年产20万吨Lurgi低压甲醇合成设计

Chenmical Intermediate242013年第03期科研开发赵军摘要：分析了中原大化公司Lurgi 低温甲醇洗操作工况，详细介绍了硫超标、精馏废水CO D 超标、系统氨超标及补充甲醇量较大等生产问题产生的原因，提出了具体的优化操作方案，以期对低温甲醇洗的工艺操作有较大帮助。

关键词：低温甲醇洗硫超标COD 超标氨超标补充甲醇中图分类号：TQ214文献标识码：A文章编号:T 1672-8114(2013)03-024-04（河南煤业化工集团中原大化公司河南濮阳457004）1引言河南煤业化工集团中原大化公司年产50万吨甲醇装置始建于2006年，其中低温甲醇洗装置采用Lurgi 生产工艺，经脱硫脱碳后的净化气，要求总硫＜0.1ppm ，CO 2＜3.14%，净化气的硫含量及CO 2含量指标直接影响到甲醇合成工段粗甲醇的产量和甲醇合成催化剂的使用寿命。

中原大化公司甲醇装置开车以来，低温甲醇洗工艺出现的问题主要有硫超标（净化气硫超标和六塔尾气硫超标）、五塔精馏废水COD 超标、系统氨超标及补充甲醇量较大等问题。

本文着重探讨低温甲醇洗工艺的优化操作，以期为低温甲醇洗工艺的生产操作提供帮助。

2Lurgi 工艺流程简介中原大化公司Lurgi 低温甲醇洗工艺流程如图1：从变换装置来的原料气(40℃，3.4MPa)送入低温甲醇洗原料气/合成气换热器05E001经换热后进入到原料气深冷器05E002，被液氨冷却到10℃左右，再进入到氨洗涤器05C007的下部，经洗涤后的原料气经低温气体换热后进入气体吸收塔05C001的底部，原料气自05C001下部向上依次进入H 2S 预洗段、H 2S 吸收段、CO 2洗涤段、CO 2吸收段，经脱硫脱碳合格的净化气送入甲醇合成原料气压缩机入口。

吸收过H 2S 和CO 2的饱和甲醇进入中压闪蒸年产50万吨甲醇Lurgi 低温甲醇洗工艺操作优化分析塔05C002中压闪蒸，闪蒸出的CO 2气体经回收冷量后送入二氧化碳压缩机，经加压后用于输煤。

20万吨/年甲醇生产装置项目方案0 前言甲醇以煤化工为基础，也是C1化学的基石，同时又是山西正在推行的汽油代用燃料，甲醇燃料电池则是下一代汽车使用的新能源。

晋中市拥有丰富的煤炭资源，因受环保法规的制约，大量高硫烟煤资源均未得到有效地利用。

而采用水煤浆洁净煤气化工艺可充分利用这些高硫烟煤资源，不会污染环境。

大型化生产装置可降低能耗和生产成本。

在晋中市采用国内具有自主知识产权的工艺技术，利用引进外资，共同开发目前弃置而无法利用的高硫烟煤，生产燃料甲醇或化工甲醇，对拉动晋中市的经济，推动山西省汽车工业和代替汽油的新型汽车能源具有重大意义。

大型化的生产和管理技术也能使晋中市的工业发展水平上一个新台阶。

山西佳新能源化工实业有限公司是国家洁净燃料甲醇汽车示范工程项目承担单位，曾直接参与多项国家有关甲醇燃料方面的软科学项目研究工作。

公司下辖佳新化工厂、国家甲醇汽车示范车队、煤基洁净燃料研究所、山西佳新国际旅行社、寿阳佳新公交公司、昔阳佳新公交公司、阳泉佳新客运公司、佳新汽修厂等多个单位，公司设在晋中市榆次区粮店街61号。

山西佳新公司国家甲醇汽车示范工程车队60台甲醇中巴客车已进行五年的商业化营运示范，单车行驶里程突破40万公里。

公司在甲醇汽车技术性、燃油经济性、环保性等方面为断后的甲醇汽车产业化推广及管理做了大量的研发和探索工作，并按系统工程观点，对甲醇燃料储存、运输、加注、安全卫生等方面形成初步的规范、技术标准和管理制度。

在国内较好地完成甲醇燃料和甲醇汽车由试验示范向产业化示范的转型。

同时，多项企业自主创新的甲醇燃料及汽车应用技术成果得到认可推广或待产业化。

山西佳新公司是国际国内最早将二甲醚作为炊事燃料、替代液化石油气的单位，也是国内最早进行二甲醚替代柴油科技开发工作的单位，现二甲醚装置生产能力4000吨/年，2003年通过技术改造将达到12000吨/年生产规模。

