关重要的参数，所以设计时应该使反应气体

分布尽可能均匀，以防止催化剂床层局部过热，导致催化剂烧结失活。同时还要考虑到开车

时的升温设施以及催化剂装卸的方式。

低压工艺生产的甲醇中含有少量水、二甲醚、乙醚、丙酮、高碳醇等杂质，需要蒸馏分

离才能得到精甲醇。

日本三菱瓦斯公司（Mitsubishi Gas Chemical，MGC）也提出了与ICI类似的MGC低

压合成工艺，使用的也是铜基催化剂，操作温度和压力分别为200～280℃与5～15 MPa。

反应器为冷激式，外串一中间锅炉以回收反应热。该流程以碳氢化合物为原料，脱硫后进入500℃的蒸汽转化炉，生成的合成气冷却后经离心压缩与循环气体相混合进入反应器。

分段冷激虽然可使反应器内的催化剂床温度趋于均匀，避免了反应中局部温度过高烧坏

催化剂，但同时也降低了反应器单位体积的转化率，造成循环气量增加，压缩功耗加大，反

应热的回收利用效率也降低。

2.2.1.2 Lurgi低压甲醇合成工艺

Lurgi低压甲醇合成工艺与ICI的最大区别是，它采用列管式反应器，CuO/ZnO基催化剂装填在列管式固定床中，反应热供给壳程中的循环水以产生高压蒸汽，反应温度由控制反应器壳程中沸水的压力来调节，操作温度和压力分别为250～260℃和5～6 MPa。合成气由甲烷、石脑油用蒸汽转化法或部分氧化法制取，它与循环气一起压缩，预热后进入反应器。Lurgi工艺可以利用反应热副产一部分蒸汽，能较好地回收能量，其经济性和操作可靠程度要好一些。

2.2.1.3 TEC的新型反应器

甲醇合成工艺一般由造气、净化、合成（转化）及分馏4个主要部分构成。而合成部分的反应器对于提高原料气的转化率，降低压缩功耗及控制产品的质量更为重要。但是多年来反应器的设计基本上是ICI冷激式和Lurgi列管式，一直没有大的突破，直到进入上世纪90年代以后TEC（东芝）公司才在此方面向前迈进一步。该公司开发的MRF-Z新型反应器的基本结构是反应器为圆筒状，有上下两个端盖，下端盖可以拆卸以方便催化剂装填和内部设施检修；反应器内装有一直径较小的内胆用以改变物料流向；反应器的中心轴向安装一带外壳的列管式换热器，换热器的外壳上开有直径小于催化剂颗粒的小孔，换热器内管束间设有等距离的折流挡板，以使原料气体在管间均匀分布，沿径向从外壳上的小孔流出，管束内通过反应后的高温气体。反应器内还有沿轴心均布的冷却管束和催化剂托架。冷却管束为双层同心管，沸水从内管导入内外管间的环隙吸引反应热后生成高压蒸汽驱动蒸汽透平；催化剂填装在反应器内零部件的空隙当中。物料流向是冷的合成气从反应器的上下两个端口同时进入换热器的管束间，受折流板的作用沿径向通过催化剂床层，在催化剂的作用下进行合成反应，反应后温度较高的气体折入催化剂托架与内胆的环隙间，从内胆的下部返回换热器的管束内，在此与温度较低的原料气换热，然后沿着内胆与反应器壁的环隙间从反应器的底部流出。由于气体沿径向流动催化剂床层压降小，气体循环所需要的动力大幅度减少，反应器制作时轴向长度可以加大，由于反应器内设有换热器和冷却器易于使催化剂床层的温度均匀一致，甲醇生成的浓度和速度可大幅度提高，反应温度容易控制，催化剂用量减少，反应器的结构紧凑。据TEC称，该装置易于从现在的2500～2800吨/日放大到5000吨/日，并

且已在我国某厂得到采用。但是，此项工艺的反应器内部结构复杂，零部件较多，其长期运行的稳定性及发生故障后检修的难易程度等，还有待于在使用中考察。

2.2.1.4 紧凑式转化器的甲醇新工艺

Kvaemer公司组合BP阿莫科Kvaemer紧凑式转化器与低压甲醇合成的甲醇新工艺于2004年工业化。BP阿莫科将紧凑式转化器的验证试验装置建于阿拉斯加，2002年投运。应用于3000吨/日装置的新甲醇工艺，投资费用比常规蒸汽转化的装置节约3000万美元。紧凑式转化器采用模块化管式反应器设计，它将一侧的燃烧与另一侧的催化蒸汽转化紧密地组合在一起。由于有大的内部热循环，紧凑式转化器的热效率超过90％，而常规装置为60％～65％。

2.2.1.5 鲁奇和Synetix公司的LCM工艺

LCM工艺的目标之一是要完全取消蒸汽发生系统，工艺用蒸汽用一个饱和器回路来回收低等级热发生蒸汽。在LCM甲醇工艺中，饱和器回路的30％～40％热源来自甲醇合成系统。因此，LCM工艺的另一个特点是易于启动和停工。

Methanex公司将在新西兰的莫图努伊建一座材料验证装置，用全尺寸转化器管进行各种材料试验，以用于甲醇生产或天然气炼油。此装置于2001年第4季度投产，初期试验计划在18个月内完成。2006年LCM工艺用于6500吨/日装置。

此外，鲁奇公司开发了采用气冷反应器和水冷反应器的联合转化合成工艺，水冷反应器催化剂用量可减少50％，可省去原料预热器并可减少其他设备，合成部分的投资可节省40％。

鲁奇低压法与ICI低压法的工艺流程对比如下：

从上面工艺可以看出鲁奇低压法合成甲醇是采用管束式合成塔. 这种合成塔温度几乎是恒定的,有效地抑制了副反应的发生,催化剂寿命延长. 但鲁奇合成塔的结构较为复杂,装

卸催化剂不太方便. ICI三段冷激式合成塔为多段冷激式,其结构简单,由塔体、气体喷头、菱形分布器等组成. ICI冷激型合成塔,装卸催化剂方便,但温度控制不够灵敏[8].不过，ICI 冷激型合成塔目前在国内甲醇合成设备中使用还是较为普遍的.

