畢業(yè)設(shè)計(jì) 馬超.doc

巴音郭楞石油化工學(xué)院畢業(yè)論文巴音郭楞職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書天然氣制甲醇的生產(chǎn)工藝設(shè)計(jì) 專 業(yè)： 石油化工生產(chǎn)技術(shù) 班 級(jí)： 11屆高職1班 姓 名： 馬 超 學(xué) 號(hào)： 2011140627 指導(dǎo)教師： 周 林 碧 設(shè)計(jì)成績(jī)： 二O一 三屆畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）任務(wù)書 專業(yè)：石油化工生產(chǎn)技術(shù) 班級(jí)：11高職1班 姓名：馬超 學(xué)號(hào)：2011140627一、設(shè)計(jì)題目：天然氣制甲醇的工藝設(shè)計(jì)。二、課題的意義及培養(yǎng)目標(biāo)：甲醇是一種重要的基本化工原料，用途十分廣泛，其產(chǎn)量?jī)H次于乙烯、丙酮和苯，占第四位。它是生產(chǎn)三大合成材料、農(nóng)藥、染料、藥品的原料，也是汽油替代品和代替石油生產(chǎn)乙烯的原料路線。甲醇的合成方法很多，本設(shè)計(jì)要求以天然氣為原料生產(chǎn)甲醇，了解甲醇的生產(chǎn)工藝，并從中選擇一種技術(shù)成熟、工藝簡(jiǎn)單、收率高、質(zhì)量好且對(duì)環(huán)境無污染的最佳生產(chǎn)工藝流程。并通過資料查閱，了解甲醇的用途和用天然氣生產(chǎn)甲醇的前景。三、設(shè)計(jì)內(nèi)容： 1、以天然氣為原料生產(chǎn)甲醇的總工藝流程及各主要工序工藝流程； 2、有關(guān)設(shè)備和生產(chǎn)操作要點(diǎn)； 3、影響甲醇生產(chǎn)的因素；4、生產(chǎn)中的安全注意事項(xiàng)； 5、甲醇生產(chǎn)中的“三廢”處理 ； 四、設(shè)計(jì)進(jìn)度安排及完成的相關(guān)任務(wù)（以教學(xué)周為單位）：周 次設(shè)計(jì)（論文）任務(wù)及要求11熟悉工作任務(wù)、查資料、閱讀文獻(xiàn)、12搜集、整理相關(guān)內(nèi)容1314按任務(wù)說明書的要求撰寫論文1516修改并定稿，打印論文。熟悉相關(guān)內(nèi)容，準(zhǔn)備答辯17答辯五、上交資料：1、A4紙打印論文一份，（按統(tǒng)一格式撰寫）2、論文中要有工藝流程圖和主要物理參數(shù)。六、起止日期：年 月 日 年 月 日七、指導(dǎo)教師： 周林碧 八、審核批準(zhǔn)： 化工學(xué)院院長(zhǎng)： 教研室主任： 年 月 日九、設(shè)計(jì)評(píng)語：十、設(shè)計(jì)成績(jī)：年 月 日目錄第一部分 產(chǎn)品概述11.1產(chǎn)品介紹：11.1.1 物理性質(zhì)：11.1.2化學(xué)性質(zhì)：21.1.3作用與用途：21.2 甲醇行業(yè)介紹：31.2.1 世界甲醇行業(yè)新特點(diǎn)：31.2.2 我國(guó)甲醇行業(yè)的特點(diǎn)31.2.3 中國(guó)甲醇行業(yè)存在的風(fēng)險(xiǎn)：41.2.4 中國(guó)甲醇行業(yè)的機(jī)遇51.3甲醇市場(chǎng)分析：61.3.1 供需狀況及產(chǎn)能分布61.3.2 我國(guó)甲醇供需平衡分析6第二部分 甲醇的工業(yè)生產(chǎn)方法簡(jiǎn)介82.1 甲醇的合成方法82.2簡(jiǎn)述高壓法、中壓法、低壓法三種方法及區(qū)別82.3甲醇的工業(yè)生產(chǎn)方法有以下幾種：92.3.1 簡(jiǎn)述天然氣制甲醇的生產(chǎn)方法：92.3.2 簡(jiǎn)述煤、焦炭制甲醇的生產(chǎn)方法102.3.3簡(jiǎn)述油制甲醇的生產(chǎn)方法102.3.4簡(jiǎn)述聯(lián)醇生產(chǎn)方法：11第三部分以天然氣為原料生產(chǎn)甲醇的工藝流程和各工序控制要點(diǎn)123.1天然氣法合成甲醇生產(chǎn)工藝舉例123.1.1工藝流程說明123.1.2 消耗指標(biāo)143.1.3影響甲醇生產(chǎn)的因素14第四部分主要設(shè)備16第五部分甲醇生產(chǎn)中的“三廢”處理16第六部分 甲醇生產(chǎn)中的安全注意事項(xiàng)176.1甲醇生產(chǎn)安全措施176.1.1危險(xiǎn)性概述176.1.2泄漏應(yīng)急處理176.1.3操作處置與儲(chǔ)存186.2 包裝及貯運(yùn)：186.3毒性和防護(hù)：18第七部分 畢業(yè)設(shè)計(jì)總結(jié)和體會(huì)19第八部分 參考文獻(xiàn)21【中文摘要】：甲醇是一種重要的有機(jī)化工原料，主要用于生產(chǎn)甲醛，消耗量要占到甲醛總產(chǎn)量的一半。目前用甲醇合成二甲醚、乙二醇、乙醛、乙醇也日益受到重視。甲醇是一種重要的有機(jī)溶劑，其溶解性能優(yōu)于乙醇，可用于調(diào)制油漆。也是重要的化學(xué)工業(yè)基礎(chǔ)原料和清潔液體燃料，它廣泛用于有機(jī)合成、醫(yī)藥、農(nóng)藥、涂料、染料、汽車和國(guó)防等工業(yè)中，同時(shí)是制造甲醛和農(nóng)藥、醫(yī)藥等的原料。以天然氣為原料的甲醇裝置，對(duì)其工業(yè)上合成制備有四種方法，同時(shí)分析了工藝技術(shù)和主要設(shè)備的國(guó)產(chǎn)化前景，認(rèn)為“加熱型兩段轉(zhuǎn)化工藝管束式合成塔流程兩塔精餾”的基本工藝方案，是目前國(guó)產(chǎn)化最好的選擇?！娟P(guān)鍵詞】： 天然氣制甲醇 工業(yè)生產(chǎn) 國(guó)產(chǎn)化 甲醇行業(yè)22巴音郭楞石油化工學(xué)院畢業(yè)論文第一部分 產(chǎn)品概述1.1產(chǎn)品介紹：甲醇系結(jié)構(gòu)最為簡(jiǎn)單的飽和一元醇，化學(xué)式CH3OH又稱“木醇”或“木精”。是無色有酒精氣味易揮發(fā)的液體。有毒，誤飲510毫升能雙目失明，大量飲用會(huì)導(dǎo)致死亡。用于制造甲醛和農(nóng)藥等，并用作有機(jī)物的萃取劑和酒精的變性劑等。通常由一氧化碳與氫氣反應(yīng)制得。1.1.1 物理性質(zhì)：純甲醇為無色透明略帶酒精氣味的易揮發(fā)液體，甲醇分子式：CH4O，分子量 32.04，沸點(diǎn)64.5，熔點(diǎn)-97.8，和水相對(duì)密度0.7915(20/4)，閃點(diǎn) 12.22，自燃點(diǎn)463.89。外觀與性狀：無色澄清液體，有刺激性氣味。