公司经过多年在甲醇燃料方面的探索和实践，基于国家及山西省已形成良好的发展甲醇燃料的政策、环境及其良好的发展前瞻性。

年⽣产30万吨合成甲醇分⼚设计书年产30万吨合成甲醇分⼚设计书第⼀章概述1.1 项⽬概述1.1.1项⽬名称年产30万吨合成甲醇分⼚设计1.1.2项⽬简介本项⽬以总⼚造⽓分⼚的净化合成⽓作为原料，充分合理利⽤原料⽓组分的现有资源及成熟的⽣产⼯艺，设计⼀座合成甲醇的分⼚，对分⼚的科学发展进⾏规划，扩⼤经济效益的同时，减少烃原料化⼯对⽯油资源的过度依赖，对优化资源利⽤有重要意义。

1.2 设计依据及原则1.2.1 设计依据（1）课程设计项⽬设计任务书（2）“⼗⼆五”国家政策。

（3）根据甲醇合成的相关资料，包括发展规划、⾃然条件、交通条件、政府政策等。

（4）《中华⼈民共和国环境保护法》和《中华⼈民共和国劳动安全法》等相关的国家法律、法规。

1.2.2 设计原则(1) 项⽬建设遵守国家的各项政策、法规和法令，符合国家的产业政策、投资⽅向及⾏业和地区的规划，贯彻有关部门的颁发标准和规范合理安排建设周期，严格控制⼯程建设项⽬的⽣产规模和投资；(2) 采⽤成熟⽽先进可靠的⼯艺⽣产技术，确保操作运⾏稳定、尽可能节能降耗、三废排放少、产品质量好；(3) 坚持体现“社会经济效益、环保效益和企业经济效益并重”的原则，按照国民经济和社会发展的长远规划，⾏业、地区的发展规划，在项⽬调查、选择中对项⽬进⾏详细全⾯的论证。

(4) 重视环境保护、安全和⼯业卫⽣，设计中选⽤清洁⽣产⼯艺，三废治理、消防、安全、劳动保护措施必须与主体装置同时设计、同时建设、同时投运，污染物的排放必须达到规定的指标，并保证⼯⼚安全运⾏和操作⼈员的健康不受损害；(5) 产品⽣产和质量指标符合国家及地⽅颁发的各项相关标准；(6) 在保证⼯艺⽣产安全、可靠的前提下，尽可能利⽤国产化的设备、材料，并控制投资在合理范围内；1.3 ⼯艺特点德国Lurgi公司开发的甲醇合成⼯艺，该流程采⽤管壳型反应器，催化剂装在管内，反应热由管间沸腾⽔带⾛，并副产中压蒸汽。

⽣产过程中可通过控制所产中压蒸汽压⼒来调节催化床层温度，反应温度易控制、径向温度5℃左右。

目录摘要1关键词1前言11.制备原料气11.1连续制气的二段转化法21.2 部分氧化法32.净化工序32.1静电除尘42.2干法脱硫42.3湿法脱硫63 ICI低压法工艺流程74.粗甲醇精馏的工艺流程8小结10参考文献12致谢13低压合成甲醇的工艺流程设计摘要：目前，虽然低压合成甲醇的工艺流程有所不同，但基本都是采用一氧化碳、二氧化碳加压催化氢化法合成甲醇，都是在铜系催化剂和锌铬催化剂存在下，在4~5MPa左右，温度360~400摄氏度下进行的。

大致可以分为以下几个工序：制备原料气、净化原料气、压缩、合成甲醇、粗甲醇精馏。

关键词：低压原料气净化合成甲醇精馏脱硫前言甲醇，分子式CH3OH，是饱和醇中最简单的一元醇，它是多种有机产品的基本原料和重要的溶剂，广泛用于有机合成、染料、医药、涂料和国防等工业。

甲醇在有机合成工业中，是仅次于烯烃和芳烃的重要基础有机原料。

甲醇是较好的人工合成蛋白的原料，是容易运输的清洁燃料，可直接用于还原铁矿得到高质量的海绵铁。

随着近些年来碳一化学的工业的发展，甲醇制乙醇、乙烯、乙二醇、甲苯、二甲苯、乙酸乙烯、甲酸甲酯和氧分解性好的甲醇树脂等产品，正在研究开发和工业化中。

目前，甲醇的消费已超过其传统用途，潜在的耗用量远远超过其化工用途，渗透到国民经济的各个部门。

1966年英国帝国化学工业公司研制成功铜基催化剂，并开发了低压合成甲醇工艺，即ICI工艺。

1971年，德国鲁奇公司开发了另一种低压合成甲醇的工艺，简称Lurgi工艺。

此外美国i电动研究所还研制了三相甲醇合成技术，三相甲醇合成技术虽已研制成功但未建立大规模的生产厂。

20世纪70年代中期以后，世界上新建和扩建的甲醇装置几乎都采用低压法。

目前,虽然低压合成甲醇的工艺流程有所不同，但基本都是采用一氧化碳、二氧化碳加压催化氢化法合成甲醇,即:CO+2H2=CH3OHCO2+3H2=CH3OH+H2O以上反应都是在铜系催化剂和锌铬催化剂存在下，在4~5MPa左右，温度360~400摄氏度下进行的。