ICI低压法合成甲醇的工艺过程主要分为三个过程：

（1）合成气的压缩 ICI低压法合成甲醇的操作压力一般在4～8Mpa，所以必须将由天然气制备的合成气通过压缩机压缩至操作压力再输送至合成塔。

（2）反应过程甲醇的合成反应是一个放热反应，采用ICI法制甲醇的不足之处在于反应温度不好控制，所以需要通过加入冷物料来吸收多余的热量以便保证合成气在催化剂起始活性温度下较快的反应。

（3）冷凝过程从合成塔出来的甲醇形态为气态，需将其通过冷却器冷凝至液态才能输送到分离器进行分离。

2.2.2 液相法甲醇合成工艺

目前在液相甲醇合成方面，采用最多的主要是滴流床和浆态床。

2.2.2.1 浆态反应器在甲醇合成中应用

在浆态床反应器中，催化剂粉末悬浮在液体中形成浆液，气体在搅拌桨或是气流的搅动作用下形成分散的细小气泡在反应器内运动。原美国化学系统公司（ChemSystem,Inc.）在1975年提出开发液相法甲醇合成工艺的新概念（Liquid-Phase Methanol Synthesis），并于上世纪90年代与美国空气与化学产品公司（Air Products and Chemicals,Inc.）一起开发出使用液升式浆态反应器的LPMEOHTM工艺（液相法甲醇工艺）。早期在美国能源部（DOE）的Texas州Laporte工厂做过小试，与现行的甲醇合成方法相比，催化剂在高热容的矿物油中形成料浆，反应所产生热量被惰性液体介质所吸收，因而反应能够在等温下进行。由于细颗粒催化剂的利用率很高，出口气中甲醇含量可以从传统的气固相催化工艺的5%提高到15%。这种反应器可以在很宽的H2/(CO+CO2)比例范围内操作，并且在低的H2/（CO+CO2）比例下催化活性不会降低，因而特别适用于用煤造气的低H2/（CO+CO2）比的原料气。但是这种料浆反应器催化剂的装填量有一定的限度，所以操作中空速不能太大。

2.2.2.3滴流床反应器在甲醇合成中应用

由于浆态床反应器中催化剂悬浮量过大时，会出现催化剂沉降和团聚现象。要避免这些现象的发生，就得加大搅拌器功率，但这同时使得搅拌桨和催化剂的磨蚀加大，反应中的返混程度增加。Pass等人在1990年首先用滴流床进行合成甲醇的实验，此后关于这方面的研究迅速增多。

合成气经压缩机加压后，与油泵送来的惰性油并流进入反应器，在反应开始时启动加热器，对反应器内的催化剂床层和其中的惰性油介质进行预热，使之达到反应温度。合成气在催化剂作用下生成甲醇，与未反应完全的气体及介质油经过换热器回收热量，再进入分离器将介质油与气体分开，介质油作为热载体重新送回反应器，气体进入冷凝器分离出粗甲醇，未反应的气体与新鲜合成气一起加压进行循环。

滴流床反应器与传统的固定床反应器的结构类似，由颗粒较大的催化剂组成固定层，液体以液滴方式自上而下流动，气体一般也是自上而下流动，气体和液体在催化剂颗粒间分布。滴流床兼有浆态床和固定床的优点，与固定床相类似。它的催化剂装填量大且无磨蚀，床层中的物料流动接近于活塞流且无返混现象存在，同时它又具备浆态床高转化率等温反应的优点，更适合于低氢碳比的合成气。

Tjandra等人对滴流床中合成甲醇的传质传热进行了一系列的研究，与同体积的浆态床相对比，滴流床合成甲醇的产率几乎增加了一倍。但至今仍未见到该工艺流程工业放大的报道。从工业角度来看，滴流床中的液相流体中所含的催化剂粉末很少，输送设备易于密封且磨损小，长时间运行将更为可靠。

2.3、技术发展趋势

我国的甲醇工业目前采用气相合成法，原料以煤（焦炭）和重油为主，以天然气为原料的约占20%左右；主要采用高压法和低压法两种工艺，多数仍袭用国外早已淘汰的高压法，低压法以四川维尼纶厂、齐鲁石化公司两套引进装置和国产化的上海焦化总厂装置为代表。其中川维引进ICI技术，齐鲁石化采用Lurgi技术。

我国催化剂水平已与国外先进水平相当。如西南化工研究院的C302甲醇合成催化剂各项主要技术指标均优于GL104和C79-4GL水平，并在国内大型低压甲醇装置中应用。但缺乏成套技术和下游产品的开发，总体水平与国外相比还有较大的差距。主要表现在：1）能耗高．平均每吨甲醇能耗达(38～35)×106 kJ，比国外技术高出50％以上（国外29×106 kJ／t）；2）装置规模小，经济效益较差。

我国将合成甲醇节能流程及高效催化剂作为技术发展重点，国内的科研院校或是跟踪和改进国外技术，或是进行独立开发，在甲醇合成方面进行了一系列的基础研究和应用研究工作。中科院成都有机所于1998年开发出新工艺，首次在无搅拌釜式反应器中，在低温低压条件下合成甲醇和甲酸甲酯，合成气的单程转化率大于90%，反应选择性强，并可制得无水甲醇。华东理工大学也准备将其三相床合成甲醇的实验室研究工作实现工业化，中科院煤化所进行了浆态床一体化低温合成甲醇的研究，在80～180℃下甲醇与合成气中的CO羰基化生成甲酸甲酯，氢解生成甲醇。合成气的单程转化率为90%，甲醇的选择性高达94%～99%。天津大学对三相搅拌釜内甲醇合成动力学进行了研究。

近年来，我国一方面利用新技术对老装置进行改造；另一方面积极对合成反应器及催化剂进行开发，努力实现甲醇生产技术的国产化。杭州林达公司开发的均温型甲醇合成工艺，先后用于陕西大洋集团60万吨/年焦炉气制甲醇、渭化集团和内蒙古天野集团20万吨/年甲醇合成反应器及大连大化集团30万吨/年甲醇合成塔。华东理工大学开发的绝热-管壳外冷复合型甲醇合成反应器已在兖州鲁南化肥厂10万吨/年装置中应用。西南化工研究院研制多种负载型甲醇催化剂，已应用于国内16家19套低压合成甲醇装置中。南化公司研究院研制的新型中低压合成甲醇催化剂、中科院广州能源所和香港大学生物质气制甲醇、南京国昌科技公司研发的GC型轴径向甲醇合成塔技术等都在国内甲醇装置中的到应用。华东理工大学等单位开发的对置式四喷嘴水煤浆加压气化技术已成功运用于大型化工装置；中国科学院山系煤炭化学研究所、陕西秦晋煤气化工程设备有限公司等开发的利用灰熔聚气化技术的加压气化工业装置已经建成，正在试运行。这些技术的开发成功，对我国建设大型煤头甲醇装置提供了条件。

2.4 建议

加大二氧化碳与氢反应生产甲醇技术的研究，尽快获得关键技术的特破并实现工业化。 目前，包括日本、中国、美国等一些国家正在研究二氧化碳与氢反应生产甲醇技术，并已经有所突破。其中，我国已经在二氧化碳合成甲醇的非金属催化剂领域取得重要进展，日本三井化学公司在大阪建设100吨/年二氧化碳加氢合成甲醇示范装置。这项技术一旦实现工业化应用并与二氧化碳捕集与储存技术结合起来，将彻底改变人类能源消费结构与模式。

2.3 工艺计算

2.3.1 系统总物料衡算

2.3.1.1 计算基准

本设计的物料衡算中物料流量均以小时作为单位时间

2.3.1.2 物料总衡算

假设本设计中甲醇的年生产能力为工作时间定为8000小时，产品甲醇的纯度为

99.5%

以此为依据进行下面计算

由设计题目给出的产品甲醇量推知CO 使用的量

由合成气制备的甲醇量为1n kmol/h ,它包括两部分：第一部分是产品中所含甲醇，

为2n kmol/h ；第二部分是工艺过程中损失掉的甲醇，设为3n kmol/h . 由合成塔出来的甲醇321n n n +=

甲醇的损失量的计算在整个工艺过程中甲醇的损失主要来源于两方面：

一方面是精馏塔的塔釜残液 ；另一方面是分离器中排放的弛放气 1 精馏系统的塔釜残液中甲醇含量为W x W ?kmol/h ：

设进入精馏系统的粗甲醇的量为F kmol/h ，甲醇含量为f x （摩尔分数），馏出液

量为D kmol/h ，甲醇含量D x （同上）,釜残液量W kmol/h ，甲醇含量为W x （同上）.