微有乙醇樣氣味，易揮發(fā)，易流動(dòng)，燃燒時(shí)無煙有藍(lán)色火焰，能與水、醇、醚等有機(jī)溶劑互溶，能與多種化合物形成共沸混合物，能與多種化合物形成溶劑混溶，溶解性能優(yōu)于乙醇，能溶解多種無機(jī)鹽類，如碘化鈉、氯化鈣、硝酸銨、硫酸銅、硝酸銀、氯化銨和氯化鈉等。易燃，蒸氣能與空氣形成爆炸極限6.0%-36.5%（體積）。有毒，一般誤飲15ml可致眼睛失明。熔點(diǎn)()：-97.8EINECS號(hào) 200-659-63Cas號(hào)：【67-56-1;170082-17-4】MDL：MFCD00004595Beilstein：1098229相對(duì)密度（水=1）：0.79折光率：1.3301沸點(diǎn)()：64.8相對(duì)蒸氣密度（空氣=1）：1.11飽和蒸氣壓(kPa)：13.33(21.2)燃燒熱(kJ/mol)：727.0臨界溫度()：240臨界壓力(MPa)：7.95辛醇/水分配系數(shù)的對(duì)數(shù)值：-0.82/-0.66閃點(diǎn)()：11爆炸上限%(V/V)：44.0引燃溫度()：385爆炸下限%(V/V)：5.5溶解性：溶于水，可混溶于醇、醚等多數(shù)有機(jī)溶劑。1.1.2化學(xué)性質(zhì)：甲醇對(duì)金屬特別是黃銅有輕微的腐蝕性。易燃，燃燒時(shí)無煙，火焰呈淡藍(lán)色。純品略帶乙醇味，粗品刺鼻難聞。有毒可直接侵害人的肢體細(xì)胞組織特別是侵害視覺神經(jīng)網(wǎng)膜，致使失明。正常人一次飲用4-10g純甲醇可產(chǎn)生嚴(yán)重中毒。飲用7-8g可導(dǎo)致失明，飲用30-100g就會(huì)死亡。甲醇能和水以任意比相溶，但不形成共沸物，能和多數(shù)常用的有機(jī)溶劑(乙醇、乙醚、丙酮、苯等)混溶，并形成恒沸點(diǎn)混合物。甲醇能和一些鹽如CaCl2、MgCl2等形成結(jié)晶化合物，稱為結(jié)晶醇如CaCl2CH3OH、MgCl26CH3OH，和鹽的結(jié)晶水合物類似，甲醇遇熱、明火或氧化劑易著火。遇明火會(huì)爆炸，蒸汽與空氣混合物爆炸極限6%36.5%（體積）。甲醇具有脂肪族伯醇的一般性質(zhì),連有羥基的碳原子上的三個(gè)氫原子均可被一一氧化,或脫氫生成甲醛,再氧化成甲酸,甲酸氧化的最終產(chǎn)物是二氧化碳和水。試劑甲醇常密封保存在棕色瓶中置于較冷處。1.1.3作用與用途：甲醇是最簡(jiǎn)單的飽和醇，也是重要的化學(xué)工業(yè)基礎(chǔ)原料和清潔液體燃料，它廣泛用于有機(jī)合成、醫(yī)藥、農(nóng)藥、涂料、染料、汽車和國(guó)防等工業(yè)中。用于制造甲醛和農(nóng)藥（殺蟲劑、殺蟲螨）、醫(yī)藥（磺胺類、合霉素類）等的原料、合成對(duì)苯二甲酸二甲酯、甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸甲酯的原料之一、醋酸、氯甲烷、甲胺和硫酸二甲酯等多種有機(jī)產(chǎn)品等，并用作有機(jī)物的萃取劑和酒精的變性劑等。甲醇是一種重要的有機(jī)化工原料，主要用于生產(chǎn)甲醛，消耗量要占到甲醛總產(chǎn)量的一半。目前用甲醇合成二甲醚、乙二醇、乙醛、乙醇也日益受到重視。甲醇是一種重要的有機(jī)溶劑，其溶解性能優(yōu)于乙醇，可用于調(diào)制油漆。一些無機(jī)鹽如碘化鈉、氯化鈣、硝酸銨、硫酸銅、硝酸銀、氯化銨、氯化鈉都或多或少地能溶于甲醇。作為一種良好的萃取劑，甲醇在分析化學(xué)中可用于一些物質(zhì)的分離，還用于檢驗(yàn)和測(cè)定硼。甲醇基本作用是，可以用作有機(jī)原料、溶劑及防凍劑。主要用于制甲醛、香精、染料、醫(yī)藥、火藥、防凍劑等。是基礎(chǔ)的有機(jī)化工原料和優(yōu)質(zhì)燃料。主要應(yīng)用于精細(xì)化工，塑料等領(lǐng)域，用來制造甲醛、醋酸、氯甲烷、甲氨、硫酸二甲脂等多種有機(jī)產(chǎn)品，也是農(nóng)藥、醫(yī)藥的重要原料之一，經(jīng)常作為氣相色譜和液相色譜分析的溶劑。甲醇在深加工后可作為一種新型清潔燃料，也加入汽油摻燒。甲醇制二甲醚（DME），甲醇制烯烴（MTP），甲醇制氫（MTH）。不過，還有甲醇經(jīng)微生物發(fā)酵可生產(chǎn)甲醇蛋白，富含維生素和蛋白質(zhì)，具有營(yíng)養(yǎng)價(jià)值高而成本低的優(yōu)點(diǎn)，是頗有發(fā)展前景的飼料添加劑，能廣泛用于牲畜、家禽、魚類的飼養(yǎng)。甲醇是一種優(yōu)良燃料可作能源，甲醇和汽油（柴油）或其它物質(zhì)可混合成各種不同用途的工業(yè)用或民用的新型燃料，甲醇和汽油混合可作為燃料用于運(yùn)輸業(yè)。1.2 甲醇行業(yè)介紹：1.2.1 世界甲醇行業(yè)新特點(diǎn)：1）裝置大型化全球已有12套百萬噸級(jí)的甲醇裝置，更有3套產(chǎn)能超過170萬噸的裝置。2）裝置原料地化裝置由以美灣為主的消費(fèi)地向以天然氣產(chǎn)地為主的原料地集中。3）中國(guó)成為世界甲醇市場(chǎng)的新焦點(diǎn)中國(guó)甲醇產(chǎn)能占世界的四分之一，中國(guó)由進(jìn)口國(guó)成長(zhǎng)為出口國(guó)，中國(guó)正向世界甲醇強(qiáng)國(guó)的地位發(fā)展。1.2.2 我國(guó)甲醇行業(yè)的特點(diǎn)1）甲醇生產(chǎn)規(guī)模是大、中、小并舉，小企業(yè)廠數(shù)多，但產(chǎn)量比重不大，尤其隨著大型甲醇裝置的陸續(xù)建成投產(chǎn)，小企業(yè)的產(chǎn)量比重會(huì)越來越小。2006年底，產(chǎn)能在3萬噸以下的企業(yè)93家，占總企業(yè)數(shù)的425.5%；合計(jì)產(chǎn)能136.8萬噸，只占全行業(yè)總產(chǎn)能的10%，當(dāng)年產(chǎn)量66.1萬噸，只占總產(chǎn)量的7.46%。小型甲醇裝置主要是氮肥企業(yè)中與合成氨聯(lián)產(chǎn)的聯(lián)醇裝置，由于受合理的氨醇比的限制，甲醇裝置不能太大。2）甲醇原料有煤炭、天然氣、焦?fàn)t氣，三者并舉，以煤炭為主，這種原料結(jié)構(gòu)原則上符合我國(guó)油氣資源不足，煤炭資源相對(duì)豐富的國(guó)情。具有關(guān)資料介紹，我國(guó)煤炭可開采出兩位7650億噸，石油可采儲(chǔ)量為50億噸，天然氣預(yù)測(cè)資源約為38億立方米，現(xiàn)探明可采儲(chǔ)量約為2萬億立方米。目前在中國(guó)已探明的一次能源總量中，煤炭約占96%。以煤為主的能源結(jié)構(gòu)是支撐中國(guó)發(fā)展的主要條件。從上世紀(jì)90年代起，我國(guó)每年石油進(jìn)口數(shù)量不斷增加，2006年進(jìn)口原油1.45億噸，同比增長(zhǎng)14.2%，國(guó)產(chǎn)原油1.84億噸，同比增長(zhǎng)1.7%，進(jìn)口依存度達(dá)到44.07%。