浅析年产20万吨煤制甲醇生产工艺初步设计以投资成本，生产成本，产品收率为依据，选择中压法为生产甲醇的工艺，用CO和H2在加热压力下，在催化剂作用下合成甲醇，其主要反应式为：CO+ H2→CH3OH经过净化的原料气，经预热加压，于5 Mpa、220 ℃下，从上到下进入Lurgi 反应器，在铜基催化剂的作用下发生反应，出口温度为250 ℃左右，甲醇7%左右，因此，原料气必须循环。

甲醇的合成是可逆放热反应，为使反应达到较高的转化率，应迅速移走反应热，本设计采用Lurgi管壳式反应器，管程走反应气，壳程走4MPa的沸腾水。

一、甲醇合成塔的选择甲醇合成反应器实际是甲醇合成系统中最重要的设备。

从操作结构，材料及维修等方面考虑。

借鉴大型甲醇合成企业的经验，（大型装置不宜选用激冷式和冷管式），设计选用固定管板列管合成塔。

二、甲醇合成工艺流程来自脱碳装置的新鲜气（40℃，3.4MPa）与循环气一起经甲醇合成气压缩机（C7001）压缩至5.14MPa后，经过入塔气预热器（E7001）加热到225℃，进入甲醇合成塔（R7001）内，甲醇合成气在催化剂作用下发生如下反应：CO + 2H2 = CH3OH + QCO2 + 3H2 = CH3OH + H2O + Q甲醇合成塔（R7001）为列管式等温反应器，管内装有XNC-98型甲醇合成催化剂，管外为沸腾锅炉水。

反应放出大量的热，通过列管管壁传给锅炉水，产生大量中压蒸汽（3.9MPa 饱和蒸汽），减压后送至蒸汽管网。

副产蒸汽确保了甲醇合成塔内反应趋于恒定，且反应温度也可通过副产蒸汽的压力来调节。

甲醇合成的工艺流程甲醇合成塔（R7001）出来的合成气（255℃，4.9MPa），经入塔气预热器（E7001），甲醇水冷器（E7002A，B），进入甲醇分离器（V7002），粗甲醇在此被分离。

分离出的粗甲醇进入甲醇膨胀槽（V7003），被减压至0.4MPa后送至精馏装置。

甲醇分离器（V7002）分离出的混合气与新鲜气按一定比例混合后升压送至甲醇合成塔（R7001）继续进行合成反应。

德国LURGI公司是世界上主要的甲醇技术供应商之一，在上世纪70年代就成功开发成功了LURGI低压法甲醇合成技术。

1997年LURGI公司提出大甲醇技术（Mega Methanol，年产百万吨级甲醇装置）的概念，引领甲醇技术向大型化发展，目前采用LURGI公司Mega Methanol技术的甲醇装置已有两套投入生产运行，另有多套正在建设中。

图4所示为LURGI公司的Mega Methanol工艺流程，该工艺的合成工段包含三个反应器，其中R52002为气冷式反应器，R52001A/B为两个并联的水冷反应器。

新鲜合成气经压缩后与循环气混合，进入气冷反应器的管层，被壳层发生的甲醇合成反应所放出的热量预热，然后进入并联的两个水冷反应器发生反应，反应器管内装填触媒，管间为沸腾水，反应放出的热量经管壁传给管间的沸腾水，产生中压蒸汽，产品气从两个水冷反应器出来后先混合，然后进入气冷反应器的壳层，未反应完全的合成气在气冷反应器内进一步反应生成甲醇，最终产品气送冷却、分离工段将粗甲醇分离后，未反应的原料气打循环。

LURGI公司提出的这种工艺流程较好地在甲醇合成反应动力学与反应热力学之间进行了权衡。

从反应热力学角度来看，甲醇合成反应是放热反应，低温有利于甲醇的生成，从反应动力学角度来看，高温可以加快反应速度，但高温对催化剂有害，并产生酮类等副产物，它们会形成共沸物，使后续的精馏更为困难。

在LURGI工艺流程中，其列管式水冷反应器有相对较高（260℃）的出口温度，使得反应能够较快地进行，在此发生部分转化后，其余的转化发生在冷管式反应器，在较低温度（220～225℃）下操作有利于甲醇的合成。