由精馏系统总物料衡算知：

W D F +=

W D f x W x D x F ?+?=?

第一步：将产品中甲醇的质量分数换算为摩尔分数D x [11]

%

1.9918

5

.0325

.9932

5.99=+

第二步：将产品质量单位万吨/年换算为物料流量单位kmol/h

计算产品的平均摩尔质量:M = ()18%1.99132%1.99?-+?=31.91 kg/kmol

h kmol D /27.39178000

91.31100.19

=??=

则 D n =2=?D x 3917.27×0.991=3882.01 kmol/h

通过文献知，一般进入精馏系统的粗甲醇中甲醇的含量x f 为85.0%[12]

，釜底残液中

甲醇的含量x W 为0.5%（摩尔分数）将数据代入上面方程组计算得 f x F ?=3885.28kmol/h W x W ?=3.268 kmol/h 2 分离器中甲醇的损耗

查文献知，分离器的分离效率为95%~99.99%

[13]

,该设计选取分离效率为99.5%

则分离器分离前甲醇的量为3885.28/0.995 =3904.80 kmol/h 在分离器中损耗的甲醇量为3904.80-3885.28=19.52 kmol/h 由以上计算知甲醇的损失量共为3n =3.268+19.52=22.788kmol/h 则从反应器中出来的甲醇总量为：3917.27×0.991+22.788=3904.80kmol/h 2.1.3 合成气组分流量确定

通过合成气制甲醇的化学反应方程式推算合成气的用量 CO+2H 2→CH 3OH (1)

CO 2+3H 2→CH 3OH+H 2O (2)

该反应中氢气过量，所以此时应以CO , CO 2为关键组分进行计算，设反应总共需要合成气的量为n kmol/h. 又由文献查得：CO 的转化率为85%~90%

[14]

，则取CO 的

转化率为90%, CO 2的转化率为70%. 合成气中CO 的体积分数为0.1246，CO 2的体积分数为0.0906

[15]

. 由反应方程式知：

n ×0.90×0.1246+n ×0.60×0.0906=3904.80

计算得: n = 23452.26 kmol/h 所以合成气的量为 ：23452.26 kmol/h 则合成气中各组分的量为：

2H n = 23452.26×0.7248=16998.20 kmol/h 2CO n = 23452.26×0.0906=2124.77 kmol/h 4CH n = 23452.26×0.0590=1383.68 kmol/h 2N n = 23452.26×0.001=23.45kmol/h CO n = 23452.26×0.1246=2922.15 kmol/h 则合成气中各组分的量见表2-1所示

表2-1 合成气组分物性表

根据以上的分析计算,生产成本按如下计算：按生产一吨甲醇来算 所需原料煤:1.6吨左右;成本费:1000元/吨 合计1.6×1000=1600元 维修费用:1000万元; 人力费用：300万元/年

合成气成分 H 2 CO CO 2 N 2 CH 4 体积分数% 72.48 12.46 9.06 0.10 5.90 摩尔流量kmol/h

16998.20

2922.15

2124.77

23.45

1383.68

运输费用：100万元/年

经计算大概每年成本费 1600×100万+1000万+300万+100万=16亿元

甲醇的售价2500元/吨；税率按20%计。

最终销售收入 25亿元/年

每年税后总利润（25-16）×（1-20%）=7.2亿元

第一年就开始赚钱了，是很合算的。

2.2 甲醇合成工艺流程框图

图2-1甲醇合成工艺流程框图

三、结论

1. 本设计选用国内采用较为广泛的生产路线即ICI法低压合成甲醇生产工艺路线，通过本文的设计可以看出此路线由于采用了将一部分合成气作为冷激气来吸收甲醇合成反应放出的热量，降低了生产消耗，简化了合成流程是较为合理的工艺路线.

2. 本设计中利用一氧化碳和二氧化碳在合成起中的体积比，以及二者在反应中的总转化率通过物料衡算、能量衡算，计算出了完成生产任务量的甲醇所需要的合成气的量，以及合成气中各组分气体的用量与参考资料中的数据相比较，可以看出本设计的物料计算和能量计算比较接近真实数据.但由于本人时间、资料有限忽略了部分计算如甲醇合成中的一些副反

应，合成气中水的存在以及冷却、压缩过程中合成气的损失. 在实际具体情况中还应视具体情况做具体分析.

3. 误差分析经过核算发现从合成塔输出的甲醇与物料总衡算中所得甲醇量存在2%的误差. 分析原因主要有以下三点:1所选平衡常数存在误差由于本设计所选平衡常数的反应条件与文献所列反应条件存在一些差异,使得平衡常数选取不够准确,从而造成了物料衡算出现误差; 2 合成反应中各物料在混合气体中所占比例的改变引入误差由于合成反应达平衡态时,各物料组成比不同造成某些物性数据的改变,而由于本人缺乏设计经验,未能加以考虑； 3 计算数据有效数字取舍引入误差.

煤制甲醇工艺设计

煤制甲醇工艺流程化设计 主反应为：C + O 2 → C O + C O 2 + H 2 → C H 3O 副反应为： 1 造气工段 （1）原料：由于甲醇生产工艺成熟,市场竞争激烈,选用合适的原料就成为项目的关键,以天然气和重油为原料合成工艺简单，投资相对较少，得到大多数国家的青睐，但从我国资源背景看，煤炭储量远大于石油、天然气储量，随着石油资源紧缺、油价上涨，在大力发展煤炭洁净利用技术的形势下，应该优先考虑以煤为原料,所以本设计选用煤作原料。 图1-1 甲醇生产工艺示意图 （2）工艺概述：反应器选择流化床，采用水煤浆气化激冷流程。原料煤通过粉碎制成65%的水煤浆与99.6%的高压氧通过烧嘴进入气化炉进行气化反应，产生的粗煤气主要成分为CO ，CO 2，H ２等。 2423CO H CH H O +?+2492483CO H C H OH H O +?+222CO H CO H O +?+