根據(jù)國(guó)家煤化工產(chǎn)業(yè)中長(zhǎng)期發(fā)展規(guī)劃，在2020年以前，要建設(shè)七大煤化工產(chǎn)業(yè)基地，穩(wěn)步發(fā)展煤制石油替代產(chǎn)品，規(guī)劃中明確提出，在煤炭資源豐富的地區(qū)，建設(shè)大型煤制甲醇生產(chǎn)基地及輸配系統(tǒng)，將產(chǎn)品輸往消費(fèi)市場(chǎng)。山西、河北、內(nèi)蒙、陜西等焦炭產(chǎn)地發(fā)展焦?fàn)t氣制甲醇，推動(dòng)甲醇企業(yè)向深加工方向發(fā)展。3）甲醇生產(chǎn)技術(shù)中，聯(lián)醇技術(shù)占重要地位到2006年聯(lián)醇產(chǎn)能613.8萬噸，占總產(chǎn)能45%，聯(lián)醇產(chǎn)量385.6萬噸，占總產(chǎn)量43.5%。聯(lián)醇技術(shù)與聯(lián)碳技術(shù)（生產(chǎn)碳銨）、聯(lián)堿技術(shù)一樣，是我國(guó)自行開發(fā)的與合成氨生產(chǎn)過程密切關(guān)聯(lián)的技術(shù)，聯(lián)醇的合成過程是合成氨凈化過程的一部份，這項(xiàng)技術(shù)符合循環(huán)經(jīng)濟(jì)的理念，是資源綜合利用，減少污染物排放的有效措施；聯(lián)醇裝置投資相對(duì)低，成本又一定的競(jìng)爭(zhēng)力，合成氨聯(lián)產(chǎn)甲醇應(yīng)該肯定，政策上應(yīng)與支持。近兩年，在聯(lián)醇技術(shù)的基礎(chǔ)上又發(fā)展了聯(lián)氨技術(shù)，就是以產(chǎn)醇為主，聯(lián)產(chǎn)合成氨，這對(duì)于采用間歇?dú)饣ǖ拿侯^甲醇十分必要，富氨氣和合成放空氣作為合成氨的原料，有效降低甲醇成本。目前，由于市場(chǎng)需求的拉動(dòng)和甲醇價(jià)格的上升，調(diào)動(dòng)了甲醇建設(shè)的熱情，調(diào)查發(fā)現(xiàn)，在建的甲醇產(chǎn)能850萬噸，已備案的3400萬噸。1.2.3 中國(guó)甲醇行業(yè)存在的風(fēng)險(xiǎn)：1）產(chǎn)能風(fēng)險(xiǎn)產(chǎn)能急劇膨脹 供應(yīng)嚴(yán)重過剩近年產(chǎn)能、開工情況如下：全球甲醇產(chǎn)能保持低水平平穩(wěn)增長(zhǎng)，與需求增長(zhǎng)基本一致，開工率在高水平平穩(wěn)運(yùn)行。中國(guó)甲醇產(chǎn)能爆炸式增長(zhǎng)。2006年占全球新增長(zhǎng)產(chǎn)能的比重達(dá)72%，但開工率較低，且波動(dòng)較大。預(yù)計(jì)2009年前中國(guó)甲醇產(chǎn)能仍將保持近30%的年增長(zhǎng)率，中國(guó)產(chǎn)能增速遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過傳統(tǒng)需求增速，這就意味著中國(guó)甲醇茶能降嚴(yán)重過剩。2）成本風(fēng)險(xiǎn)與國(guó)外裝置相比成本偏高中國(guó)甲醇行業(yè)的競(jìng)爭(zhēng)力現(xiàn)狀：中國(guó)甲醇裝置開工率波動(dòng)較大，可以看出我國(guó)甲醇行業(yè)易受外部影響，抗風(fēng)險(xiǎn)能力較弱。近年甲醇進(jìn)口量下降，與國(guó)際能源價(jià)格升高、國(guó)際甲醇價(jià)格走強(qiáng)有相當(dāng)關(guān)系。中國(guó)能源價(jià)格偏低，目前國(guó)家已出臺(tái)相關(guān)政策，使國(guó)內(nèi)能源價(jià)格逐步與國(guó)際能源價(jià)格接軌。這將進(jìn)一步減弱中國(guó)甲醇與國(guó)際甲醇的價(jià)格競(jìng)爭(zhēng)力。大型甲醇裝置成本分析：國(guó)際大型甲醇裝置制造成本較低，價(jià)格彈性較大，抗風(fēng)險(xiǎn)能力較強(qiáng)。中國(guó)甲醇裝置制造成本較高，價(jià)格剛性較大，抗風(fēng)險(xiǎn)能力低。天然氣裝置甲醇雖然目前成本較低，但面臨較大的漲價(jià)壓力。甲醇行業(yè)的新動(dòng)向：由于能源價(jià)格的高漲，全球甲醇裝置由消費(fèi)地向原料地遷移。我國(guó)能源行業(yè)紛紛延伸產(chǎn)業(yè)鏈，都有大型甲醇裝置的建設(shè)計(jì)劃。3）運(yùn)輸風(fēng)險(xiǎn)產(chǎn)地到消費(fèi)地運(yùn)輸方式：火車國(guó)際甲醇產(chǎn)品主要運(yùn)輸方式：船運(yùn)、管道。中國(guó)能源基地的分布以內(nèi)陸居多，因此大部分在建擬建甲醇裝置都在蒙、陜、豫、晉等西部地區(qū)，外運(yùn)到主要消費(fèi)地是以鐵路為主。中國(guó)鐵路運(yùn)力相當(dāng)緊張，在未來相當(dāng)長(zhǎng)的時(shí)間內(nèi)運(yùn)力不會(huì)有根本性提高。鐵路運(yùn)費(fèi)呈上漲態(tài)勢(shì)，2006年4月10日起，鐵路運(yùn)費(fèi)平均上漲0.44分/(噸公里)，漲幅達(dá)5%。甲醇的特性要求使用專用槽車，空返且運(yùn)力浪費(fèi)，使鐵路運(yùn)輸?shù)木o張程度進(jìn)一步加劇。由于甲醇產(chǎn)品的價(jià)格決定了運(yùn)輸成本占的比重較大，達(dá)到15%30%。國(guó)內(nèi)運(yùn)輸?shù)木o張狀況使內(nèi)地甲醇到沿海地區(qū)的穩(wěn)定性、靈活性不夠，不能及時(shí)根據(jù)顧客的需求進(jìn)行調(diào)整。4）能源風(fēng)險(xiǎn)能源供應(yīng)緊張 價(jià)格持續(xù)上升中國(guó)是個(gè)多煤、少氣、缺油的國(guó)家，中國(guó)甲醇的原料多以煤炭為主，其余為天然氣，以及少量的焦?fàn)t氣、工業(yè)尾氣等。隨著煉焦行業(yè)的發(fā)展以及越來越高的環(huán)保要求，焦?fàn)t氣制甲醇受到廣泛關(guān)注。近年中國(guó)工業(yè)的快速發(fā)展所造成的能源緊張，煤的優(yōu)勢(shì)非但不能體現(xiàn)，反而令企業(yè)生產(chǎn)成本普遍顯著上揚(yáng)，而天然氣也面臨價(jià)格上漲壓力。從長(zhǎng)期看來，中國(guó)能源供應(yīng)將保持適度的緊張狀態(tài)，尤其是天然氣，供應(yīng)能力可能遠(yuǎn)遠(yuǎn)落后于需求。焦?fàn)t氣制甲醇受到處理成本高，單位氣源有限，規(guī)模難以作大等因素的制約。5）下游風(fēng)險(xiǎn)下游需要增長(zhǎng)存在不確定性中國(guó)甲醇傳統(tǒng)用途：制甲醛、MTBE、醋酸、農(nóng)藥等等。