这种流程配置实现了较快的反应速度和较高的转化率，显著提高了反应的单程转化率，降低循环气量，节省循环气压缩机的功耗。

同时，因为其水冷式反应器操作温度较高，使得副产蒸汽的压力相对于DAVY工艺而言要高，比较有利于蒸汽的使用。

Pre-heatedsynthesis gas图5 鲁奇水冷式反应器 图6 水冷式反应器床层温度分布曲线鲁奇的水冷反应器如图5所示，管内装填触媒，管间为沸腾水，反应放出的热量经管壁传给管间的沸腾水，产生中压蒸汽。

2012 届毕业设计说明书年产20万吨煤制甲醇生产工艺设计系、 部： 材料与化学工程系学生姓名： 刘 芳指导教师： 王金银 职称： 教授专 业： 化学工程与工艺班 级： 化本0801班完成时间： 2012年5月优秀论文 审核通过未经允许 切勿外传摘要甲醇是一种极重要的有机化工原料，也是一种燃料，是碳化学的基础产品，在国民经济中占有十分重要的地位。

近年来，随着甲醇下属产品的开发，特别是甲醇燃料的推广应用，甲醇的需求大幅度上升。

为了满足经济发展对甲醇的需求，开展了此20万ta的甲醇项目。

设计的主要内容是进行工艺论证，物料衡算和热量衡算等。

本设计本着符合国情、技术先进和易得、经济、环保的原则，采用煤炭为原料；利用GSP气化工艺造气；NHD净化工艺净化合成气体；低压下利用列管均温合成塔合成甲醇；三塔精馏工艺精制甲醇；此外严格控制三废的排放，充分利用废热，降低能耗，保证人员安全与卫生。

关键词：甲醇合成；气体精馏；工艺流程ABSTRACTMethanol is a kind of very important organic chemical raw materials, is also a kind of fuel, is a chemical carbon based products, in the national economy occupies very important position. In recent years, with the development of methanol subordinate products, especially the popularization and application of the methanol fuel, methanol demand increases. In order to meet the needs of economic development, methanol, carried out the 200000 ta of methanol project. The design of the main content is process demonstration, and the material balance calculationsand with the situation of China, with advanced technology and are easy, economy, environment protection principle, the coal for raw materials; Use of GSP gasification process the gasification; NHD purification process synthesis gas purification; Low voltage of mean temperature tube synthesis tower methanol synthesis; Three tower distillation process refined methanol; In addition to strictly control the "three wastes" emissions, make full use of waste and ensure safety and ；process flow目录1概论 (6)1.1概述 (6)1.2设计的目的和意义 (7)1.3设计依据 (7)1.4设计的指导思想 (8)1.5原料煤的规格 (8)2工艺论证 (9)2.1 煤气化路线的选择 (9)2.2净化工艺方案的选择…………………………………………………112.3合成甲醇工艺选择 (12)2.4甲醇精馏 (14)3工艺流程 (18)3.1 GSP气化工艺流程………………………………………………………183.2净化装置工艺流程 (19)3.3甲醇合成工艺流程 (25)3.4甲醇精馏工艺流程 (26)3.5氨吸收制冷流程 (27)4工艺计算 (29)4.1物料衡算 (29)4.2能量衡算 (35)5主要设备的工艺计算及选型 (41)5.1甲醇合成塔的设计 (41)5.2水冷器的工艺设计 (43)5.3循环压缩机的选型 (46)5.4甲醇合成厂的主要设备一览表 (46)6三废处理 (47)6.1甲醇生产对环境的污染 (47)6.2 处理方法 (47)设计结果评价 (48)参考文献 (49)致谢 (50)1 总论1.1 概述1.1.1 甲醇性质甲醇俗称木醇、木精，英文名为methanol，分子式CHOH。

20万吨/年甲醇的生产技术01生产工艺路线选择1）原料来源生产甲醇的原料为合成气，是指主要成分为H2和CO的气体混合物主要有以下三种制取方式1、天然气制甲醇天然气是制造甲醇的主要原料。

