年产30万吨甲醇项目建议书

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应用生产原理确定工艺条件
目录
③实际生产中：反应温度取决于催化剂的活性温度范围； 催化剂使用初期活性较强，反应温度可以维持低些；中、后期 反应温度要维持高一些。 ④其他：压力高、空速大时，反应温度要维持高一些。 ⑤热点：催化床温度最高的点。

控制热点温度在催化剂层的上部。 随着催化剂使用时间的增长，催化剂活性逐渐减退，热点温 度会逐渐下移，严重时更换新催化剂。
《年产30万吨天然气制甲醇 设计方案》
谁能替代石油？ 乙醇、 甲醇、汽油还是煤变油
甲醇作为一种燃料和能源载 体，可以创造一个时代。跨 越油气时代 ——甲醇经济
内容提要
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3 4
我国甲醇现状及发展趋势
生产方法的选择
生产准备 应用生产原理确定工艺条件 生产工艺流程的组织 经济效益估算
5 6
1
我国甲醇现状及发展趋势
生产工人 0 25 15 15 32 24
7
8 小计
综合楼
综合仓库 合计
2
2 32
2
0 17
12
3 126
注：销售部由领导和工人自愿组成（20人左右，生产前期）
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目录
生产准备
化工厂厂址选择：
1. 厂址宜选在原料、燃料供应和产品销售便利的地区，并在储运、 机修、公用工程和生活设施等方面具有良好协作条件的地区。 2. 厂址应靠近水量充足、水质良好，电力供应充足的地方。 3. 厂址应选在有便利交通的地方。 4. 选厂应注意节约用地，不占或少占耕地，厂区的面积形状和其 它条件应满足工艺流程合理布置的需要，并要予留适当的发展 余地。 5. 选厂应注意当地的自然环境条件，工厂投产后对周围环境造成 的影响作出预评价，工厂的生产区和居民区的建设地点应同时 选定。
3、甲烷部分氧化
2CH3+O2 2CH3OH
4、联醇生产法 5、合成气化学合成法
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1、高压法
生产方法的选择
目录
用一氧化碳与氢在高温（340~420℃）高压（30.0~50.0MPa）下用锌 -铬氧化物作催化剂合成甲醇。
2、低压法
一氧化碳与氢气为原料在低压（5.0MPa）和275℃左右的温度下， 采用铜基催化剂合成甲醇。低压法成功的关键是采用了铜基催化剂， 铜基催化剂比锌-铬催化剂活性好得多，是甲醇合成反应能在较低的 压力和温度下进行。
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应用生产原理确定工艺条件
目录
① 而且H2过量还可以： 抑制高级醇、高级烃和还原性物质的生成，提高粗甲醇的 浓度和纯度。 因氢的导热性能好，过量的H2有利于防止局部过热和控制 整个催化剂床层的温度。 ② 但是，H2过量太多会降低设备的生产能力。 ③ 低压法甲醇合成，一般控制：
新鲜原料气中 H2:CO=2.2~3.0 。
自动技术发展
工人素质提高


T<300℃ ，T↓或 P↑，△H ↑幅度很大；说明低于300℃下对操 作要求严格， T或 P有波动时易失控； 原来的高压法 ，反应易控制。
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应用生产原理确定工艺条件
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3.影响其化学平衡的主要因素
1.反应温度
放热反应，T↑，平衡向左移动，应尽量降低温度
同时温度升高也引起一系列的副反应 2.压力
优等品
5
一等品
合格品
10
0.791—0.793 64.0-65.5 1.0 30 1.5 20
0.10
0.0015 0.0002 0.002 0.001
0.15
0.003 0.0008 0.005 0.003 0.005 0.0015 0.01 0.005
羰基化合物含量（以CH2O计），%
蒸发残渣含量，%
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项目 原料供应 土地供应 水源供应 能源情况 交通情况 环境要求 市场需求
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生产准备
自贡市工业园区
自贡天燃气公司 ￥2.85 388元/平 没有大的河流 燃料 距离比较远 没有大型的发电 站 铁路 公路 要求环境友好型 可经陆路运往重庆
江安阳春工业园区
宜宾天燃气公司 ￥2.70 386元/平 长江 筠连有大量煤矿和 天然气和江北 220千伏输变电站 铁路 公路 江运 要求环境友好型 可经陆路和长江运往重庆
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应用生产原理确定工艺条件
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生产原理
1．主、副反应 主反应： △ H0298 = - 90.64 kJ/mol △ H0298 = - 49.67 kJ/mol 副反应 ： 平行副反应
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应用生产原理确定工艺条件