傳統(tǒng)領(lǐng)域需求增長(zhǎng)相當(dāng)平穩(wěn)。中國(guó)甲醇新用途：醇醚燃料、甲醇制烯烴等領(lǐng)域炒作較熱，但進(jìn)入門檻高，前景不明朗，目前尚未形成實(shí)質(zhì)性需求。中國(guó)新建甲醇裝置在做評(píng)估書的時(shí)候，都相當(dāng)看好醇醚燃料以及醇制烯烴等領(lǐng)域的消費(fèi)前景。甲醇直接作為燃料使用還未成定局，其對(duì)環(huán)境、對(duì)設(shè)備的影響還有待研究評(píng)估，目前只有山西、黑龍江等少數(shù)幾個(gè)省頒布了地方標(biāo)準(zhǔn)，還沒有形成統(tǒng)一的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)。1.2.4 中國(guó)甲醇行業(yè)的機(jī)遇1）行業(yè)整合機(jī)遇中國(guó)甲醇行業(yè)的超常規(guī)發(fā)展，產(chǎn)能的急劇膨脹，使行業(yè)整合具有可能和克操作性。通過行業(yè)整合，使中國(guó)甲醇企業(yè)做大做強(qiáng)，在提升企業(yè)綜合實(shí)力的同時(shí)，稱為具有國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)力的企業(yè)。2）下游發(fā)展機(jī)遇國(guó)民經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，使甲醇下游行業(yè)保持較快的增長(zhǎng)速度。下游新的消費(fèi)領(lǐng)域雖然存在諸多不確定因素，但在戰(zhàn)略上還是具有巨大發(fā)展空間的，技術(shù)、資金以及成本的比較優(yōu)勢(shì)，是最終的決定因素。3）能源儲(chǔ)備機(jī)遇甲醇作為一種替代燃料，其作用已得到廣泛認(rèn)同。安全性、標(biāo)準(zhǔn)性、持續(xù)的價(jià)格比較優(yōu)勢(shì)、配送體系等是有待突破的瓶頸?？傊?，中國(guó)甲醇行業(yè)風(fēng)險(xiǎn)與機(jī)遇并存，建立中國(guó)甲醇行業(yè)規(guī)范、有序的競(jìng)爭(zhēng)機(jī)制，設(shè)立行業(yè)價(jià)格指數(shù)和綜合能耗統(tǒng)計(jì)制度非常必要。不斷尋求發(fā)展機(jī)遇，使中國(guó)甲醇行業(yè)更加健康地發(fā)展壯大，成為世界甲醇強(qiáng)國(guó)。1.3甲醇市場(chǎng)分析：1.3.1 供需狀況及產(chǎn)能分布我國(guó)是甲醇生產(chǎn)和消費(fèi)大國(guó)，2006年甲醇總產(chǎn)量886萬噸，占世界產(chǎn)量的21.7%。甲醇是我國(guó)氮肥行業(yè)非氮肥產(chǎn)品產(chǎn)量最大的化工產(chǎn)品，2006年全國(guó)共有甲醇生產(chǎn)企業(yè)219家，其中氮肥生產(chǎn)企業(yè)190家，氮肥企業(yè)的甲醇產(chǎn)量544萬噸，占全國(guó)甲醇總產(chǎn)量的61.4% 。2006年甲醇產(chǎn)量特點(diǎn)：先揚(yáng)后抑再階梯式上揚(yáng)，產(chǎn)量大幅增長(zhǎng)。2006年國(guó)產(chǎn)甲醇供給地區(qū)分布特點(diǎn)：80%的企業(yè)集中在華東、華北和華中地區(qū)，這些地區(qū)大都以合成氨聯(lián)產(chǎn)甲醇為主，裝置規(guī)模小，便于調(diào)節(jié)生產(chǎn)，而偏遠(yuǎn)的西北、東北、西南地區(qū)，多數(shù)為甲醇企業(yè)，裝置規(guī)模大，企業(yè)數(shù)量少。2006年甲醇表觀消費(fèi)情況：近幾年，我國(guó)甲醇需求呈較快的增長(zhǎng)趨勢(shì)，2001-2006年平均年增長(zhǎng)22.5%，2006年表觀消費(fèi)量980萬噸，同比增長(zhǎng)25.2%。產(chǎn)量增長(zhǎng)較需求增長(zhǎng)快，這五年產(chǎn)量年均增長(zhǎng)34.1% ，而凈進(jìn)口量在下降，年均下降4.3%。2006年各地區(qū)甲醇消費(fèi)情況：中國(guó)氮肥工業(yè)協(xié)會(huì)通過對(duì)全國(guó)近百家生產(chǎn)甲醇企業(yè)的銷售調(diào)查，華東地區(qū)位居甲醇消費(fèi)榜首，2006年消費(fèi)甲醇量占全國(guó)49.8%，其次為華南地區(qū)占20.4%，華中地區(qū)占10.9%，華北地區(qū)占9%，東北地區(qū)占4.3%，西北西南地區(qū)各占2.3%。1.3.2 我國(guó)甲醇供需平衡分析2006年我國(guó)甲醇供需基本平衡，國(guó)產(chǎn)甲醇供給比例在上升，比例占90.4%，進(jìn)口比例在下降，占總需求的11.5%，1-8月份甲醇行情相對(duì)穩(wěn)定。8月以后，由于國(guó)際甲醇供應(yīng)緊張，價(jià)格猛漲，導(dǎo)致國(guó)內(nèi)甲醇出口激增，進(jìn)口甲醇下降，特別是9-12月份共進(jìn)口甲醇24.5萬噸，同比下降53.1%，少進(jìn)口27.7萬噸，而9-12月份國(guó)產(chǎn)甲醇出口12.8萬噸，同比增長(zhǎng)1016.4%，多出口11.6萬噸，因此國(guó)內(nèi)甲醇資源量減少39.4萬噸，占這個(gè)時(shí)期甲醇表觀消費(fèi)量的11.4%，導(dǎo)致國(guó)內(nèi)及沿?？诎都状脊┙o失衡，因此這個(gè)時(shí)期甲醇價(jià)格急劇上升。目前世界甲醇生產(chǎn)原料中天然氣大約占80%我國(guó)天然氣資源相對(duì)較少、價(jià)格較高從而使以天然氣為原料生產(chǎn)甲醇的成本比以煤為原料高出35%左右。煤炭是中國(guó)儲(chǔ)量最多、產(chǎn)量最大的主導(dǎo)能源且是我國(guó)煤制甲醇生產(chǎn)技術(shù)成熟,因此甲醇汽油研制成功將會(huì)帶動(dòng)煤化工及可燃物質(zhì)提取混合醇工業(yè)的發(fā)展。（1）2007年中期公司實(shí)現(xiàn)主營(yíng)業(yè)務(wù)收入50850萬元凈利潤(rùn)4974萬元同比分別增長(zhǎng)-0.6和31.5。主營(yíng)業(yè)務(wù)利潤(rùn)率為32.5比去年同期的26.8提高6個(gè)百分點(diǎn)。近年來，隨著天然氣價(jià)格的上升和煤炭?jī)r(jià)格漲幅的相對(duì)緩和用煤炭生產(chǎn)甲醇在經(jīng)濟(jì)性上已開始凸現(xiàn)出成本優(yōu)勢(shì)。