天然气的主要成分是甲烷，还含有少量的其他烷烃、烯烃与氮气。

以天然气生产甲醇原料气有蒸汽转化、催化部分氧化、非催化部分氧化等方法，其中蒸汽转化法应用最广泛。

但是由于天然气大多作为民用燃料，且资源量越来越少，政府已经在07年出台相关规定禁止使用以天燃气为原料生产甲醇。

2、煤、焦炭制甲醇煤与焦炭是制造甲醇粗原料的主要固体燃料。

用煤和焦炭制甲醇的工艺路线包括燃料的气化、气体的脱硫、变换、脱碳及甲醇合成与精制。

用蒸汽与氧气对煤、焦炭进行气化，气化所得可燃性气体即为制造甲醇的初始原料气。

3、油制甲醇油制甲醇主要包括石脑油和重油。

，石石脑油生产甲醇原料气的主要方法是加压蒸汽转化法；以重油为原料制取甲醇原料气有部分氧化法与高温裂解法两种途径。

由于近年来石油消费的不断增长，油供应日趋紧张，石油价格不断上涨，采用石油产品生产大宗化工产品面临着原料枯竭、成本上涨等矛盾。

综上，由于能源结构为缺油、少气、富煤，世界煤资源远远超过天然气和石油储量，随着科技进步，煤制气中的净化手段日益提高以及甲醇需求量的大幅度增加，煤将成为甲醇生产的主要原料。

因此，从长远角度分析，我组决定选用煤制甲醇原料气。

2）催化剂性能，安全丶环保分析，经济分析甲醇的生产方法介绍1、高压法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。

3、中压法中压法合成甲醇的工艺流程中，操作压力范围为10.0~27.0MPa，温度为235~315℃。

目录摘要 (1)关键词 (1)前言 (1)1.制备原料气 (1)1.1连续制气的二段转化法 (2)1.2 部分氧化法 (3)2.净化工序 (3)2.1静电除尘 (4)2.2干法脱硫 (4)2.3湿法脱硫 (6)3 ICI低压法工艺流程 (7)4.粗甲醇精馏的工艺流程 (8)小结 (10)参考文献 (12)致谢 (13)低压合成甲醇的工艺流程设计摘要：目前，虽然低压合成甲醇的工艺流程有所不同，但基本都是采用一氧化碳、二氧化碳加压催化氢化法合成甲醇，都是在铜系催化剂和锌铬催化剂存在下，在4~5MPa左右，温度360~400摄氏度下进行的。

大致可以分为以下几个工序：制备原料气、净化原料气、压缩、合成甲醇、粗甲醇精馏。

关键词：低压原料气净化合成甲醇精馏脱硫前言甲醇，分子式CH3OH，是饱和醇中最简单的一元醇，它是多种有机产品的基本原料和重要的溶剂，广泛用于有机合成、染料、医药、涂料和国防等工业。

甲醇在有机合成工业中，是仅次于烯烃和芳烃的重要基础有机原料。

甲醇是较好的人工合成蛋白的原料，是容易运输的清洁燃料，可直接用于还原铁矿得到高质量的海绵铁。

随着近些年来碳一化学的工业的发展，甲醇制乙醇、乙烯、乙二醇、甲苯、二甲苯、乙酸乙烯、甲酸甲酯和氧分解性好的甲醇树脂等产品，正在研究开发和工业化中。

目前，甲醇的消费已超过其传统用途，潜在的耗用量远远超过其化工用途，渗透到国民经济的各个部门。

1966年英国帝国化学工业公司研制成功铜基催化剂，并开发了低压合成甲醇工艺，即ICI工艺。

1971年，德国鲁奇公司开发了另一种低压合成甲醇的工艺，简称Lurgi 工艺。

此外美国i电动研究所还研制了三相甲醇合成技术，三相甲醇合成技术虽已研制成功但未建立大规模的生产厂。

20世纪70年代中期以后，世界上新建和扩建的甲醇装置几乎都采用低压法。

目前,虽然低压合成甲醇的工艺流程有所不同，但基本都是采用一氧化碳、二氧化碳加压催化氢化法合成甲醇,即:CO+2H2=CH3OHCO2+3H2=CH3OH+H2O以上反应都是在铜系催化剂和锌铬催化剂存在下，在4~5MPa左右，温度360~400摄氏度下进行的。