2 净化工段 由于水煤浆气化工序制得粗煤气的水汽比高达1.4可以直接进行CO变换不需加入其他水蒸气，故先进行部分耐硫变换，将CO转化为CO2，变换气与未变换气汇合进入低温甲醇洗工序，脱除H2S和过量的CO2，最终达到合适的碳氢比，得到合成甲醇的新鲜气。 CO反应式： CO+H O=CO+H 222 3 合成工段 合成工段工艺流程图如图1。 合成反应要点在于合成塔反应温度的控制，另外，一般甲醇合成反应10～15Mpa的高压需要高标准的设备，这一项增加了很大的设备投资，在设计时，选择目前先进的林达均温合成塔，操作压力仅5.2MPa，由于这种管壳式塔的催化剂床层温度平稳均匀，反应的转化率很高。在合成工段充分利用自动化控制方法，实行连锁机制，通过控制壳程的中压蒸汽的压力，能及时有效的掌控反应条件，从而确保合成产品的质量。 合成主反应： CO+2H=CH OH 23 主要副反应： CO+3H=CH OH+H O 2232 4 精馏工段 精馏工段工艺流程图见图2。 合成反应的副产主要为醚、酮和多元醇类，本设计要求产品达质量到国家一级标准，因此对精馏工艺的合理设计关系重大，是该设计的重点工作。设计中选用双塔流程，对各物料的进出量和回流比进行了优化，另外，为了进一步提高精甲醇质量，从主塔回流量中采出低沸点物继续进预塔精馏，这一循环流程能有效的提高甲醇的质量。

年产20万吨甲醇制二甲醚生产工艺初步设计

太原理工大学化学化工学院 《化工设计》课程设计讲明书 年产20万吨甲醇制二甲醚生产工艺初步设计

学生学号：2009002273 学生姓名：武晓佩 专业班级：化工工艺0904 指导教师：郑家军 起止日期： 2012.11.26～2012.12.21

化工设计课程设计任务书

摘要 作为LPG和石油类的替代燃料，目前二甲醚(DME)倍受注目。DME 是具有与LPG的物理性质相类似的化学品，在燃烧时可不能产生破坏环境的气体，能廉价而大量地生产。与甲烷一样，被期望成为21世纪的能源之一。目前生产的二甲醚差不多上由甲醇脱水制得，即先合成甲醇，然后经甲醇脱水制成二甲醚。甲醇脱水制二甲醚分为液相法和气相法两种工艺，本设计采纳气相法制备二甲醚工艺。将甲醇加热蒸发，甲醇蒸气通过γ-AL2O3催化剂床层,气相甲醇脱水制得二甲醚。气相法的工艺过程要紧由甲醇加热、蒸发、甲醇脱水、二甲醚冷凝及精馏等组成。要紧完成以下工作： 1）精馏用到的二甲醚分离塔和甲醇回收塔的塔高、塔径、塔板布置等的设计； 2）所需换热器、泵的计算及选型； 关键词：二甲醚，甲醇，工艺设计。

Abstract: As LPG and oil alternative fuel, DME has drawn attentions at present. Physical properties of DME is similar for LPG, and don’t produce combustion gas to damage the environment, so, It can be produced largely. Like methane, DME is expected to become 21st century energy resources., DME is prepared by methanol dehydration, namely, synthetic methanol first and then methanol dehydration to dimethyl etherby methanol dehydration. Methanol dehydration to DME is divided into two kinds of liquid phase and gas-phase process. This design uses a process gas of dimethyl ether prepared by dimethyl. Heating methanol to evaporation, methanol vapor through the γ-AL2O3catalyst bed, vapor methanol dehydration to dimethyl etherby. This process is made of methanol process heating, evaporation, dehydration of methanol, dimethyl ether condensation and distillation etc. Completed for the following work: 1) Distillation tower used in separation of dimethyl ether and methanol recovery , column height of tower ,diameter, arrangement of column plate etc; 2) The calculation and selection of heat exchanger, pump;

年产20万吨煤制甲醇生产工艺初步设计_毕业设计书

年产20万吨煤制甲醇生产工艺初步设计 摘要 甲醇是一种极重要的有机化工原料，也是一种燃料，是碳一化学的基础产品，在国民经济中占有十分重要的地位。近年来，随着甲醇下属产品的开发，特别是甲醇燃料的推广应用，甲醇的需求大幅度上升。为了满足经济发展对甲醇的需求，开展了此20万t/a的甲醇项目。设计的主要内容是进行工艺论证，物料衡算和热量衡算等。本设计本着符合国情、技术先进和易得、经济、环保的原则，采用煤炭为原料；利用GSP气化工艺造气；NHD净化工艺净化合成气体；低压下利用列管均温合成塔合成甲醇；三塔精馏工艺精制甲醇；此外严格控制三废的排放，充分利用废热，降低能耗，保证人员安全与卫生。 关键词：甲醇、合成、精馏。

abstract Methanol is a kind of extremely important organic industrial chemicals, and a kind of fuel too, it is the basic products of the chemistry of carbon one. It is very important in national economy. In recent years, with the development of the products that are made from methanol, especially the popularization and application of the fuel of methanol, the demand for the methanol rises by a large margin. In order to satisfy economic development's demands for methanol , have launched the methanol project of this 200,000t/a. Main content that design to carry on craft prove, supplies weighing apparatus regard as with heat weighing apparatus charging etc The principle of the design in line with according with the national conditions, technologically advanced and apt, economy, protecting environment,. Coals is adopted as raw materials; the craft of GSP gasification is utilized to make water gas; the craft of NHD purification is utilized to purify the syngas; tubular average -temperature reaction is utilized to synthesize methanol keeping in low pressure; the rectification craft of three towers is utilized to rectify methanol; In addition control the discharge of the three wastes strictly, fully utilize used heat, reduce energy consumption, guarantee the personal security and hygiene. Keyword: Methanol, synthesis, rectification. 目录

万吨甲醇生产工艺设计方案

100万吨/年甲醇的市场分析与 生产工艺设计 学生：何鹏邱宝成张建豪 市场分析 与其他人的合成工序不同，我首先将市场分析放在首位。这也是突出了市场分析对于生 产规模的确定的重要作用，及时捕捉市场的准确动态与否决定了现代企业的生死存亡。 能够从以往的公司兴衰历史中总结出经验与教训，在这个竞争如此激烈的时代显得更是 十分必要。首先不得不承认一个严峻的事实：国内甲醇产能严重过剩！比较下表< 表1- 1）的产能与表观消费量的差距就会看出： 表1-1 2006?2009年国内供需平衡情况及2018年预测 这对于建甲醇厂可能是个很大的打击，但是时代在向前发展，工业化日益发达，所需的这些基础化工原料的需求量也是在增长的。准确掌握市场动向，生产出符合需求的产品，积极拓展下游产业链，如醇醚燃料和煤基烯烃都是未来的主要发展方向，而且符合国家能源安全战略，这是企业得到良好发展必须具备的战略性意识。 当然肯定不止这些，目前全球主要的甲醇的生产地包括亚洲、中东地区、中南美洲< 比较表1-2和1-3），而就消费量来说排在前三的是亚洲、北美和西欧，而中国作为亚洲经济发展的中心，已逐渐成为甲醇的最大消费国，每年的净进口量都在增加，这对于国内的企业来说无疑有了外在投资环境的先天优势。