據(jù)中金公司研究部測(cè)算和天然氣價(jià)格相比以熱值算420元/噸的煤炭相當(dāng)于天然氣價(jià)格0.63元/立方米或者2.2美元/百萬英熱單位MMBTU表格 1煤、天然氣和原油轉(zhuǎn)化為甲醇的成本比較原料價(jià)格對(duì)比 氣化成本 合成氣成本 甲醇產(chǎn)品成本420元/噸，煤炭單位熱值24.2MJ/Kg.相 12.7元/GJ 37.55元/GJ 1300元/噸當(dāng)于17.4元/GJ 65.3元/GJ1.2元/m3天然氣單位熱值36.2MJ/m3,相 5元/GJ 41.7元/GJ 1400元/噸當(dāng)于33.1元/GJ 70.35元/GJ （2）天然氣路線 以40萬噸甲醇、20萬噸二甲醚項(xiàng)目為例，假設(shè)天然氣價(jià)格在1元/立方米。預(yù)期其目前甲醇的生產(chǎn)成本在1240元/噸左右，二甲醚的生產(chǎn)成本在2400元/噸左右，對(duì)應(yīng)原油價(jià)格約32美元/桶。在天然氣生產(chǎn)二甲醚的過程中，二甲醚受天然氣價(jià)格影響較大，天然氣價(jià)格上漲0.1元/立方米，二甲醚的生產(chǎn)成本將上漲140-150元/噸。雖然我國(guó)目前天然氣價(jià)格較低，但天然氣價(jià)格長(zhǎng)期上漲已經(jīng)成為必然趨勢(shì)。因此，天然氣路線的二甲醚成本將不斷上升。表格 2天然氣制醇醚的生產(chǎn)成本估算項(xiàng)目 天然氣路線天然氣價(jià)格（元/立方米） 0.6 1.0 1.3甲醇成本 (元/噸) 900 1240 1500二甲醚成本（元/噸） 2000 2400 2700第二部分 甲醇的工業(yè)生產(chǎn)方法簡(jiǎn)介2.1 甲醇的合成方法目前工業(yè)上幾乎都是采用一氧化碳、二氧化碳加壓催化氫化法合成甲醇。典型的流程包括原料氣制造、原料氣凈化、甲醇合成、粗甲醇精餾等工序。天然氣、石腦油、重油、煤及其加工產(chǎn)品(焦炭、焦?fàn)t煤氣)、乙炔尾氣等均可作為生產(chǎn)甲醇合成氣的原料。天然氣與石腦油的蒸汽轉(zhuǎn)化需在結(jié)構(gòu)復(fù)雜造價(jià)很高的轉(zhuǎn)化爐中進(jìn)行。轉(zhuǎn)化爐設(shè)置有輻射室與對(duì)流室，在高溫，催化劑存在下進(jìn)行烴類蒸汽轉(zhuǎn)化反應(yīng)。重油部分氧化需在高溫氣化爐中進(jìn)行。以固體燃料為原料時(shí)，可用間歇?dú)饣蜻B續(xù)氣化制水煤氣。間歇?dú)饣ㄒ钥諝?、蒸汽為氣化劑，將吹風(fēng)、制氣階段分開進(jìn)行，連續(xù)氣化以氧氣、蒸汽為氣化劑，過程連續(xù)進(jìn)行。甲醇生產(chǎn)中所使用的多種催化劑，如天然氣與石腦油蒸汽轉(zhuǎn)化催化劑、甲醇合成催化劑都易受硫化物毒害而失去活性，必須將硫化物除凈。氣體脫硫方法可分為兩類，一類是干法脫硫，一類是濕法脫硫。干法脫硫設(shè)備簡(jiǎn)單，但由于反應(yīng)速率較慢，設(shè)備比較龐大，濕法脫硫可分為物理吸收法、化學(xué)吸收法與直接氧化法三類。 甲醇的合成是在高溫、高壓、催化劑存在下進(jìn)行的，是典型的復(fù)合氣-固相催化反應(yīng)過程。隨著甲醇合成催化劑技術(shù)的不斷發(fā)展，目前總的趨勢(shì)是由高壓向低、中壓發(fā)展。粗甲醇中存在水分、高級(jí)醇、醚、酮等雜質(zhì),需要精制。精制過程包括精餾與化學(xué)處理。化學(xué)處理主要用堿破壞在精餾過程中難以分離的雜質(zhì)，并調(diào)節(jié)PH。精餾主要是除去易揮發(fā)組分，二甲醚、以及難以揮發(fā)的組分，如乙醇高級(jí)醇、水等。甲醇生產(chǎn)的總流程長(zhǎng)，工藝復(fù)雜，根據(jù)不同原料與不同的凈化方法可以演變?yōu)槎喾N生產(chǎn)流程。下面簡(jiǎn)述高壓法、中壓法、低壓法三種方法及區(qū)別 。2.2簡(jiǎn)述高壓法、中壓法、低壓法三種方法及區(qū)別高壓工藝流程一般指的是使用鋅鉻催化劑,在300400,30MPa高溫高壓下合成甲醇的過程.自從1923年第一次用這種方法合成甲醇成功后,差不多有50年的時(shí)間,世界上合成甲醇生產(chǎn)都沿用這種方法,僅在設(shè)計(jì)上有某些細(xì)節(jié)不同,例如甲醇合成塔內(nèi)移熱的方法有冷管型連續(xù)換熱式和冷激型多段換熱式兩大類,反應(yīng)氣體流動(dòng)的方式有軸向和徑向或者二者兼有的混合型式,有副產(chǎn)蒸汽和不副產(chǎn)蒸汽的流程等.近幾年來,我國(guó)開發(fā)了25-27MPa壓力下在銅基催化劑上合成甲醇的技術(shù),出口氣體中甲醇含量4左右,反應(yīng)溫度230-290.中壓法是在低壓法研究基礎(chǔ)上進(jìn)一步發(fā)展起來的,由于低壓法操作壓力低,導(dǎo)致設(shè)備體積相當(dāng)龐大,不利于甲醇生產(chǎn)的大型化.因此發(fā)展了壓力為10MPa左右的甲醇合成中壓法.它能更有效地降低建廠費(fèi)用和甲醇生產(chǎn)成本.例如ICI公司研究成功了51-2型銅基催化劑,其化學(xué)組成和活性與低壓合成催化劑51-1型差不多,只是催化劑的晶體結(jié)構(gòu)不相同,制造成本比51-1型高貴.由于這種催化劑在較高壓力下也能維持較長(zhǎng)的壽命,從而使ICI公司有可能將原有的5MPa的合成壓力提高到l0MPa,所用合成塔與低壓法相同也是四段冷激式,其流程和設(shè)備與低壓法類似.ICl低壓甲醇法為英國(guó)ICl公司在1966年研究成功的甲醇生產(chǎn)方法.從而打破了甲醇合成的高壓法的壟斷,這是甲醇生產(chǎn)工藝上的一次重大變革,它采用51-1型銅基催化劑,合成壓力5MPa.ICl法所用的合成塔為熱壁多段冷激式,結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,每段催化劑層上部裝有菱形冷激氣分配器,使冷激氣均勻地進(jìn)入催化劑層,用以調(diào)節(jié)塔內(nèi)溫度.低壓法合成塔的型式還有聯(lián)邦德國(guó)Lurgi公司的管束型副產(chǎn)蒸汽合成塔及美國(guó)電動(dòng)研究所的三相甲醇合成系統(tǒng).70年代,我國(guó)輕工部四川維尼綸廠從法國(guó)Speichim公司引進(jìn)了一套以乙炔尾氣為原料日產(chǎn)300噸低壓甲醇裝置(英國(guó)ICI專利技術(shù)).80年代,齊魯石化公司第二化肥廠引進(jìn)了聯(lián)邦德國(guó)Lurge公司的低壓甲醇合成裝置.2.3甲醇的工業(yè)生產(chǎn)方法有以下幾種：2.3.1 簡(jiǎn)述天然氣制甲醇的生產(chǎn)方法：天然氣是制造甲醇的主要原料。天然氣的主要組分是甲烷,還含有少量的其他烷烴、烯烴與氮?dú)?。以天然氣生產(chǎn)甲醇原料氣有蒸汽轉(zhuǎn)化、催化部分氧化、非催化部分氧化等方法,其中蒸汽轉(zhuǎn)化法應(yīng)用得最廣泛,它是在管式爐中常壓或加壓下進(jìn)行的。