年产20万吨煤制甲醇工艺设计专业：精细化学品生产技术组别：第六组指导老师：目录1 文献综述 (4)1.1我国甲醇行业现状与发展建议 (4)1.1.1甲醇发展状况 (4)1.1.2甲醇市场状况 (4)1.1.3甲醇发展方向 (5)1.1.4甲醇行业的发展建议 (5)1.2甲醇生产方法简介 (6)1.2.1煤、焦炭制甲醇的生产方法简述 (6)1.2.2本设计工艺流程 (19)2 煤制甲醇生产工艺流程 (20)2.1煤气化制粗原料气 (20)2.1.1 煤气化基本原理 (20)2.1.2 灰熔聚流化床煤气化技术概述 (20)2.1.3 ICC灰熔聚流化床煤气化工艺 (21)2.2粗原料气栲胶法脱硫 (23)2.2.1 栲胶法脱硫工艺原理 (23)2.2.2 粗原料气栲胶脱硫工艺流程 (23)2.3原料气变换 (24)2.3.1 一氧化碳变换的原理 (24)2.3.2 加压全低变工艺流程 (25)2.4变换气栲胶法脱硫 (26)2.4.1 变换气脱硫原因 (26)2.4.2 变换气栲胶脱硫工艺流程 (26)2.5变换气碳酸丙烯酯法脱碳 (26)2.5.1 碳酸丙烯酯法脱碳原理 (26)2.5.2 碳酸丙烯酯法脱碳工艺流程 (26)2.6合成气（变换气）压缩 (27)2.7合成气合成甲醇 (27)2.7.1 合成甲醇反应原理 (27)2.7.2 鲁奇（Lurgi）低中压发合成甲醇工艺流程 (28)2.7.3 鲁奇（Lurgi）管壳型甲醇合成塔 (30)2.8粗甲醇精馏 (31)2.8.1精馏原理 (31)2.8.2 加压蒸馏的目的及双效法定义 (31)2.8.3 双效法三塔粗甲醇精馏工艺流程 (32)2.8.4 双效法三塔粗甲醇精馏工艺流程特点 (33)2.9工艺流程总结 (33)3 煤制甲醇生产工艺计算.................................... 错误!未定义书签。

3.1ICC灰熔聚流化床煤气化工艺计算......................... 错误!未定义书签。

1 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，但随着科技的进步和发展，甲醇将被使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) 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，和此相反，北美地区需求则在减少。

年产20万吨甲醇合成二甲醚的工艺设计The Process Design of 200000t/a Dimethyl Ether Preparedby Methanol目录摘要 (I)Abstract (II)引言 (1)第1章文献综述 (2)1.1 二甲醚概况 (2)1.1.1 二甲醚的发展状况 (2)1.1.2 二甲醚的传统领域的应用及其拓展 (2)1.2 国内二甲醚市场简况 (4)1.2.1 现状 (4)1.2.2 国内市场预测 (6)1.3 国外二甲醚市场简况 (7)1.3.1 现状 (7)1.3.2 国外市场预测 (9)1.4 原料说明 (10)1.4.1 物理性质 (10)1.4.2 化学性质 (11)1.5 二甲醚的性质 (11)1.5.1 化学性质 (11)1.5.2 物理性质 (12)1.5.3 DME的毒性 (12)第2章工艺流程介绍 (13)2.1生产方法简述 (13)2.1.1 甲醇脱水制二甲醚 (13)2.1.2 合成气直接合成二甲醚 (14)2.2 工艺流程说明 (15)2.2.1 原料甲醇 (16)2.2.2 反应 (16)2.2.3 合成气冷却 (16)2.2.4 二甲醚精馏 (16)2.2.5 甲醇塔和二甲醚精馏塔 (17)2.3生产工艺特点 (17)2.4主要工艺指标 (18)2.4.1 二甲醚产品指标 (18)2.4.2 催化剂的使用 (18)第3章塔设备计算及选型 (19)3.1 汽化塔及其附属设备的计算选型 (19)3.1.1 物料衡算 (19)3.1.2 热量衡算 (21)3.1.3 理论板数、塔径、填料选择及填料层高度的计算 (25)3.1.4 汽化塔附属设备的选型计算 (31)3.2 合成塔物料衡算 (32)3.3 精馏塔及其附属设备的计算选型 (32)3.3.1 物料衡算 (33)3.3.2 热量衡算 (34)3.3.3 附属设备的选型计算 (36)3.3.4 理论塔板数的计算 (37)3.3.5 精馏塔主要尺寸的设计计算 (37)3.3.6 塔径设计计算 (39)3.3.7 填料层高度的计算 (41)3.3.8 填料塔液体分布装置 (42)3.3.9填料塔壁厚的计算 (42)结论 (44)致谢 ....................................................................................... 错误!未定义书签。

26四川化工第24卷2021年第1期甲醇合成低负荷运行入塔气组分的控制陈安明(宁夏和宁化学有限公司，宁夏银川，750409)摘要某公司甲醇合成装置低负荷(约40%)运行时，甲醇合成塔入塔气CO?体积分数非常低,CO单程转化率急剧下降，不能满足生产需求，粗甲醇中杂质含量大幅增加，合成反应工况恶化。

本文就该公司甲醇合成装置低负荷运行入塔气组分的控制进行讨论。

关键词：甲醇合成低负荷组分控制某公司一期项目是以煤为原料，年产40万吨合成氨、20万吨甲醇和70万吨尿素。

甲醇装置和氨合成装置并联，共用一套煤气化装置，一部分粗煤气经三段耐硫变换、低温甲醇洗和液氮洗工序后送往氨合成装置生产液氨;另一部分未经变换的粗煤气经低温甲醇洗工序后送往甲醇装置生产甲醇，生产运行过程中，根据甲醇、液氨和尿素的市场情况调整粗煤气的分配量。