资料显示，目前国内的甲醇年消耗量仅为2200 万吨，国内甲醇企业目前开工率为 64% ，部分企业迫于出货压力，纷纷调低装置负荷。我国甲醇产能过剩严重且短期难以有所改变的现象亟待引起关 注。与此同时，进口甲醇优势明显冲击国内行业，中东地区天然气资源丰富，所以他们主要用天然气为原料生产甲醇，成本低而且质量较好；国内的甲醇企业大多采用煤炭作为原料，与进口甲醇相比存在价格上的先天不足，从而当甲醇价格下跌时容易导致亏损。2018 年，除少数企业盈利外，80% 以上甲醇企业亏损或持平，甚至连综合成本最低的焦炉煤气制甲醇企业也因焦炭装置负荷率太低、原料供应不足而难以实现盈利。自2005 年起国家发改委公布《天然气利用政策》指出，新建或扩建以天然气为原料生产甲醇及甲醇生产下游装置，以天然气代煤制甲醇工程被列为禁止类，这将进一步增加煤制甲醇的成本，并削弱国内甲醇行业的竞争力。以上是在经济全球化的大背景下的国内甲醇行业的大致行情，可以说外部政策是良好的，需要考虑的是如何在国际贸易中提升自身竞争力以及如何向下游产品链进行延伸。 发展醇醚燃料有利于缓解我国石油供需矛盾，是近期替代能源工作的重点。如果甲醇汽油标准能够在2008 年制定完毕，而且国家允许甲醇汽车上市，同时加油站等配套系统能够得到完善，则预计2018年我国M85- M100的甲醇汽车将达到1万辆左右，需要消 耗燃料甲醇320 万吨＜其中甲醇直接掺烧300 万吨）。 二甲醚具有无污染、燃烧热值高等优点，不但可以用作民用燃料，还能够作为柴油替代产品。目前，我国已经具备93 万吨/年的二甲醚生产能力＜全部是外购甲醇生产二甲醚）。由于二甲醚生产技术国产化程度较高，预计“十一五”期间发展空间较大。继上海市二甲醚公交车投入试运行之后，北京、武汉等地也有意引进二甲醚公交车进行试运行。根据醇醚协会统计，“十一五”期间在建的二甲醚工程共有14 个，产能合计419 万 吨/ 年。其中配套有甲醇的工程产能合计90 万吨。需要外购甲醇的工程产能合计329 万吨。若外购甲醇的二甲醚生产能力中有70%可以在2018 年年底前建成，加上现有能力93 万吨,届时需要外购甲醇的二甲醚产能总计为323 万吨/ 年；若能够全部建成，则外购甲醇的二甲醚产能将达到 422 万吨/年。预计到“十一五”末期，生产二甲醚将需要市场采购甲醇480- 600 万吨。 作为燃料添加剂的MTBE由于市场需求比较稳定，“十一五”期间对于甲醇的需求 量不会有大幅度的增长。目前国际油价仍处于高位运行，相对于石油法烯烃而言，煤制 烯烃具有一定的成本优势。同时，煤制烯烃也符合我国“少油富煤”的能源形势。预计 “十一五”期间甲醇制烯烃将会有一定的发展空间。目前，我国共有个6甲醇制烯烃在 建和拟建工程，烯烃产能合计为325万吨/年，共计消耗甲醇996万吨/年。但是由于这

生产甲醇的工艺流程

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 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 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+H2O==H2+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。（如：低温甲醇洗）

甲醇生产工艺原理

一氧化碳加氢为多方向反应，随反应条件及所用催化剂的不同，可生成醇、烃、醚等产物，因而在甲醇合成过程中可能发生以下反应： ●主反应：CO＋H2≒CH3OH＋Q CO2＋3 H2≒CH3OH＋H2O＋Q ●副反应：CO＋3H2≒CH4＋H2O＋Q 2CO＋4H2≒C2H5OH(乙醇)＋H2O＋Q 2CO＋4H2≒CH3OCH3（甲醚）＋H2O＋Q 一、甲醇合成反应影响因素有哪些？ 1、温度 2、压力 3、空速 4、惰性气 5、CO2含量：CO2也能参加合成甲醇的反应，但对锌铬系催化剂，对于铜系催化剂，CO2的作用比较复杂，即有动力学方面的作用，还可能具有化学助剂的作用，归纳起来，其有利的方面为： 1)含有一定量的CO2可促进甲醇的提高 2)提高催化剂的选择性，可降低醚类等副反应的发生 3)可更有利于调节温度，防止超温，延长催化剂使用寿命 4)防止催化剂结炭 其不利方面：

1)与CO合成甲醇相比，每生成1kg甲醇多消耗0.7m3的H2 2)使粗醇中水含量增加，甲醇浓度降低 总之，在选择操作条件时，应权衡CO2作用的利弊。通常，在使用初期，催化剂活性较好时，应适当提高原料气中CO2的浓度使合成甲醇反应不致于过分剧烈，以得于床层温度的控制；在使用后期，可适当降低原料气中的CO2浓度，促进合成甲醇反应的进行，控制与稳定床层温度。 二、铜基甲醇催化剂还原方法有几种，优缺点？ 铜基甲醇催化剂掺入使用前，必须用氢小心还原使其活化。其还原过程是一个强放热反应，每消耗1%的H2，引起绝热漫长约28℃，反应式如下： CuO+H2=Cu+86.7kj/mol 在工作业上，可采用低氢和高氢还原两种方法。 低氢还原特点：床层温度便于控制，有利于提高催化剂的活性，缺点：时间较长（80-100小时）。 高氢还原特点：还原时间较短40小时，缺点：操作必须十分细心严格，稍有不慎，将引起催化剂床层剧烈超温，导致催化剂失活报废。另外操作不当，催化剂强度易受到损害，造成催化剂部分粉化而引起床层压差大。有文献认为，在高浓度氢气下，容易发生深度还原，使CuO全部还原成金属铜而引起活性与选择性的下降。 三、何为醇净值？怎样进行估算？

化学工程与工艺专业毕业设计-年产30万吨甲醇生产工艺初步设计

化学工程与工艺专业毕业设计-年产30万吨甲醇生产工艺初步设计

海南大学 毕业设计 题目：年产30万吨甲醇生产工艺初步设计学号：20060124059 姓名：胡文涛 年级：2006级 学院：材料与化工学院 系别：化工系 专业：化学工程与工艺 指导教师：张德拉徐树英 完成日期：2010年5月20日