由于反應(yīng)吸熱必須從外部供熱以保持所要求的轉(zhuǎn)化溫度,一般是在管間燃燒某種燃料氣來實(shí)現(xiàn)，轉(zhuǎn)化用的蒸汽直接在裝置上靠煙道氣和轉(zhuǎn)化氣的熱量制取。 由于天然氣蒸汽轉(zhuǎn)化法制的合成氣中,氫過量而一氧化碳與二氧化碳量不足,工業(yè)上解決這個(gè)問題的方法一是采用添加二氧化碳的蒸汽轉(zhuǎn)化法,以達(dá)到合適的配比,二氧化碳可以外部供應(yīng),也可以由轉(zhuǎn)化爐煙道氣中回收。另一種方法是以天然氣為原料的二段轉(zhuǎn)化法,即在第一段轉(zhuǎn)化中進(jìn)行天然氣的蒸汽轉(zhuǎn)化,只有約1/4的甲烷進(jìn)行反應(yīng),第二段進(jìn)行天然氣的部分氧化,不僅所得合成氣配比合適而且由于第二段反應(yīng)溫度提高到800以上,殘留的甲烷量可以減少,增加了合成甲醇的有效氣體組分。 天然氣進(jìn)入蒸汽轉(zhuǎn)化爐前需進(jìn)行凈化處理清除有害雜質(zhì),要求凈化后氣體含硫量小于0.1mL/m3。轉(zhuǎn)化后的氣體經(jīng)壓縮去合成工段合成甲醇。 2.3.2 簡(jiǎn)述煤、焦炭制甲醇的生產(chǎn)方法煤與焦炭是制造甲醇粗原料氣的主要固體燃料.用煤和焦炭制甲醇的工藝路線包括燃料的氣化、氣體的脫硫、變換、脫碳及甲醇合成與精制.。 用蒸汽與氧氣(或空氣、富氧空氣)對(duì)煤、焦炭進(jìn)行熱加工稱為固體燃料氣化,氣化所得可燃性氣體通稱煤氣是制造甲醇的初始原料氣,氣化的主要設(shè)備是煤氣發(fā)生爐,按煤在爐中的運(yùn)動(dòng)方式,氣化方法可分為固定床(移動(dòng)床)氣化法、流化床氣化法和氣流床氣化法.國(guó)內(nèi)用煤與焦炭制甲醇的煤氣化般都沿用固定床間歇?dú)饣?煤氣爐沿用 UCJ爐.在國(guó)外對(duì)于煤的氣化,目前已工業(yè)化的煤氣化爐有柯柏斯-托切克(Koppers-Totzek)、魯奇(Lurge)及溫克勒(Winkler)三種.還有第二、第三代煤氣化爐的爐型主要有德士古(Texaco)及謝爾-柯柏斯(Shell-Koppers)等. 用煤和焦炭制得的粗原料氣組分中氫碳比太低,故在氣體脫硫后要經(jīng)過變換工序.使過量的一氧化碳變換為氫氣和二氧化碳,再經(jīng)脫碳工序?qū)⑦^量的二氧化碳除去. 原料氣經(jīng)過壓縮、甲醇合成與精餾精制后制得甲醇. 2.3.3簡(jiǎn)述油制甲醇的生產(chǎn)方法工業(yè)上用油來制取甲醇的油品主要有二類:一類是石腦油,另一類是重油。 原油精餾所得的220以下的餾分稱為輕油,又稱石腦油。以石腦油為原料生產(chǎn)合成氣的方法有加壓蒸汽轉(zhuǎn)化法,催化部分氧化法、加壓非催化部分氧化法、間歇催化轉(zhuǎn)化法等。目前用石腦油生產(chǎn)甲醇原料氣的主要方法是加壓蒸汽轉(zhuǎn)化法。石腦油的加壓蒸汽轉(zhuǎn)化需在結(jié)構(gòu)復(fù)雜的轉(zhuǎn)化爐中進(jìn)行。轉(zhuǎn)化爐設(shè)置有輻射室與對(duì)流室,在高溫、催化劑存在下進(jìn)行烴類蒸汽轉(zhuǎn)化反應(yīng)。石腦油經(jīng)蒸汽轉(zhuǎn)化后,其組成恰可滿足合成甲醇之需要。既無需在轉(zhuǎn)化前后補(bǔ)加二氧化碳或設(shè)二段轉(zhuǎn)化,也無需經(jīng)變換、脫碳調(diào)整其組成。 重油是石油煉制過程中的一種產(chǎn)品,根據(jù)煉制方法不同,可分為常壓重油、減壓重油、裂化重油及它們的混合物.以重油為原料制取甲醇原料氣有部分氧化法與高溫裂解法兩種途徑。裂解法需在1400以上的高溫下,在蓄熱爐中將重油裂解,雖然可以不用氧氣,但設(shè)備復(fù)雜,操作麻煩,生成炭黑量多。 重油部分氧化是指重質(zhì)烴類和氧氣進(jìn)行燃燒反應(yīng),反應(yīng)放熱,使部分碳?xì)浠衔锇l(fā)生熱裂解,裂解產(chǎn)物進(jìn)一步發(fā)生氧化、重整反應(yīng),最終得到以H2、CO為主,及少量CO2、CH4的合成氣供甲醇合成使用。重油部分氧化法所生成的合成氣,由于原料重油中碳?xì)浔雀?合成氣中一氧化碳與二氧化碳含量過量,需將部分合成氣經(jīng)過變換,使一氧化碳與水蒸氣作用生成氫氣與二氧化碳,然后脫除二氧化碳,以達(dá)到合成甲醇所需之組成.。 合成后的粗甲醇需經(jīng)過精制,除去雜質(zhì)與水,得到精甲醇。 2.3.4簡(jiǎn)述聯(lián)醇生產(chǎn)方法：與合成氨聯(lián)合生產(chǎn)甲醇簡(jiǎn)稱聯(lián)醇,這是一種合成氣的凈化工藝,以替代我國(guó)不少合成氨生產(chǎn)用銅氨液脫除微量碳氧化物而開發(fā)的一種新工藝。聯(lián)醇生產(chǎn)的工藝條件是在壓縮機(jī)五段出口與銅洗工序進(jìn)口之間增加一套甲醇合成的裝置,包括甲醇合成塔、循環(huán)機(jī)、水冷器、分離器和粗甲醇貯槽等有關(guān)設(shè)備,工藝流程是壓縮機(jī)五段出口氣體先進(jìn)人甲醇合成塔,大部分原先要在銅洗工序除去的一氧化碳和二氧化碳在甲醇合成塔內(nèi)與氫氣反應(yīng)生成甲醇,聯(lián)產(chǎn)甲醇后進(jìn)入銅洗工序的氣體一氧化碳含量明顯降低,減輕了銅洗負(fù)荷,同時(shí)變換工序的一氧化碳指標(biāo)可適量放寬,降低了變換的蒸汽消耗,而且壓縮機(jī)前幾段氣缸輸送的一氧化碳成為有效氣體,壓縮機(jī)電耗降低。聯(lián)產(chǎn)甲醇能耗明顯降低，每噸氨節(jié)電50kw.h，節(jié)蒸汽0.4t，折合能耗為200萬kJ。聯(lián)醇工藝必須重視原料氣精脫硫和精餾等工序，以保證甲醇催化劑使用壽命和產(chǎn)品質(zhì)量。第三部分以天然氣為原料生產(chǎn)甲醇的工藝流程和各工序控制要點(diǎn)3.1天然氣法合成甲醇生產(chǎn)工藝舉例3.1.1工藝流程說明(1)轉(zhuǎn)化工段由管網(wǎng)來的天然氣壓力為1.15MPa，溫度為常溫，其硫含量為0.1ppm。經(jīng)原料氣壓縮機(jī)升壓至2.5MPa，進(jìn)入蒸汽轉(zhuǎn)化爐預(yù)熱到250，然后天然氣與汽提塔頂出口汽提蒸汽相混合，混合后的水碳比由汽提塔的蒸汽加入量調(diào)節(jié)，使混合原料氣的水碳比為3左右。然后再經(jīng)對(duì)流段的原料蒸汽混合氣加熱盤管加熱至510，進(jìn)入一段轉(zhuǎn)化爐管內(nèi)，發(fā)生轉(zhuǎn)化反應(yīng)。在此，天然氣與蒸汽反應(yīng)生成H2 、CO、CO 2，反應(yīng)后出爐管的氣體溫度為800左右，出口CH4 約為3.0。工藝氣首先經(jīng)過廢熱鍋爐，產(chǎn)生3.9MPa的蒸汽。然后經(jīng)過鍋爐給水加熱器，將脫鹽水加熱至225，這時(shí)，轉(zhuǎn)化氣去預(yù)精餾塔塔底再沸器，回收工藝氣中的大部分低位能，工藝氣出預(yù)精餾塔塔底再沸器后經(jīng)水冷分水后，即得到新鮮合成氣。