其中，甲醇合成装置使用Lurgi 式甲醇合成塔，2016年4月更换XNC-98新催化剂，截止2020年5月累计运行33783小时，累计生产精甲醇1188255吨,每立方米催化剂精甲醇产量已达到2.5万吨，装置仍然运行稳定。

1甲醇合成原理甲醇合成装置采用Lurgi低压法合成甲醇工艺，在7.0MPa和225'的条件下，利用三元催化剂CuO-ZnO-AlO3使CO、H2、CO?发生反应,最后生成甲醇。

反应的化学方程式为：CO+2H2*+CH3OHCO2+3H2*+CH3OH+H2O副反应有：2CO+4H2*+(CH3)2O+3H2O2CO+4H2*+C2H5OH+H2OCO2+4H2*+CH4+2H2O4CO+8H2*+C4H9OH+3H2O此外,还有甲酸甲酯，乙酸甲酯及其他的高级从化学反应方程式来看，H2与CO合成甲醇的摩尔比为2：1,H2与CO?合成甲醇的摩尔比为3：1，CO、CO2同时存在时,新鲜气氢碳比应满足以下比：f=(H2—CO2)/(CO+CO2)，2.052装置运行现状该公司煤气化装置出口的正常有效气量(CO+ H2)：171350Nm3/h,最大有效气量(CO+H2)：188485Nm3/h。

年产25万吨煤制甲醇合成工段工艺设计摘要在有机合成工业中，甲醇是第四大基础原料，被广泛应用于人们的生活中，近几年，甲醇需求量高速增长。

在工业生产中，甲醇合成工段在生产甲醇中占据重要的部分，因此，本设计是在低压下利用列管式等温反应器合成甲醇，对煤制甲醇过程中甲醇合成工段进行设计，并对甲醇合成工段进行物料衡算、热量衡算和合成工段所需的反应器及附属设备进行设计，确定甲醇反应器的类型、壳体直径、封头等结构及尺寸，编制设计说明书，绘制煤制甲醇合成工段工艺流程图、反应器结构图、设备平面布置图和设备立面布置图。

关键词甲醇; 合成工段; 工艺设计；反应器With an annual output of 250000tons of methanolsynthesis process designAbstractIn organic synthesis industry, methanol is the fourth big basic raw materials, widely used in people's life, in recent years, methanol demand rapid growth. In industrial production, methanol synthesis section occupy an important part in the production of methanol, as a result,The main content of this design is in the process of coal methanol synthesis methanol synthesis process of design, and the methanol synthesis process of material balance, heat balance and reactor and ancillary equipment needed for the section design, determine the type of methanol reactor, shell diameter, sealing the top structure and size, preparation of design specifications, process flow diagram and drawing coal methanol synthesis section process flow diagram, reactor structure, equipment layout and elevation layout.Keyword Methanol, synthesis section, process desig,reactor目录第1章绪论 (1)1.1 甲醇的性质 (1)1.2 甲醇的用途 (2)1.3 甲醇的生产方法 (2)1.3.1 高压法 (2)1.3.2 低压法 (3)1.3.2 中压法 (3)1.4 设计任务 (4)1.4.1 设计的依据 (4)1.4.2 设计的内容 (4)1.4.3 设计的条件 (4)1.4.4 产品质量标准 (4)第2章工艺流程 (5)2.1 催化剂 (5)2.2 甲醇反应器 (6)2.3 甲醇合成工艺流程 (8)2.3.1 操作条件 (8)2.3.2 工艺流程 (8)第3章物料衡算及热量衡算 (9)3.1 甲醇合成工段的物料衡算 (9)3.1.1 设计的条件和参数 (9)3.1.2 化学反应 (9)3.1.3 物料衡算 (10)3.2 热量衡算 (17)3.2.1 反应器热量计算 (17)3.2.2 反应物料预热器热量计算 (20)3.2.3 水冷器热量计算 (22)第4章反应器的工艺计算 (25)第5章附属设备设计及计算 (29)5.1 循环压缩机的选型 (29)5.2 水冷器的计算 (29)5.3 分离器的选型 (34)5.4 贮槽的选型 (34)甲醇合成工段主要设备一览表 (34)结论 (35)致谢 (36)参考文献 (37)附录A 译文 (38)译文标题 (38)附录B 外文原文 (46)第1章 绪论1.1 甲醇的性质甲醇是饱和脂肪醇中最简单的一元醇，因为它最先是由木材中干馏获得的，所以俗名又称为“木醇”或“木精”。

