年产20万吨甲醇合成工艺设计.doc

年产20万吨甲醇合成工艺设计40411总论1.1概述甲醇作为及其重要的有机化工原料是碳一化学工业的基础产品在国民经济中占有重要地位。长期以来甲醇都是被作为农药医药染料等行业的工业原料但随着科技的进步与发展甲醇将被应用于越来越多的领域。1.生产的发展1）世界甲醇工业的发展总体上说世界甲醇工业从90年代开始经历了1991-1998的供需平衡1998-1999的供大于求从2000年初至今的供求基本平衡三个基本阶段。[1]据NexantChenSystems公司的最新统计全球2004年甲醇生产能力为4226.5万t/a[2]以下是最近几年的甲醇需求统计。全球主要地区甲醇消费构成2001年2002年2003年2004年按用途分甲醛940(31)970(32)1010(32)1050(33)MTBE830(28)810(26)780(25)760(22)(其中美国）470(16)430(14)340(11)270(8)醋酸270(9)290(9)300(10)310(10)MMA90(3)90(3)100(3)100(3)其他880(29)900(29)930(30)970(30)需求合计3020（100)3060(100)3100(100)3180(100)按地区分亚洲920(30)940(31)990(32)1040(33)北美1000(33)1000(33)980(31)970(31)西欧630(21)640(21)650(21)670(21)其他470(16)480(16)490(16)500(16)需求合计3020(100)3060(100)3110(100)3180(100)从上表可以看出到2004年为止甲醇仍主要用于制造甲醛和MTBE。用于制造甲醛的甲醇用量随年份成增长趋势而MTBE的需求量则逐年降低。亚洲需求量增长比较迅速与此相反北美地区需求则在减少。2）我国甲醇工业发展我国的甲醇工业经过十几年的发展生产能力得到了很大提高。1991年我国的生产能力仅为70万吨截止2004年底我国甲醇产能已达740万吨117家生产企业共生产甲醇440.65万吨2005年甲醇产量达到500万吨比2004年增长22.2%进口量99.1万吨因此下降3.1%。2.生产技术的发展1）装置大型化于上世纪末相比现在新建甲醇规模超过百万吨的已不再少数。在2004——2008年新建的14套甲醇装置中平均规模为134万t/a其中卡塔尔二期工程项目高达230万t/a。最小规模的是智利甲醇项目产能也达84万t/a一些上世纪末还称得上经济规模的60万t/a装置因失去竞争力而纷纷关闭。2）二次转化和自转化工艺合成气发生占甲醇装置总投资的50%—60%所以许多工程公司将其视为技术改进重点。已经形成的新工艺在主要是Syenetix(前ICI)的先进天然气加热炉转化工艺(AGHR)Lurgi的组合转化工艺(CR)和Topse的自热转化工艺(ATR)3）新甲醇反应器的合成技术大型甲醇生产装置必须具备与其规模相适应的甲醇反应器和反应技术。传统甲醇合成反应器有ICI的冷激型反应器Lungi的管壳式反应器Topsdpe的径向流动反应器等近期出现的新合成甲醇反应器有日本东洋工程的MRF--Z反应器等而反应技术方面则出现了Lurgi推出的水冷一气冷相结合的新流程。4）引入膜分离技术的反应技术通常的甲醇合成工艺中未反应气体需循环返回反应器而KPT则提出将未反应气体送往膜分离器并将气体分为富含氢气的气体前者作燃料用后者返回反应器。5）液相合成工艺传统甲醇合成采用气相工艺不足之处是原料单程转化率低合成气净化成本高能耗高。相比之下液相合成由于使用了比热容高导热系数大的长链烷烃化合物作反应介质可使甲醇合成在等温条件下进行。1.2甲醇的合成方法1.常用的合成方法当今甲醇生产技术主要采用中压法和低压法两种工艺并且以低压法为主这两种方法生产的甲醇约占世界甲醇产量的80%以上。高压法：(19.6-29.4Mpa)是最初生产甲醇的方法采用锌铬催化剂反应温度360-400℃压力19.6-29.4Mpa。高压法由于原料和动力消耗大反应温度高生成粗甲醇中有机杂质含量高而且投资大其发展长期以来处于停顿状态。低压法：(5.0-8.0Mpa)是20世纪60年代后期发展起来的甲醇合成技术低压法基于高活性的铜基催化剂其活性明显高于锌铬催化剂反应温度低(240-270℃)。在较低压力下可获得较高的甲醇收率且选择