酒 泉 职 业 技 术 学 院毕业设计（论 文） 08 级 石油化工生产技术 专业 题 目： 甲醇的生产工艺流程设计 毕业时间： 2011年7月 学生姓名： 连变红 指导教师： 张禄梅 班 级： 08石化（3）班 2011 年 3月20日酒泉职业技术学院 2011 届各专业毕业论文（设计）成绩评定表姓名连变红班级08石化（3）班专业石油化工生产技术指导教师第一次指导意见年 月 日指导教师第二次指导意见年 月 日指导教师第三次指导意见年 月 日指导教师评语及评分 成绩： 签字（盖章） 年 月 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)封面之摘要在有机合成工业中，甲醇是仅次于乙烯、丙烯和芳烃的重要基础原料，是极为重要的有机化工原料，在化工、医药、轻工、纺织及运输等行业都有广泛的应用，目前，甲醇的主要应用领域是生产甲醛，其用量约占总量的一半以上。随着科学技术的进一步发展，以甲醇为为原料生产有机化工产品的新应用领域有了很大的突破，甲醇合成蛋白质的产品已经进入市场，以甲醇为原料生产烯烃和汽油已实现工业化，随着我国国民经济的高速发展，对甲醇的需求量也在不断增加。据预测，2005年我国的甲醇消费量将超过600万吨，将创下历史新高，其衍生物产品发展前景广阔。关键词：甲醇，技术，发展目录第一章 甲醇的生产技术概述.3一、合成原料气选择优缺点4二、催化剂选择优缺点4三、合成方法的比较4（一）高压法(19.629.4MPa)5（二）低压法(5.08.0MPa)6（三）中压法(9 .813.0MPa)6四、 甲醇的现状8第二章 甲醇合成工艺及技术分析11一、原料气方面11二、合成工艺方面11三、生产装置方面12四、能量利用方面12第三章 甲醇精馏系统工艺流程13一、生产原理13二、工艺流程13三、运行情况14四、精馏操作要点和经验15（一）物料平衡15（二）热量平衡16（三）回流量的调节16（四）温度控制16（五）流量控制17（六）液位控制18（七）压力控制18第四章 甲醇行业存在的问题 18一、甲醇下游需求量的快速增长能否消化新增产能19二、甲醇制烯烃技术工业化的进程19三、中国目前甲醇现象是否过热19四、甲醇作为替代能源自身竞争力的状况20五、健康危害21六、泄漏应急处理21第五章 甲醇产业的发展方向22一、甲醛22二、甲酸甲酯22三、碳酸二甲酯22四、甲基叔丁基醚23五、大力开发甲醇能源技术23致 谢 .29参考文献. 31前言 甲醇( Methanol, Methyl alcohol) 又名木醇、木酒精,是一种最简单的饱和醇，见图1。甲醇用途广泛, 是基础的有机化工原料和优质燃料, 主要应用于精细化工、塑料等领域, 用来制造甲醛、合成橡胶、甲胺、对苯二甲酸二甲酯、甲基丙烯酸甲酯、氯甲烷、醋酸、甲基叔丁基醚等多种有机产品, 也是农药、医药的重要原料之一, 而且还可以加入汽油掺烧或代替汽油作为动力燃料以及用来合成甲醇蛋白。随着当今世界石油资源的日益减少和甲醇生产成本的降低, 用甲醇作为新的石化原料来源已经成为一种趋势。尽管目前全球甲醇生产能力相对过剩, 并且不排除由于某种原因而引起甲醇市场的波动, 但是对于有着丰富的煤、石油、天然气资源的地区, 除了研究开发新技术降低成本, 还要不断开拓甲醇的应用领域, 大力生产和发展甲醇下游产品, 从而促进整甲醇工业的发展。图1 甲醇的锯型投影式 第一章 甲醇的生产技术概述近十年来，随着甲醇工业的迅速发展，以碳的氧化物与氢合成甲醇的方法，在原料路线，工艺技术，能源利用和生产规模等方面取得了许多新的成就。在甲醇生产过程中同样具有较多的有毒物质和易燃易爆物质，而且生产流程复杂，运转设备和高温、高压设备比较多。因此，在合成氨厂的工作人员，必须通晓与生产过程有关的安全技术知识，并且在工作中能自觉和认真地贯彻安全技术要点，从而保证人身安全和设备安全。一、 合成原料气选择优缺点生产甲醇的原料大致有煤、石油、天然气和含H2、CO (或CO2)的工业废气等。早期以煤为主要原料生产水煤气合成甲醇。从20世纪50年代开始,天然气逐步成为制造甲醇的主要原料。目前全球甲醇总产量中约有70%左右是以天然气为原料合成的。其实,利用工业废气(如乙炔尾气或乙烯裂解废气)生产甲醇更为经济,但能量受到限制。以不同的原料制取甲醇的经济效果是不同的。可见,以煤为原料生产甲醇的装置投资要高于天然气、乙炔尾气和焦炉气。但随着石油和天然气供给紧张、价格上涨,如果选用廉价的粉煤为原料生产甲醇,会使生产成本大大降低。合成甲醇原料气的生产工艺技术选择应根据当地的原料资源状况来确定,淮化地处淮南,本地煤资源相对比较丰富,所以加大对淮南煤的技术研究,尽可能利用本地煤炭资源,就可以最大限度地减少投资,较好地利用资源。