中低压甲醇合成工艺论述摘要：甲醇无论是作为产品还是作为原料都有着重要的地位，所以甲醇有着碳一化工界中“基石”的美称。

由于甲醇的化学性质较为活泼，所以甲醇具有丰富的下游产物，导致甲醇的应用也是特别的广泛，尤其是与人们息息相关的交通运输业、农业、军工界、工业等都是存在一定的支柱性的作用。

关键词:甲醇合成；Lurgi技术；铜基催化剂引言随着我国在甲醇方面的研究与发展越来越迅速，加上甲醇能源在国家能源中占据着战略性地位，致使甲醇的生产量需求增加[1]。

甲醇成为越来越多化工产品的基础原料，也被誉为21世纪最重要的清洁能源之一，被广泛应用到各个行业和各个领域，所以有关甲醇的研究与发展，很值得研究[2]。

1.甲醇的物理性质甲醇英文名methanol。

属于饱和醇中最简单的一元醇，分子式CHOH。

在通3常条件下甲醇是一种无色、透明、易燃、有毒、易挥发的液体；熔点：－97.68 ℃，沸点：64.70℃[3]，燃点: 470℃，爆炸极限: 5.5 – 44 vol% ，密度(25℃)：0.78664g/cm3。

1.甲醇工业发展现状2.1 国外大型甲醇气相合成技术德国Lurgi甲醇合成工艺：德国Lurgi公司甲醇合成工艺的主要采用的是一步法与两步法两种甲醇合成工艺[4]。

水冷反应器甲醇合成塔是一步法甲醇合成工艺中所主要采用的，但简单的一个水冷型反应器却无法达到单套日产甲醇100万t的生产规模[5]。

而在两步法甲醇合成工艺中最常采用的反应器有2种类型，一种是气冷反应器，二是水冷反应器[6]。

Lurgi甲醇合成工艺的特点是:反应热可以迅速移出以此维持反应体系的温度的稳定，反应基本为等温反应，可以有效保护催化剂活性，催化剂使用寿命较长[7]；碳转化率高，合成塔出口甲醇含量高，单程转化率高，在驰放气排放方面少，循环气量小，压缩机功率降低，降耗降低[8]。

英国戴维甲醇合成工艺：英国戴维甲醇合成工艺的特点是:列管式轴径向反应器为英国戴维甲醇合成工艺的反应器，甲醇合成催化剂装填在反应器的列管之外，而在反应器的列管内通入的锅炉给水，由反应器中间具有筛孔的管道进入新鲜原料气，反应之后的气体从合成塔两侧出来,由于反应温度高，单程转化率低，循环气体量较大，从而导致循环气压缩机功率高，耗能也高[9]。

课程设计任务书设计（论文）题目：鲁奇低压法合成甲醇1．课程设计的主要内容及基本要求设计说明书根据设计题目，进行生产实际调研或查阅有关技术资料，在此基础上，通过分析研究，选定适宜的流程方案和设备类型，确定原则的工艺流程。

同时，对选定的流程方案和设备类型进行简要论述。

说明书内容：封面、目录、设计题目、概述与设计方案简介、工艺方案的选择与论证、工艺流程说明、专题论述、参考资料等。

字数不小于8000字。

工艺流程图将设计的工艺流程方案用带有控制点的工艺流程图表示出来，给出流程所需全部设备、标出物流方向及主要控制点。

图幅2号。

设备平面或立面布置图根据工艺流程图，选择部分设备（至少一个工段，且设备台数不少于10台），按《过程装备成套技术设计指南》的要求进行设备布置。

图幅3号2．指定查阅的主要参考文献及说明过程装备成套技术设计指南》（兼用本课程设计指导书）、《过程装备成套技术》、《化工单元过程及设备课程设计》3．进度安排中文摘要主要介绍了甲醇生产的基本原理、工艺条件、工艺过程、主要设备和操作注意事项。

内容包括：甲醇及其水溶液的性质；合成甲醇的工业发展概况；以天然气为原料制甲醇原料气；以固体燃料为原料制甲醇原料气；空气的液化分离；甲醇合成反应；粗甲醇的精馏。

关键词：甲醇合成；发展概况；流程目录中文摘要 (2)前言 (4)第一章工艺流程论证 (5)1.1甲醇的相关知识 (5)1.2 原料选择 (5)1.2.1原料为天然气 (5)1.2.2原料为石脑油 (5)1.2.3原料为重渣油 (6)1.3 工艺流程及说明 (7)1.3.1 消耗定额（按生产每吨甲醇计） (7)1.3.2 制法 (8)1.3.3 鲁奇低压法制甲醇的主要优点 (8)第二章典型机器设备选型与论证 (10)2.1 循环压缩机 (10)2.2 水冷凝器 (10)2.3 泵的选型 (11)第三章总结 (15)参考文献 (16)前言在这里采用的是以天然气为原料的鲁奇低压法合成甲醇。