工藝流程圖如下頁(yè)：弛放氣循環(huán)氣原料氣蒸汽去管網(wǎng)甲醇合成塔聯(lián)合壓縮機(jī)熱回收轉(zhuǎn)化爐原料壓縮機(jī) 蒸汽去管網(wǎng)甲醇精餾產(chǎn) 品閃蒸汽圖31 工藝流程簡(jiǎn)圖(2)合成工段合成氣經(jīng)合成氣壓縮機(jī)壓縮，與循環(huán)氣混合升壓至5.5MPa后，首先經(jīng)過合成塔進(jìn)出氣換熱器加熱，進(jìn)入合成塔，合成氣進(jìn)塔溫度為225左右，在此，合成氣進(jìn)行甲醇合成反應(yīng)，放出的熱量用于產(chǎn)生蒸汽。反應(yīng)后的氣體出塔溫度為255，甲醇出口濃度為55左右。出合成塔的高溫氣體熱量用于加熱入塔合成氣，然后經(jīng)水冷至40左右，冷凝分離出粗甲醇。不凝的氣體經(jīng)馳放少量惰性氣體后，大部分循環(huán)回合成氣壓縮機(jī)循環(huán)段，與新鮮氣混合再進(jìn)合成塔。弛放氣大部分返回至一段爐作燃料使用。ICI反應(yīng)器屬等溫型列管反應(yīng)器，反應(yīng)熱靠管外沸騰的水很快移走，產(chǎn)生3.9MPa的飽和蒸汽。該蒸汽降壓后和轉(zhuǎn)化工段產(chǎn)生的3.9MPa的飽和蒸汽一起過熱到360，作為合成壓縮機(jī)驅(qū)動(dòng)透平的動(dòng)力，以及汽提塔的汽提蒸汽。工藝流程圖如：合成塔水冷器甲醇分離器粗甲醇中間貯槽放空氣馳放氣至精餾循環(huán)機(jī)圖32甲醇合成工段原則流程圖(3)精餾工段預(yù)塔操作壓力0.103MPa，粗甲醇送入預(yù)塔前須加熱到沸點(diǎn)70，然后在塔內(nèi)分離成塔頂氣和塔底液，塔頂氣主要是含甲醇的輕餾分，塔底再沸器用合成氣加熱保持塔底液在沸騰狀態(tài)。由于預(yù)塔頂引出的輕餾分量甚少，可考慮將其直接送一段轉(zhuǎn)化爐作燃料。預(yù)塔后甲醇的蒸餾采用節(jié)能型蒸餾流程，即用兩個(gè)串聯(lián)的蒸餾塔實(shí)現(xiàn)甲醇的精餾，一塔在0.61MPa運(yùn)行，塔頂可獲得120的甲醇餾出物，且作為二塔再沸器熱源。塔頂氣冷凝后即成為高質(zhì)量的甲醇產(chǎn)品，其產(chǎn)量約占總產(chǎn)量的55。塔底液在142左右通過上述料釜液換熱器降溫到約91入二塔，二塔操作壓力為0.103MPa。常壓精餾塔塔底污水含甲醇0.1。本流程將上述廢水大部分作萃取水循環(huán)用于預(yù)塔，余量則送往轉(zhuǎn)化工段中的汽提塔經(jīng)汽提處理后，作除鹽水回收，從而實(shí)現(xiàn)了甲醇蒸餾過程中廢水的零排放。(4)蒸汽平衡整個(gè)甲醇裝置共有二處可副產(chǎn)蒸汽，一是一段轉(zhuǎn)化后工藝氣，溫度為800的轉(zhuǎn)化廢熱鍋爐；二是甲醇合成塔廢鍋。兩廢鍋副產(chǎn)蒸汽，它們的壓力為3.9MPa，這些蒸汽再在一段爐對(duì)流段中的蒸汽過熱器過熱至360左右，然后供中壓蒸汽用戶合成壓縮機(jī)驅(qū)動(dòng)透平以及汽提塔。合成壓縮機(jī)驅(qū)動(dòng)透平為抽汽凝汽式，抽出的0.6MPa低壓蒸汽供精餾、脫氧槽等低壓蒸汽用戶用，中低壓蒸汽管網(wǎng)與老廠聯(lián)網(wǎng)，便于互相調(diào)劑，穩(wěn)定生產(chǎn)，節(jié)省投資。整個(gè)裝置的冷凝液全部回收，送往除鹽水站凈化處理。3.1.2 消耗指標(biāo)每噸甲醇耗970.763 m 3天然氣，其中生產(chǎn)每噸甲醇燃燒270 m 3天然氣，轉(zhuǎn)化天然氣700.76m3 ，尾氣量1200萬1300萬m 3 甲醇。3.1.3影響甲醇生產(chǎn)的因素1、 反應(yīng)溫度與壓力 反應(yīng)溫度影響反應(yīng)速度和選擇性。因此確定最適宜的反應(yīng)溫度非常重要。最適宜的反應(yīng)溫度與催化劑的組成、催化劑的活性及催化劑的老化程度有關(guān)。一般為了使催化劑有較長(zhǎng)的壽命，開始時(shí)宜采用較低溫度，過一定時(shí)間后再升至適宜溫度。另外，及時(shí)移走反應(yīng)熱也是非常重要的，否則易使催化劑溫升過高，致使生成高級(jí)醇的副反應(yīng)增加，甚至催化劑因發(fā)生熔結(jié)現(xiàn)象而導(dǎo)致活性下降。一般將溫度控制在220-270范圍。增加壓力可以加快反應(yīng)速度，一般采用510Mpa。但是壓力過高，甲醇的收率雖得到提高，而甲烷和二甲醚等副產(chǎn)品也隨之增加，壓縮費(fèi)用也急劇增加。采用銅基催化劑，一般操作壓力為515Mpa。2、 空速 合成甲醇空速的大小影響選擇性、轉(zhuǎn)化率、催化劑的生產(chǎn)能力和單位時(shí)間的放熱量。當(dāng)催化劑的活性和反應(yīng)溫度一定時(shí)，低空速有利于副反應(yīng)的進(jìn)行，生成高級(jí)醇類，而且降低催化劑的生產(chǎn)能力。但是空速太高，轉(zhuǎn)化率低，甲醇濃度低，很難從反應(yīng)氣中分離出來一般空速為10000h-13、 原料氣組成 原料氣中CO含量高，反應(yīng)溫度不易控制，并且能引起羥基鐵化催化劑上積聚，使催化劑失去活性。因此一般采用H2過量，H2過量可提高反應(yīng)速度，抑制生成甲烷及酯的副反應(yīng)，改善甲醇質(zhì)量，并有利于導(dǎo)出反應(yīng)熱。低壓合成甲醇原料氣H2和CO摩爾比的理論值為2:1，實(shí)際為（510）：1 ，CO2的比熱容高，而且其加氫反應(yīng)熱比CO低。因此原料氣中有一定CO2含量，可以降低峰值溫度。對(duì)于低壓合成甲醇，CO2體積分?jǐn)?shù)為5%時(shí)甲醇產(chǎn)率最高。CO2含量高時(shí)甲醇產(chǎn)率降低。此外，含有CO2可抑制二甲醚的生成。 原料氣中存在N2及CH4等惰性氣體組分時(shí)，使H2及CO分壓降低，導(dǎo)致反應(yīng)的轉(zhuǎn)化率降低。由于合成甲醇的空速大，在反應(yīng)器的停留時(shí)間短，單程轉(zhuǎn)化率低（只有10%15%），因此反應(yīng)器中仍含有大量未轉(zhuǎn)化的H2和CO，必須循環(huán)利用。為了避免惰性氣體積累，必須將部分循環(huán)氣從反應(yīng)系統(tǒng)排出，以維持適當(dāng)?shù)臐舛确秶?。一般生產(chǎn)控制循環(huán)氣量是新原料氣量的3.56倍，新鮮原料氣組成取決于操作條件，一般在下列范圍內(nèi)波動(dòng)（摩爾分?jǐn)?shù)%） H2 6585 CH4 0.21.5 N2+Ar 1.53.5 CO 835 CO2 0.55.5 O2 微量第四部分主要設(shè)備主要設(shè)備包括反應(yīng)器、精餾塔、冷卻換熱設(shè)備、壓縮機(jī)和泵及催化劑等五類。