年产50万吨甲醇合成工艺初步设计说明.docx

下载可编辑 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 .专业 .整理 . 下载可编辑 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 .专业 .整理 . 下载可编辑 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 ，使得该公司 5 套大型甲醇装置的总产能投资大幅下降 ，成本竞争力大为增强 。据石油和化工规划院分析 ，目前国外天然气产地在建的大型甲醇生产装置成本只有 60～80 美元 / 吨。 不仅如此 ，国外大型甲醇装置多以天然气为原料 ，采用天然气两端转化技术 ，包括德国鲁奇公司 ，丹麦托普索公司 ，英国卜内门化工公司和日本三菱公司等企业的技术 。相对煤基甲醇技术 ，天然气转化技术成熟可靠 ，转化规模受甲醇规模影响较小 ，装置紧凑 ，占地面积小 。尽管近年来国际市场天然气价格也在上涨 。但国外甲醇生产企业依靠长期供应协议将价格影响因素将至最低 。 而我国大部分甲醇生产以煤为原料 ，气化装置规模有限和占地面积大的先天缺陷制约着甲醇生产装置向大型化发展 。同时近年来煤炭价格的大幅度上涨对本来还具有一定成本优势的煤基甲醇生产较 大影响，再加上煤基甲醇大多建在西部地区 ，运输费用较高 。种种因素进一步削弱了煤基甲醇的价格竞争力 。 国外大型甲醇装置集中投产后 ，传统的销售渠道无法消化聚然增多的甲醇 。2010 年之前，国外甲醇以低价冲击中国市场几无悬念 。 .专业 .整理 . 下载可编辑 甲醇合成工段设计基础数据 原料气组成 物料 CO 2 H2 CH4 N2 CO 组成 28.2 2.83 65.8 1.4 1.77 （V%） 2.粗甲醇组成 物料 CH3OH (CH3)2O C4H9 OH H2O 组成 93.86 0.20 0.03 5.91 （wt% ） 3.粗甲醇中合成气溶解情况表 气体 H2 CO CO2 N 2 Ar CH4 溶解量 （m 3/t 粗甲 4.364 0.815 7.780 0.365 0.243 1.680 醇） 4.合成工艺条件 合成方法及工艺条件自行选择 ，工艺要体现绿色 、环保 、先 进，并具有一定的经济性 。 公用工程 ： 1）热剂用蒸汽 ：根据生产需要选用不同压力级别的蒸汽 2）冷剂用循环冷却水 ：上水温度可取 25 ℃。 .专业 .整理 . 下载可编辑 二、甲醇合成的基本原理 (一)反应原理 主反应 CO+2H 2=CH 3OH 副反应 2CO+3H 2 =(CH 3)2O+H 2O CO+3H 2=H 2 O+CH 4 4CO+8H 2 =C 4H9OH+3H 2O CO2 +H 2=CO+H 2 O 三、生产方案的选择 甲醇的生产技术发展很快