乙醇毕业设计--年产20万吨甲醇合成工艺设计

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1、 1 1 1 总总 论论 1.1 1.1 概述概述 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 Nexant Chen Systems 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

2、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) MTBE 830(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) MMA 90(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)

3、 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 年产 20 万吨甲醇合成工艺设计 2 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

4、 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

5、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 Tops e 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

6、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 3 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 1.2 甲醇的合成方法甲醇的合成方法 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