其國(guó)產(chǎn)化前景分析如下:(1)反應(yīng)器類轉(zhuǎn)化爐 是合成氣制備工序的核心設(shè)備 ,其國(guó)產(chǎn)化情況也分三類:一是完全可立足于國(guó)產(chǎn)化的技術(shù)且國(guó)內(nèi)已有類似設(shè)備;二是可立足于國(guó)產(chǎn)化但國(guó)內(nèi)尚無同類設(shè)備;三是實(shí)現(xiàn)中小型的國(guó)產(chǎn)化 ,但大型化裝置需進(jìn)一步攻關(guān)。這三類方案均不需開發(fā)或引進(jìn)技術(shù)。甲醇合成塔 建議采用華東理工大學(xué)和蘭州設(shè)計(jì)院合作開發(fā)的甲醇合成塔型式 ,即多段徑向冷激型甲醇合成塔或絕熱 - 管束型甲醇合成塔。(2)精餾塔類 多為浮閥塔 ,國(guó)內(nèi)已完全可自行設(shè)計(jì)制造。(3)冷卻換熱設(shè)備類 均為普通的換熱器 ,不需引進(jìn)。(4)壓縮機(jī)類 均為離心式 ,國(guó)內(nèi)均能自行設(shè)計(jì)和制造。(5)催化劑類 均立足于國(guó)內(nèi)自行生產(chǎn)的催化劑。第五部分甲醇生產(chǎn)中的“三廢”處理(1)廢氣甲醇裝置廢氣排放點(diǎn)為一段轉(zhuǎn)化爐通過煙氣囪排出煙道氣，其主要成分為CO2，O2 ，N2 ，對(duì)大氣無毒害物質(zhì)，環(huán)境無控制指標(biāo)；(2)廢水主要排出廢水為甲醇精餾塔塔底廢水和轉(zhuǎn)化酸性冷凝液，廢水可送至除鹽水再處理后用作鍋爐給水，產(chǎn)生的廢氣進(jìn)入轉(zhuǎn)化爐回收利用，做到無污水排放。(3)廢渣主要是舊觸媒更換排出，舊觸媒多為貴金屬成分，需要送回催化劑廠回收處理。第六部分 甲醇生產(chǎn)中的安全注意事項(xiàng)6.1甲醇生產(chǎn)安全措施6.1.1危險(xiǎn)性概述健康危害：對(duì)中樞神經(jīng)系統(tǒng)有麻醉作用；對(duì)視神經(jīng)和視網(wǎng)膜有特殊選擇作用，引起病變；可導(dǎo)致代射性酸中毒。 急性中毒：短時(shí)大量吸入出現(xiàn)輕度眼上呼吸道刺激癥狀（口服有胃腸道刺激癥狀）；經(jīng)一段時(shí)間潛伏期后出現(xiàn)頭痛、頭暈、乏力、眩暈、酒醉感、意識(shí)朦朧、譫妄，甚至昏迷。視神經(jīng)及視網(wǎng)膜病變，可有視物模糊、復(fù)視等，重者失明。代謝性酸中毒時(shí)出現(xiàn)二氧化碳結(jié)合力下降、呼吸加速等。 慢性影響：神經(jīng)衰弱綜合征，植物神經(jīng)功能失調(diào)，粘膜刺激，視力減退等。皮膚出現(xiàn)脫脂、皮炎等。 燃爆危險(xiǎn)：該品易燃，具刺激性。皮膚接觸： 脫去污染的衣著，用肥皂水和清水徹底沖洗皮膚。眼睛接觸： 提起眼瞼，用流動(dòng)清水或生理鹽水沖洗，就醫(yī)。吸 入： 迅速脫離現(xiàn)場(chǎng)至空氣新鮮處。保持呼吸道通暢。如呼吸困難，給輸氧。如呼吸停止，立即進(jìn)行人工呼吸。就醫(yī)。食 入： 飲足量溫水，催吐。用清水或 1硫代硫酸鈉溶液洗胃。就醫(yī)。危險(xiǎn)特性： 易燃，其蒸氣與空氣可形成爆炸性混合物，遇明火、高熱能引起燃燒爆炸。與氧化劑接觸發(fā)生化學(xué)反應(yīng)或引起燃燒。在火場(chǎng)中，受熱的容器有爆炸危險(xiǎn)。其蒸氣比空氣重，能在較低處擴(kuò)散到相當(dāng)遠(yuǎn)的地方，遇火源會(huì)著火回燃。 有害燃燒產(chǎn)物： 一氧化碳、二氧化碳。 滅火方法： 盡可能將容器從火場(chǎng)移至空曠處。噴水保持火場(chǎng)容器冷卻，直至滅火結(jié)束。處在火場(chǎng)中的容器若已變色或從安全泄壓裝置中產(chǎn)生聲音，必須馬上撤離。滅火劑：抗溶性泡沫、干粉、二氧化碳、砂土。6.1.2泄漏應(yīng)急處理應(yīng)急處理：迅速撤離泄漏污染區(qū)人員至安全區(qū)，并進(jìn)行隔離，嚴(yán)格限制出入。切斷火源。建議應(yīng)急處理人員戴自給正壓式呼吸器，穿防靜電工作服。不要直接接觸泄漏物。盡可能切斷泄漏源。防止流入下水道、排洪溝等限制性空間。 小量泄漏：用砂土或其它不燃材料吸附或吸收。也可以用大量水沖洗，洗水稀釋后放入廢水系統(tǒng)。 大量泄漏：構(gòu)筑圍堤或挖坑收容。用泡沫覆蓋，降低蒸汽災(zāi)害。用防爆泵轉(zhuǎn)移至槽車或?qū)Ｓ檬占鲀?nèi)，回收或運(yùn)至廢物處理場(chǎng)所處置。 6.1.3操作處置與儲(chǔ)存操作注意事項(xiàng)：密閉操作，加強(qiáng)通風(fēng)。操作人員必須經(jīng)過專門培訓(xùn)，嚴(yán)格遵守操作規(guī)程。建議操作人員佩戴過濾式防毒面具（半面罩），戴化學(xué)安全防護(hù)眼鏡，穿防靜電工作服，戴橡膠手套。遠(yuǎn)離火種、熱源，工作場(chǎng)所嚴(yán)禁吸煙。使用防爆型的通風(fēng)系統(tǒng)和設(shè)備。防止蒸汽泄漏到工作場(chǎng)所空氣中。避免與氧化劑、酸類、堿金屬接觸。灌裝時(shí)應(yīng)控制流速，且有接地裝置，防止靜電積聚。配備相應(yīng)品種和數(shù)量的消防器材及泄漏應(yīng)急處理設(shè)備。倒空的容器可能殘留有害物。 儲(chǔ)存注意事項(xiàng)：儲(chǔ)存于陰涼、通風(fēng)的庫(kù)房。遠(yuǎn)離火種、熱源。庫(kù)溫不宜超過30。保持容器密封。應(yīng)與氧化劑、酸類、堿金屬等分開存放，切忌混儲(chǔ)。采用防爆型照明、通風(fēng)設(shè)施。禁止使用易產(chǎn)生火花的機(jī)械設(shè)備和工具。儲(chǔ)區(qū)應(yīng)備有泄漏應(yīng)急處理設(shè)備和合適的收容材料。6.2 包裝及貯運(yùn)：工業(yè)甲醇應(yīng)用干燥、清潔的鐵制槽車、船、鐵桶等包裝，并定期清洗和干燥。工業(yè)甲醇應(yīng)貯存在干燥、通風(fēng)、低溫的危險(xiǎn)品倉(cāng)庫(kù)中，避免日光照射并隔絕熱源、二氧化碳、水蒸汽和火種，貯存溫度不超過30，貯存期限6個(gè)月。槽車、船、鐵桶在裝運(yùn)甲醇過程中應(yīng)在螺絲口加膠皮墊密封，避免漏損，運(yùn)輸工具應(yīng)有接地設(shè)施。公路運(yùn)輸，目前汽車運(yùn)輸槽車型號(hào)比較復(fù)雜，普遍大型槽車為43.5噸（按照安全充裝標(biāo)準(zhǔn)，充裝量應(yīng)該為容積的85，受季節(jié)因素影響，冬季47噸，夏季40噸）；鐵路運(yùn)輸，鐵路運(yùn)輸槽車為國(guó)家鐵道部指定的包頭一機(jī)、哈爾濱重工和錦西機(jī)務(wù)等單位生產(chǎn)，設(shè)計(jì)規(guī)格統(tǒng)一為30M（折合48噸，至少留有5的空隙）；水路運(yùn)輸，水陸運(yùn)輸方面擁有各類載重噸位運(yùn)輸甲醇船舶（專業(yè)甲醇運(yùn)輸船舶45000噸，綜合運(yùn)輸船舶運(yùn)輸甲醇能力各噸位不等）。內(nèi)河水運(yùn)主要為10002000噸