50万吨年产甲醇合成工艺初步设计

酒泉职业技术学院

毕业设计（论文）2009 级应用化工技术专业

题目：50万吨/年产甲醇合成工艺初步设计

毕业时间：2012年6月

学生姓名：田红梅

指导教师：白老师

班级：2009应化（5）班

2011年6月20日

酒泉职业技术学院2012 届各专业

毕业论文（设计）成绩评定表

姓名田红梅班级2009应化（5）班专业应用化工技术

指导教师第一次指导意见题目的确定，内容的审核与要求，以及图表的要求，封面设计的修正，成绩评定表的给定，摘要重新，标点的改正，关键词的修改，目录标点符号的修改，章节的修改与确定以及其排版的修改。

2011 年3 月20 日

指导教师第二次指导意见内容的确定，摘要的修改，目录标点再一次的修改，内容的修改与流程图的修改和表格的确定，计算结果的修改与意见，致谢词的要求，参考文献的要求。

2011年4 月10 日

指导教师第三次指导意见字体撰写不符合规范要求，图和表的表示方法不准确，整个内容需再一次审查，致谢词字数太少，参考文献格式部分有误，继续修改，文章中目录字体要求统一，整个篇章的进行细化和修改。

2011年5 月1 日

指导教师评语及评分

田红梅同学做的50万吨/年产甲醇合成工艺初步设计，能够跟当前煤化工结合起来，较为全面的考虑和设计了甲醇生产工艺，选择的生产方案较为先进，跟所学专业进行了有效的结合和联系，取得了较为好的效果。在整个设计过程中任务完成良好，态度好，谦虚认真，顺利地完成了毕业设计。同意推荐答辩。

成绩：良好签字（盖章）2011年6月16日

答辩小

组评价

意见及

评分

成绩：签字（盖章）年月日教学系

毕业实

践环节

指导小

组意见

签字（盖章）年月日学院毕

业实践

环节指

导委员

会审核

意见

签字（盖章）年月日说明：1、以上各栏必须按要求逐项填写。2、此表附于毕业论文(设计)封面之后。

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，煤

一、综述

我国是一个少油多煤的国家，煤炭贮量非常丰富，煤种齐全。但到目前为止，我国煤炭资源的综合利用水平还很低，基本上处于小型化、分散化、产品单一化、浪费大、污染严重和低效益的状态。因此建设大型煤炭综合利用的焦化基地，实现煤炭资源的综合利用，生产高附加值的深加工产品，调整产业结构，保护环境，带动区域经济乃至行业经济的发展已成为必然趋势。

（一）国内外甲醇工业现状

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。

现实是：国外甲醇生产规模大，技术先进，管理严格，能耗低，产品质量稳定；国内大甲醇装置的产品质量已经达到国际水平，但许多小甲醇或联醇装置产品质量尚不稳定。

据全国化学工程技术委员会副主席，中石化宁波工程有限公司副总工程师唐宏吉介绍，国内煤基甲醇每吨产品能耗为50~60焦，耗煤1．6吨左右，耗水22~30吨。以天然气为原料生产的甲醇每吨产品能耗约为40焦，耗天然气900~1150

立方米，耗水15~20吨。我国小型联醇装置每吨产品耗能则高达70焦。而国外大型甲醇装置基本都以天然气为原料，并且每吨产品能耗只有25~30焦，耗天然气760~920立方米，耗水10~15吨。

另外，由于我国甲醇生产大多采用煤基路线，酸性气体和灰渣排放量最大，需投入较多资金建设环保处理设施。而国外以天然气为原料的大型甲醇装置，基本属于清洁生产，对环境影响较小，环境投入也相应较小。

许多业内专家都向记者提到了国内甲醇生产的一个先天不足；我国甲醇生产所需原料煤炭、天然气主要集中在经济较落后、交通不便的西部，而我国甲醇市场消费中心在华东和华南地区。西部甲醇运到华东和华南地区铁路和公路的长途运输，运输费用最高达400元／吨（约55美元／吨）。甲醇产地与消费地相距较远，导致交通运输成为今后我国甲醇发展的主要瓶颈。