在原料气生产方面合成甲醇原料气的生产工艺技术选择应根据当地的原料资源状况来确定，甲醇生产的原料主要是煤焦油、天然气。在石油和天然气供给紧张、价格上涨的情况下，以煤为原料制取甲醇合成原料气是甲醇生产的最好选择。我国煤炭资源丰富，在未来的甲醇生产中将逐步走向以煤为原料的路线。虽然以煤为原料生产甲醇，煤气化生产甲醇原料气的装置投资费用要高于天然气和油，但由于廉价的煤炭使甲醇合成的原料气生产成本大降低，经济效益显著。为此以煤为原料生产甲醇将是我国甲醇生产的方向。合成甲醇的方法有多种，如早期用木材制成木质素干馏法制甲醇的方法和目前工业上几乎都采用的一氧化碳、二氧化碳加压催化氢化法合成甲醇的方法。前者今天在工业上已经被淘汰了。二、 催化剂选择优缺点甲醇合成工艺目前总的趋势是由高压向低、中压发展,而低、中压流程所用的催化剂都是铜基催化剂与的优缺点比较如表1-1,两者合成甲醇平衡时合成塔出口甲醇摩尔分数比较如表3,不同氧化物组成的铜基催化剂的合成反应参数如表4 (反应气组成为H2+CO+CO2+CH4)。表1-1 铜基催化剂与锌铬催化剂的主要优缺点种类优点缺点铜基催化剂活性温度低，选择性好耐热性和耐毒性差锌铬催化剂耐热性好，耐毒性好活性温度高在催化剂方面，1966 年以前国外的甲醇合成工厂几乎都使用锌铬催化剂，基本上沿用了1923年德国开发的30MPa 的高压工艺流程。在我国，1954 年开始建立甲醇工业，也使用锌铬催化剂。但锌铬催化剂的活性温度较高(320400)，为了获取较高的转化率，必须在高压下操作。从50年代开始，很多国家着手进行低温甲醇摧化剂的研究工作。1966年以后，英国ICI 公司和联邦德国的Lurgi 公司先后提出了使用铜基摧化剂， 操作压力为5MPa，1966 年末ICI公司在英国Bilingham工厂的低压(5MPa)甲醇合成装置正式投入工业生产，使低压法最先问世。目前总的趋势是由高压向低、中压发展，而低、中压流程所用的催化剂都是铜基催化剂。三、合成方法的比较在合成反应中，合成气制甲醇工艺按压力分为高压、中压和低压法。高压法是在3 0 M P a 以上、320380 的操作条件下通过Cu 系催化剂合成甲醇，其特点是技术成熟，但投资和生产成本较低压法高；中、低压法比高压法优越，主要表现在能耗低、粗甲醇质量高、设备简单和投资相对较低。随着甲醇合成催化剂技术的不断发展，目前总的趋势是由高压向低、中压发展。中、低压法比高压法优越，前者能耗低，粗甲醇质量高，设备简单和投资相对较低。铜基催化剂活性温度低，选择性高，是最佳的中低压法催化剂。下面简要介绍一下这三种合成方法：工业上合成气合成甲醇工艺流程主要有高压法和中、低压法。（一）高压法(19.629.4MPa)高压法是最初生产甲醇的方法，采用锌铬催化剂，反应温度360400，压力19.629.4MPa。随着脱硫技术的发展，高压法也在逐步采用活性高的铜系催化剂，以改善合成条件，达到提高效率和增产甲醇的目的。高压法虽然有70 多年的历史，但是，由于原料及动力消耗大，反应温度高，生成粗甲醇中有机杂质含量高， 而且投资大，成本高，其发展长期以来处于停滞状态。天然气为原料的高压合成甲醇工艺流程如图1-1所示。 图1-1 高压法合成甲醇工艺流程（二） 低压法(5.08.0MPa)低压法(5.08.0MPa)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系催化剂。铜系催化剂的活性明显高于锌铬催化剂，反应温度低(240270)，因此，在较低的压力下可获得较高的甲醇收率。而且选择性好，减少了副反应，改善了甲醇质量，降低了原料的消耗。此外，由于压力低，不仅动力消耗比高压法降低很多，而且工艺设备的制造也比高压法容易，投资得以降低。总之，低压法比高压法有显著的优越性 如图1-2 所示。 图1-2 低压法甲醇合成的工艺流程（三）中压法(9 .813.0MPa)中压法(9 .813.0MPa)随着甲醇工业规模的大型化，(目前已有日产3000t 的装置甚至更大单系列装置)，如采用低压法，势必导致工艺管道和设备较大，因此，在低压法的基础上适当提高合成压力，即发展成为中压法。中压法仍采用高活性的铜系催化剂，反应温度与低压法相同，它具有与低压法相似的优点，但由于提高了压力，相应动力消耗略有增加。目前，世界上新建或扩建的甲醇装置几乎都采用低压法或中压法，其中尤以中压法为最多，中压法甲醇生产工艺流程如图1-3。图1-3 中压法甲醇生产工艺流程四、 甲醇的现状：世界各国的甲醇生产主要以天然气为