摘要 甲醇是简单的饱和脂肪醇，分子式为CH3OH。它是重要的化工原料和清洁燃料，用途广泛，在国民经济中占有十分重要的地位。近些年，随着甲醇下游产品的开发及甲醇作为燃料的推广，甲醇的需求量大幅增长。因此，经过分析比较各种生产原料、合成工艺后，本设计采用焦炉煤气为原料年产30万吨甲醇，以满足国内需求。 设计遵循“技术先进、工艺成熟、经济合理、安全环保”等原则，在充分论证国内外各种先进生产方法、工艺流程和设备配置基础上，选用以原料气经“栲胶脱硫、干法脱硫、甲烷转化、催化合成、三塔精馏”工艺路线生产甲醇。设计的重点工艺流程设计论证，甲醇合成工段及三塔精馏工段的工艺计算及设备设计选型。主要设备合成塔选用Lurgi塔，常压精馏塔选用浮阀塔。此外，在设计中充分考虑环境保护和劳动安全的同时，以减少“三废”排放，加强“三废”治理，确保安全生产，消除并尽可能减少工厂生产对职工的伤害。 关键词：煤气脱硫转化合成精馏工艺设计

一．总论 1．概述 1.1甲醇的性质 甲醇是饱和醇系列中的代表，在常温常压下，纯甲醇是无色、不流动、易挥发、可燃的有毒液体，有类似于乙醇的性质。甲醇可与水、丙酮、醇类、酯类及卤代烷类等很多有机溶剂互溶，但不能与脂肪烃类化合物互溶。甲醇是最简单的饱和脂肪醇，具有脂肪醇的化学性能，其化学性很活泼，如氧化反应、氨化反应、酯化反应、羟基化反应、卤化反应、脱水反应、裂解反应等。其主要物理性质如下表： 表1-1 甲醇的主要物理性质[1]项目数值项目数值液体密度／ kg·m－3 793.1 临界常数 蒸汽密度／kg·m－31.43 临界温度 ﹙T c﹚／℃ 240 沸点／℃64.65 临界压力 ﹙p c﹚／MPa 7.97 熔点／℃－ 97.8 生成热／kJ·mol －1 闪点／℃气体﹙25℃﹚－ 201.22 开杯法16.0 液体﹙25℃﹚－ 238.73 闭杯法12.0 燃烧热／kJ·mol

年产50万吨甲醇合成工艺初步设计

年产50万吨甲醇合成工艺初步设计 摘要 本设计重点讨论了合成方案的选择，首先介绍了国内外甲醇工业的现状、甲醇原料的来源和甲醇本身的性质及用途。其次介绍了合成甲醇的基本原理以、影响合成甲醇的因素、甲醇合成反应速率的影响。在合成方案里面主要介绍了原料路线、不同原料制甲醇的方法、合成甲醇的三种方法、生产规模的选择、改善生产技术来进行节能降耗、引进国外先进的控制技术，进一步提高控制水平，来发展我国甲醇工业及简易的流程图。在工艺条件中，主要介绍了温度、压力、氢与一氧化碳的比例和空间速度。主要设备冷激式绝热反应器和列管式等温反应器介绍。最后进行了简单的物料衡算。 关键词:甲醇，合成塔

一、综述 (一)国内外甲醇工业现状 甲醇是重要的化工原料，应用广泛，主要用于生产甲醛，其消耗量约占甲醇总量的30%～40%;其次作为甲基化剂，生产甲胺、丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸甲酯、甲基叔丁基醚、对苯二甲酸二甲酯;甲醇羰基化可生产醋酸、酸酐、甲酸甲酯、碳酸二甲酯等。其次，甲醇低压羰基化生产醋酸，近年来发展很快。随着碳化工的发展，由甲醇出发合成乙二醇、乙醛、乙醇等工艺正在日益受到重视。国内甲醇装置规模普遍较小，且多采用煤头路线，以煤为原料的约占到78%;单位产能投资高，约为国外大型甲醇装置投资的2倍，导致财务费用和折旧费用高，这些都会影响成本。据了解，我国有近200家甲醇生产企业，但其中10万吨/年以上的装置却只占20%，最大的甲醇生产装置产能也就是60万吨/年，其余80%都是10万吨/年以下的装置。根据这样的装置格局，业内普遍估计，目前我国甲醇生产成本大约在1400,1800元/吨(约200美元/吨)，一旦出现市场供过于求的局面，国内甲醇价格有可能要下跌到约2000元/吨，甚至更低。这对产能规模小，单位产能投资较高的国内大部分甲醇生产企业来讲会加剧增。 而以中东和中南美洲为代表的国外甲醇装置普遍规模较大。目前国际上最大规模的甲醇装置产能以达到170万吨/年。2008年4月底，沙特甲醇公司170万吨/年的巨型甲醇装置在阿尔朱拜勒投产，使得

合成气生产甲醇工艺流程讲课教案

编号：No.20课题：合成气生产甲醇工艺流程 授课内容：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。

煤制甲醇合成工艺毕业设计模板

煤制甲醇合成工艺 毕业设计

资料内容仅供参考，如有不当或者侵权，请联系本人改正或者删除。 毕业设计 题目：年产20万吨煤制甲醇生产工艺初步设计学号： 姓名： 年级：09煤化工 学院： 系别:煤化工系 专业：煤化工指导教师： 完成日期：5月14日

摘要 甲醇是一种极重要的有机化工原料, 也是一种燃料, 是碳一化学的基础产品, 在国民经济中占有十分重要的地位。近年来, 随着甲醇下属产品的开发, 特别是甲醇燃料的推广应用, 甲醇的需求大幅度上升。为了满足经济发展对甲醇的需求, 开展了此20 万t/a 的甲醇项目。设计的主要内容是进行工艺论证, 物料衡算和热量衡算等。本设计本着符合国情、技术先进和易得、经济、环保的原则, 采用煤炭为原料; 利用GSP 气化工艺造气; NHD 净化工艺净化合成气体; 低压下利用列管均温合成塔合成甲醇; 三塔精馏工艺精制甲醇; 另外严格控制三废的排放, 充分利用废热, 降低能耗, 保证人员安全与卫生。 关键词: 甲醇、合成。

目录 1总 论 ............................................................... ? (4) 1.1 甲醇性质 (4) 1.2 甲醇用途 (4) 1.3 醇生产原 料 (4) 2 甲醇的合 成 (5) 2.1 甲醇合成的基本原 理 (5) 2.1.1 甲醇合成反应步骤 (5) 2.1.2 合成甲醇的化学反 应 (5)

2.1.3 甲醇合成反应的化学平 衡 (6) 3 甲醇合成的催化 剂 (6) 3.1 工业用甲醇合成催化 剂 (7) 4 甲醇合成的工艺条 件 (9) 4.1 反应温度 (9) 4.2 压力 (10) 4.3 空速 (10) 4.4 气体组 成 (11) 5 甲醇合成的工艺流 程 (12) 5.1 甲醇合成的方法 (12) 5.2 甲醇合成塔的选