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连串副反应
这些副反应产物还可以进一步生成烯烃、酯类、酮类等。当 催化剂中含有碱类时，这些化合物生成更快。
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应用生产原理确定工艺条件
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（2）CO 2
①CO2生成甲醇热效应小，且比热容比CO高，所以原料中 有一定CO2有利于维持床层温度。 ②CO2的存在也可抑制二甲醚的生成。
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13 14 15 16
入塔气预热器
预精馏塔 加压精馏塔 常压精馏塔 精甲醇贮罐
F=5400m2
Ф3200×24000 Ф4000×28000 Ф3200×28000 V=30000 m3
1
1 1 1 2
13MNiMoNbR钢
13CrMo44钢 13MNiMoNbR钢 13CrMo44钢
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生产准备
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应用生产原理确定工艺条件
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本产品（精甲醇）执行国家GB338—92标准，具体指标见 表：
项 色度（铂—钴），号 密度（），g/cm3 沮度范围(,101325Pn), 沸程（包括64.6±）, 高锰酸钾试验，min 水溶性试验 水分含量，% 酸度（以HCOOH计），% 或碱度（以NH3计），% ≤ ≤ ≤ ≤ ≤ ≥ 0.8 50 澄清 目 ≤ 0.791—0.792 指标
2002
产量 进口量 出口量 211 180 0 299 140 5 441 136 3 536 136 5 762 113 19 1,076 85 56 1,126 143 37 2003 2004 2005 2006 2007
产量
净进口
自给率
% 表观消费量 120
391 100 434 80 573 60 666 40 856 20 1,105 0 1,233 2008
3、中压法
中压法合成甲醇的工艺流程中，操作压力范围10.0~27.0MPa，温度 为235~315℃。该法的关键在于使用了一种新型铜基催化剂，综合利 用指标要比低压法好。
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生产方法的选择
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合成气法三种方法比较
催化剂 反应温度 反应压力 19.6~29.4 Mpa 能源消耗 原料及动 力消耗大 成熟度 长期以来 处于停滞 状态 目前处于 成熟期 运 用广 投资 设备、动 力投资大， 成本高 设备投资 较大、动 力投资较 大，成本 小 设备投资 较大，动 力投资小， 成本小
≤
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应用生产原理确定工艺条件
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副反应的危害：
副反应不仅消耗原料，而且影响粗甲醇的质量和催 化剂的寿命。
特别是生成甲烷的反应，是一个强放热反应，不利 于操作控制。 生成的甲烷不能随产品冷凝，存在于循环系统中， 不利于主反应的化学平衡和反应速率。
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应用生产原理确定工艺条件
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2. 反应热效应
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生产准备
劳动人员的确定 劳工定员分为管理人员、技术人员、生产工人。 管理人员为白班制；生产车间班组人员为三班制。 生产岗位定员
序 1 2 3 4 5 6 部 门 厂部 脱硫车间 合成车间 精馏车间 动力车间 维修车间 管理人员 16 2 2 3 2 3 技术人员 1 2 2 2 2 2
共175人
主反应分子数减少最多，所以高压对主反应有利；
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应用生产原理确定工艺条件
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催化剂
1、发展历程 （1）锌铬催化剂
ZnO-Cr2O3 ，高压法，已淘汰。
（2）铜基催化剂 活性高，适宜温度230~270 ℃ ，低压下合成甲醇。 低压法实现工业化：找到了高效脱硫剂，并且改进了甲 醇合成塔结构，使反应温度能够严格控制，延长了催化剂的使 用寿命。 （3）非铜基催化剂
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生产方法的选择
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最古老的方法