(最新版)年产8万吨甲醇的生产工艺设计毕业设计

年产8万吨甲醇的生产工艺设计 An annual output of 80ktons of methanol process design 目录 摘要 ............................................................................................................................ I Abstract ................................................................................................................... II 前言 (1) 第一章概述 (2) 1.1 甲醇的性质 (2) 1.2 甲醇的用途 (2) 1.3 甲醇生产工艺的发展 (2) 1.4 甲醇的合成方法 (3) 1.4.1 常用的合成方法 (3) 1.4.2 本设计所采用的生产方法 (4) 1.5 生产方案与工艺流程设计 (4) 1.6 工艺流程简述 (5) 1.6.1 甲醇合成工艺流程简述 (5) 1.6.2 甲醇精馏工艺流程简述 (6) 第二章工艺计算 (7) 2.1 工艺技术参数 (7) 2.1.1 原料天然气规格 (7) 2.1.2 合成工段的工艺参数 (7) 2.1.3 产品质量标准............................................................................ 错误！未定义书签。 2.2 合成工段物料衡算 .................................................................. 错误！未定义书签。

甲醇工艺流程

甲醇的工艺流程 目前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,目前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 高压法 高压工艺流程一般指的是使用锌铬催化剂,在 300—400℃,30MPa高温高压下合成甲醇的过程.自从1923年第一次用这种方法合成甲醇成功后,差不多有50年的时间,世界上合成甲醇生产都沿用这种方法,仅在设计上有某些细节不同,例如甲醇合成塔内移热的方法有冷管型连续换热式和冷激型多段换热式两大类,反应气体流动的方式有轴向和径向或者二者兼有的混合型式,有副产蒸汽和不副产蒸汽的流程等.近几年来,我国开发了25-27MPa压力下在铜基催化剂上合成甲醇的技术,出口气体中甲醇含量4%左右,反应温度230-290℃. 中压法 中压法是在低压法研究基础上进一步发展起来的,由于低压法操作压力低,导致设备体积相当庞大,不利于甲醇生产的大型化.因此发展了压力为10MPa左右的甲醇合成中压法.它能更有效地降低建厂费用和甲醇生产成本.例如ICI公司研究成功了51-2型铜基催化剂,

合成气生产甲醇工艺流程

编号：No.20课题：合成气生产甲醇工艺流程授课内容：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。 或氧、空气 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

甲醇工艺流程

编号：No.20 课题：合成气生产甲醇工艺流程 授课内容：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（Hz- CQ）/ （CO+CO =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CQ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。

年产20万吨煤制甲醇合成工艺初步设计 煤化工毕业设计

年产20万吨煤制甲醇合成工艺初步设计煤化工毕业设 计 毕业设计题目年产20万吨煤制甲醇生产工艺初步设计 学号 姓名 年级 09煤化工 学院 系别煤化工系 专业煤化工 指导教师 完成日期 2012年5月14日

摘要甲醇是一种极重要的有机化工原料也是一种燃料是碳一化学的基础产品在国民经济中占有十分重要的地位近年来随着甲醇下属产品的开发特别是甲醇燃料的推广应用甲醇的需求大幅度上升为了满足经济发展对甲醇的需求开展了此20万ta的甲醇项目设计的主要内容是进行工艺论证物料衡算和热量衡算等本设计本着符合国情技术先进和易得经济环保的原则采用煤炭为原料利用GSP气化工艺造气NHD净化工艺净化合成气体低压下利用列管均温合成塔合成甲醇三塔精馏工艺精制甲醇此外严格控制三废的排放充分利用废热降低能耗保证人员安全与卫生关键词甲醇合成目录 1总论 4 11甲醇性质 4 12甲醇用途 4 13醇生产原料 4 2甲醇的合成 5 21甲醇合成的基本原理 5 211甲醇合成反应步骤 5 212合成甲醇的化学反应 5 213甲醇合成反应的化学平衡 6 3甲醇合成的催化剂 6 31工业用甲醇合成催化剂 7 4甲醇合成的工艺条件 9 41反应温度 9 42压力 10

43 空速 10 44气体组成 11 5甲醇合成的工艺流程 12 51甲醇合成的方法 12 52甲醇合成塔的选择 15 53甲醇合成的工艺流程 18 6主要设备的工艺计算及选型 19 61甲醇合成塔的设计 19 62水冷器的工艺设计 22 63循环压缩机的选型 25 7设计结果评价 26 8参考文献 27 致谢 27 附工程图纸 1甲醇合成塔简图 2甲醇合成工艺流程图 1总论 11甲醇性质 甲醇俗称木醇木精英文名为methanol分子式CH3OH是一种无色透明易燃有毒易挥发的液体略带酒精味分子量3204化学性质较活泼能发生氧化酯化羰基化等化学反应是重要有机化工原料和优质燃料广泛应用于精细化工塑料医药林产品加工等领域主要用于生产甲醛消耗量要占到总产量的一半甲醛则是生产各种合成树脂不可少的原料用甲醇作甲基化试剂可生产丙烯酸甲酯对苯二甲酸二甲

煤制甲醇生产设计开题报告

毕业论文开题报告

、拟研究的主要内容和思路 1.研究内容： 本文讨论的是以煤为原料生产甲醇的工艺设计，主要采用气化工艺将原料煤气化为合成气； 然后通过变换和脱硫脱碳工艺将合成气转化为满足甲醇合成条件的原料气；利用原料气合成甲醇， 生成的粗甲醇送入精馏塔精馏，得到精甲醇。通过研究选出最优的煤气化工艺，合成气净化工艺，甲醇合成工艺以及粗甲醇精馏工艺来进行工业生产。 2.工艺设计： A.煤气化技术路线的选择：采用GSP工艺技术。 B.净化工艺方案的选择： 变换工序：采用的是部分气变换。 脱硫脱碳工序：采用了NHD脱硫脱碳净化工艺。 硫回收 C.合成甲醇工艺的选择：设计采用的是固定管板列管合成塔低压合成工艺。 3.本设计的特色 本设计本着符合国情、技术先进和易得、经济、环保的原则，采用煤炭为原料；利用GSP气化工艺造气；NHD净化工艺净化合成气体；低压下利用列管均温合成塔合成甲醇；三塔精馏工艺精制甲醇；此外严格控制三废的排放，充分利用废热，降低能耗，保证人员安全与卫生。 三、时间安排 第六学期第五周资料调研和整理，准备开题报告，提交设计计划和方案 第六周至第十三周设计工作，按确定的设计方案和工艺流程进行论证研究，完成基本设计基础 工作 第十四周中期检查，总结工作 第十五周至十七周完成毕业设计的理论计算和图纸设计工作 第十八周至十九周完成毕业设计的编写工作并提交论文，答辩。 四、主要参考文献 1.谷小虎,曹敏,王兰甫,马嫚.中国煤制甲醇产业现状[J].洁净煤技术，2008年，(6) :5-7. 2.曾纪龙.大型煤制甲醇的气化和合成工艺选择[J].煤化工,2005年,(5):1-5. 李大尚.GSF技术是煤制合成气(或H2)工艺的最佳选择[J].煤化工.2005年.(3):1-6. 4.王莉.合成甲醇催化剂的研究进展[J].化肥设计,2007年,(3): 55-58.

甲醇生产工艺流程

甲醇生产工艺流程（10万吨/年工艺！化工二院设计） 本工程以焦炉煤气为原料，选用湿法加干法脱硫，纯氧催化部分氧化转化，低压合成，三塔精馏工艺。 工艺流程简述 湿法脱硫: 首先将来自焦化厂气柜加压站的粗脱硫煤气(H2S:200mg/Nm3)进入本工程脱硫塔，与塔顶喷淋下来的烤胶脱硫液逆流接触洗涤、补雾段除去雾滴后送至焦炉气压缩气柜。 焦炉气压缩： 将来自气柜H2S含量小于20mg/Nm3 、200mmH2O、温度40℃的焦炉气，到一入总油水分离器分离油水，到一段入口缓冲器减压缓冲，进入一段气缸加压至0.23MPa（绝），温度130℃，经一段出口缓冲器减压缓冲，进入一段水冷却器冷却至40℃，一段油水分离器分离油水后，进入二段入口缓冲器减压缓冲，经二段气缸加压至0.491 MPa（绝）温度130℃经二段出口缓冲器减压

缓冲，二段水冷却器冷却至40℃，二段油水分离器分离油水后，进入三段入口缓冲器减压缓冲，经三段气缸加压至11.10 MPa （绝），温度130℃经三段出口缓冲器减压缓冲，三段水冷却器冷却至40℃，三段油水分离器分离油水后，进入四段入口缓冲器减压缓冲，经四段气缸加压至2.5 MPa，温度130℃，经四段出口缓冲器减压缓冲，四段水冷却器冷却至40℃，四段油水分离器分离油水后，送精脱硫转化工段。 转化： 焦炉气来自压缩机的压力2.5MPa,温度40℃的焦炉气经过过滤器（F61201A/B）.过滤器分离掉油水与杂质。再经预脱硫槽脱除大部分无机硫后去转化工段焦炉气初预热器预热300℃、压力2.5 MPa。回精脱硫的一级加氢转化器，气体中的有机硫在此进行加氢转化生成无机硫；不饱和烃生成饱和烃。加氢后的气体进入中温脱硫槽（D61203ABC）脱除绝大部分的无机硫；之后再经过二级加氢转化器（D61205）将残余的有机硫进行转化；最后经过中温氧化锌（D61204AB）把关。使出口焦炉气中总硫<0.1pp m后送至转化工序。 精脱硫来的29196Nm3/h焦炉气总硫?0.1ppm和转化废热锅炉自产蒸气14.376t/h混合进入C60602焦炉气预热器〈壳程〉预热3

产万吨煤制甲醇合成工段初步设计方案

目录 第1章概述4 1.1甲醇性质4 1.2甲醇用途4 1.3甲醇生产工艺的发4 1. 4甲醇生产原料5 第2章工艺流程设计6 2.1合成甲醇工艺的选择6 2.1.1甲醇合成塔的选择6 2.1.2催化剂的选用6 2.1.3合成工序工艺操作条件的确定与论证8 第3章工艺流程10 3.1甲醇合成工艺流程10 第4章工艺计算12 4.1物料衡算12 4.1.1合成工段13 4.2能量衡算18 4.2.1煤发电量18 4.2.2合成工段18 第5章主要设备的计算和选型22 5.1甲醇合成塔的设计22 5.2水冷器的工艺设计25 5.3循环压缩机的选型28 5.4气化炉的选型28 5.5甲醇合成厂的主要设备一览表28 第6章合成车间设计29 6.1厂房的整体布置设计29 6.2合成车间设备布置的设计29 第7章设计结果评价30 参考文献31 致谢32 第1章概述 1.1甲醇性质 甲醇俗称木醇、木精，英文名为methanol，分子式CH3OH。是一种无色、透明、易燃、有毒、易挥发的液体，略带酒精味；分子量32.04，相对密度0.7914(d420>，蒸气相对密度1.11(空气=1>，熔点-97.8℃，沸点64.7℃，闪点<

开杯）16℃，自燃点473℃，折射率(20℃>1.3287，表面张力<25℃）45.05mN/m，蒸气压<20℃）12.265kPa，粘度<20℃）0.5945mPa?s。能与水、乙醇、乙醚、苯、酮类和大多数其他有机溶剂混溶。蒸气与空气形成爆炸性混合物，爆炸极限 6.0％～36.5﹪<体积比）。化学性质较活泼，能发生氧化、酯化、羰基化等化学反应。 1.2甲醇用途 甲醇是重要有机化工原料和优质燃料，广泛应用于精细化工，塑料，医药，林产品加工等领域。甲醇主要用于生产甲醛，消耗量要占到甲醇总产量的一半，甲醛则是生产各种合成树脂不可少的原料。用甲醇作甲基化试剂可生产丙烯酸甲酯、对苯二甲酸二甲酯、甲胺、甲基苯胺、甲烷氯化物等；甲醇羰基化可生产醋酸、醋酐、甲酸甲酯等重要有机合成中间体，它们是制造各种染料、药品、农药、炸药、香料、喷漆的原料，目前用甲醇合成乙二醇、乙醛、乙醇也日益受到重视。甲醇也是一种重要的有机溶剂，其溶解性能优于乙醇，可用于调制油漆。作为一种良好的萃取剂，甲醇在分析化学中可用于一些物质的分离。甲醇还是一种很有前景的清洁能源，甲醇燃料以其安全、廉价、燃烧充分，利用率高、环保的众多优点，替代汽油已经成为车用燃料的发展方向之一；另外燃料级甲醇用于供热和发电，也可达到环保要求。甲醇还可经生物发酵生成甲醇蛋白，富含维生素和蛋白质，具有营养价值高而成本低的优点，用作饲料添加剂，有着广阔的应用前景。 1.3甲醇生产工艺的发展 甲醇是醇类中最简单的一元醇。1661年英国化学家R.波义耳首先干馏后的液体产物中发现甲醇，故甲醇俗称木精、木醇。在自然界只有某些树叶或果实中含有少量的游离态甲醇，绝大多数以酯或醚的形式存在。1857年法国的M·贝特洛在实验室用一氯甲烷在碱性溶液中水解也制得了甲醇。 1923年德国BASF公司首先用合成气在高压下实现了甲醇的工业化生产，直到1965年，这种高压法工艺是合成甲醇的唯一方法。1966年英国ICI公司开发了低压法工艺，接着又开发了中压法工艺。1971年德国的Lurgi公司相继开发了适用于天然气－渣油为原料的低压法工艺。由于低压法比高压法在能耗、装置建设和单系列反应器生产能力方面具有明显的优越性，所以从70年代中期起，国外新建装置大多采用低压法工艺。世界上典型的甲醇合成工艺主要有ICI工艺、Lurgi工艺和三菱瓦斯化学公司(MCC>工艺。目前，国外的液相甲醇合成新工艺具有投资省、热效率高、生产成本低的显著优点，尤其是LPMEOHTM工艺，