1、木材或木质素干馏法
2、氯甲烷水解
CH3Cl+H2O +NaOH
在350℃，于流动系统中进行， 所得到的甲醇产率为67%，二甲 醚为33%。氯甲烷的转化率达 98%。水解速度慢，价格昂贵。 CH3OH+NaCl+H2O 条件：在催化剂作用下， 采用压力101.32～ 202.64×105Pa，350～ 合成气反应活性好，是优 500℃ 质的原料。此外合成气化 甲醇产量在总氨中占的比 特点：工艺流程简单，氧 学法代替传统的甲醇加工 例小，催化剂使用寿命短， 化过程不易控制，甲醇收 方法，能降低原材料及能 气体脱硫净化差。 率不高（30%），未实现 源的消耗，提高产品的经 工业化。 济效益。
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序号 名称
目录
生产准备
主要设备表
规格或型号 数量 材料 备 注
1
2 3 4 5 6 7
氧化锌脱硫塔
辅助锅炉 一段转化炉 二段转化炉 第一废热锅炉 第二废热锅炉 压缩机
Ф3600×30000
ຫໍສະໝຸດ Baidu
2
1 1
13CrMo44钢
20R钢 13CrMo44钢 13CrMo44钢 20R钢 20R钢
Ф4000mm F=80 m2 F=50 m2
1 2 1 2
BCL456+2BCL407
3
8 合成塔
目录
生产准备
DN=4600m F=9509.2m2 DN=700mm F=386 m2 Ф2200mm Ф5200 1 13MNiMoNbR钢 1 台 备 用
9
水冷器
2
20R钢
10 11
甲醇分离器 甲醇膨胀槽
2 2
13CrMo44钢 13CrMo44钢
将铂钯贵金属载于SiO2，使其具有较好的活性和优良的抗硫 毒性。
4 反应温度
应用生产原理确定工艺条件 反 应 速 率
目录
① 平衡：放热反应， 降低温度有利于化学平衡。 ② 速率：对于可逆 放热 反应
反应温度
T↑， k ↑，r ↑ ； T超过某值继续升高时，Kp↓，反应推动力↓，速率↓ 因此，对一定类型的催化剂和一定的初始气体组成，必将出现最 大的反应速率值，与此对应的温度称为最佳温度（最适宜）温度。
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目录
生产准备
原料的来源和要求
1. 天然气 甲烷蒸汽转化 目前，世界约70%的甲醇以天然气为原料。 原料天然气规格:原料天然气的成份分析为V% ：CH4 97.93、 C2H6 0.71 、C3H8 0.04、 CO2 0.74 、N2 0.56 其他杂质0.02。 2. 煤 3. 石油 石脑油——加压蒸汽转化 重油——部分氧化，可使石油资源得到充分利用 天然气、石油、煤为原料的相对成本 100:140:150 气化 在我国，从长远来看煤将占主导地位
目录
生产二甲 醚燃料
二甲醚（DME）除了在日用化工、 制药、农药、染料、涂料等方面具 有广泛的用途外，它还具有燃料性 能，解决了能源和污染的矛盾这一 难题 M85、M15 甲醇汽油是一种清洁燃 料，在汽油中掺入5%、15%和85% 的甲醇及用纯甲醇(100%)作为汽车 燃料，低比例掺烧甲醇，汽车无需做 任何改动，可直接掺入汽油中使用 MTO 以甲醇为原料生产乙烯、丙 烯等低碳烯烃的生产工艺技术 （简称MTP/MTO）可有效缓解我 国石脑油的不足和低碳烯烃对国 际市场的依赖程度
重点设备
1.转化炉
转化炉承担着将天然气与蒸汽发生反应制取原料气的任务。其 操作、运行是否正常影响到整个装置的安全运行，是装置中结构复 杂，操作条件苛刻的关键设备。
2.压缩透平机组
甲醇装置有天然气压缩机和合成气压缩机两大机组，采用离心 式多级压缩机组，用蒸汽透平驱动。
3.合成塔
合成塔是装置的主要设备，氢气与一氧化碳、二氧化碳在合成 塔内反应生成甲醇。
甲醇新的 消费方向
直接加入 汽油掺烧
由甲醇制 烯烃产品
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我国甲醇现状及发展趋势
目录
全球甲醇规模和需求
资料来源：美国化工市场协会（CMAI）《全球甲醇市场展望》
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我国甲醇现状及发展趋势
目录
我国甲醇发展情况
图3 2002-2008年我国甲醇供需情况分析 万吨 年份 1200
2002 1000 2003 800 2004 600 2005 400 2006 200 2007 0 2008
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应用生产原理确定工艺条件
目录
反应压力
①平衡：增加压力，有利； 速率：增加压力，有利； ②压力提高，单位时间内甲醇产量增加； ③但增加压力要消耗能量，而且还受设备强度限制； ④压力多在5~15Mpa。
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应用生产原理确定工艺条件
目录
原料气组成
（1）H2/CO
生产上采用H2过量，
即H2/CO>化学计量比2。
高压
锌铬催化剂
360~400℃
中压
铜系催化剂 （51-2贵）
235~315℃
9.8~12.0 MPa
动力消耗 略比低压 高
低压
铜系催化剂 （51-1便宜）
240~270℃
5.0~8.0 MPa
原料、动 力消耗小
大型甲醇 装置的发 展主流
3
目录
生产准备
原料、能源的准备
生产设备的准备
生产人员的准备
厂址的选择